高一物理能源的利用与开发

1、第七节功率第七节功率 第八节能源的利用与开发第八节能源的利用与开发核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案第七节功率第七节功率 第八节能源的利用与开发第八节能源的利用与开发课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解功率的概念并能运用功率的定义理解功率的概念并能运用功率的定义式式PW/t进行有关计算进行有关计算2理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公式式PFvcos的意义，并能用来解释有关现象和进的意义，并能用来解释有关现象和进行计算行计算3知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问

2、知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问题中计算瞬时功率与平均功率题中计算瞬时功率与平均功率4知道什么是能源及其分类且了解新能源的优点知道什么是能源及其分类且了解新能源的优点及应用前景及应用前景.重点难点：功率的理解及有关应用重点难点：功率的理解及有关应用课前自主学案课前自主学案一、如何描述物体做功的快慢一、如何描述物体做功的快慢功率是单位时间内功率是单位时间内_的多少，表示物体的多少，表示物体_快慢的物理量功率是衡量机械性能的一快慢的物理量功率是衡量机械性能的一个重要指标个重要指标做功做功做功做功二、怎样计算功率：二、怎样计算功率：1功率功率(1)功率的定义功率的定义功功W跟完成这些功所用时

3、间跟完成这些功所用时间t的的_叫功率，功叫功率，功率的符号为率的符号为P.(2)定义式：定义式：P_.比值比值(3)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是_，符号为，符号为W.1W1J/s.技术上常用千瓦技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位，作为功率的单位，1kW1000W.(4)功率的物理意义：功率是表示物体做功功率的物理意义：功率是表示物体做功_的物理量也可以用来描述能量的物理量也可以用来描述能量_的快慢程的快慢程度度(5)功率是标量，只有功率是标量，只有_，没有，没有_瓦特瓦特快慢快慢转化转化大小大小方向方向Fvcos思考感悟思考感悟1汽车在爬坡

4、时，司机有时要通过换挡来降低汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降低车速，这样能增大牵引力，这是为什么呢？如果车速，这样能增大牵引力，这是为什么呢？如果汽车上坡时仍要保持原来的速度汽车上坡时仍要保持原来的速度,司机要加大油门，司机要加大油门，这又是为什么呢？这又是为什么呢？(图图471)图图471提示：提示：换挡控制牵引力换挡控制牵引力F，变换油门控制汽车牵，变换油门控制汽车牵引力的功率引力的功率P，而，而PFv，三者相互制约，三者相互制约3额定功率与实际功率额定功率与实际功率机械正常工作时，允许达到的机械正常工作时，允许达到的_叫做额叫做额定功率，机械定功率，机械_的功率叫做实际功的功率叫做实

5、际功率机械实际的输出功率率机械实际的输出功率(即实际功率即实际功率)应等于或小应等于或小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可能略于额定功率，在某些情况下，实际功率也可能略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率最大功率最大功率实际运行实际运行思考感悟思考感悟2下表所示是某洗衣机铭牌所标注的各项参下表所示是某洗衣机铭牌所标注的各项参数从铭牌上可以看出洗衣机在洗涤衣服时的数从铭牌上可以看出洗衣机在洗涤衣服时的额定功率是额定功率是_W，在脱水时的额定功率，在脱水时的额定功率是是_W.提示：提示：325255全自动洗衣机全自动洗衣机(XQB552155)型号：

6、型号：XQB552155洗涤洗涤/脱水容量：脱水容量：5.5kg额定输入功率：额定输入功率：325W(洗涤洗涤)255W(脱水脱水)最大耗水量：最大耗水量：129L进水口压强：进水口压强：0.030.78MPa净重：净重：29kg外形尺寸：外形尺寸：630614940(单位：单位：mm)(长长宽宽高高)三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发1能源及其分类能源及其分类(1)概念：能够提供可利用概念：能够提供可利用_的物质资源，都的物质资源，都可以称为能源可以称为能源(2)分类分类从人类开发能源的历史划分从人类开发能源的历史划分常规能源：煤、石油、天然气等；常规能源：煤、石油、天然气等；新能源：

7、核能、太阳能、风能、地热能、海洋能新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等等能量能量从使用分类从使用分类一次能源：未经人工加工的能源，如煤一次能源：未经人工加工的能源，如煤 、石油、石油、天然气、水能、风能、天然气、水能、风能、_、海洋能等；、海洋能等；二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能源如：源如：_、氢能、焦炭、氢能、焦炭从能否再生分类从能否再生分类可再生能源：太阳能、海洋能、可再生能源：太阳能、海洋能、_、风能等；、风能等；不可再生能源：不可再生能源：_、_、天然气、核能等、天然气、核能等从对环境的影响分类：清洁能源从对环境的影响分类：清洁

8、能源(也称也称“绿色环绿色环保保”能源能源)：太阳能、风能、地热能、海洋能等；：太阳能、风能、地热能、海洋能等；非清洁能源：煤、石油、天然气等非清洁能源：煤、石油、天然气等生物质能生物质能电能电能水能水能石油石油煤煤2能源危机与环境污染能源危机与环境污染(1)能源危机：能源的需求和供应的矛盾非常突出，能源危机：能源的需求和供应的矛盾非常突出，能源短缺严重能源短缺严重(2)环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难温室效应：是由于大气中温室气体温室效应：是由于大气中温室气体(二氧化碳、二氧化碳、甲烷等甲烷等)含量增大而形成的主要原因是煤炭和石含量增大而形成的

9、主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气油的大量消耗而产生的废气酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨煤物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质3能源的开发：核能、太阳能、水能、地热能、能源的开发：核能、太阳能、水能、地热能、生物质能、海洋能、氢能生物质能、海洋能、氢能思考感悟思考感悟3能源危机和能源的利用对环境所造成的污染已能源危机和能源的利用对环境所造成的污染已成为人类共同关注的世界性问题，怎样缓解当前成为人类共同关注

10、的世界性问题，怎样缓解当前能源危机、保护和改善人类生存环境？能源危机、保护和改善人类生存环境？提示：提示：节约能源，开发可替代煤、石油、天然气节约能源，开发可替代煤、石油、天然气等常规能源的新能源等常规能源的新能源,研究清洁能源是缓解当前能研究清洁能源是缓解当前能源危机及保护和改善人类生存环境的有效措施源危机及保护和改善人类生存环境的有效措施核心要点突破核心要点突破一、对功率的理解一、对功率的理解1平均功率与瞬时功率的比较平均功率与瞬时功率的比较2PFv的理解的理解(1)公式公式PFv中的力中的力F与速度与速度v应共线，若应共线，若v为瞬时速为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，度，则用

11、此式计算出的功率为瞬时功率，v为平均速为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率度，则计算的是该段时间内的平均功率(2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率率(3)PFv中三个量的制约关系中三个量的制约关系定值定值各量间各量间的关系的关系应用应用P一定一定F与与v成成反比反比汽车上坡时，要增大牵引力，汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度应换低速挡减小速度v一定一定

12、F与与P成成正比正比汽车上坡时，要使速度不变，汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力获得较大牵引力F一定一定v与与P成成正比正比汽车在高速路上，加大油门增汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度大输出功率，可以提高速度图图473此式中此式中v0必定小于必定小于vmax，它是车的功率增至，它是车的功率增至P额额之之时的瞬时速度时的瞬时速度在在P增至增至P额额之后，为加速度减小的加速运动直之后，为加速度减小的加速运动直至达到至达到vmax.下面是这个动态过程的方框图这一下面是这个动态过程的方框图这一过程的过程的vt关系如图关系如图47

13、3所示所示三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发1新能源分类新能源分类特别提醒：特别提醒：目前，正在开发的新能源有风能、目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及聚变核能等新能源多为可再生能源，且污染聚变核能等新能源多为可再生能源，且污染较小新能源的开发是社会可持续发展的一个较小新能源的开发是社会可持续发展的一个主要课题主要课题2常规能源和新能源的转化方式常规能源和新能源的转化方式图图474即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3(单选单选)近年来，我国许多城市禁止汽车使用含近年来，我国许多城市禁止汽车使用

14、含铅汽油，其主要原因是铅汽油，其主要原因是()A提高汽油燃烧效率提高汽油燃烧效率B降低汽油成本降低汽油成本C避免铅污染大气避免铅污染大气D铅资源短缺铅资源短缺解析：解析：选选C.空气中铅含量超标，会严重影响人们空气中铅含量超标，会严重影响人们的身体健康，故选的身体健康，故选C.课堂互动讲练课堂互动讲练平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率一物体在光滑水平面上受到水平方向的恒一物体在光滑水平面上受到水平方向的恒定拉力定拉力F10N的作用，从静止开始经历了的作用，从静止开始经历了3s，速度达到速度达到8m/s.求：求：(1)这一过程中拉力做功的平均这一过程中拉力做功的平均功率；功率；(2)第第3s末

15、拉力的瞬时功率末拉力的瞬时功率【答案】【答案】(1)40W(2)80W汽车发动机的额定功率为汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量，汽车质量为为5t，运动中所受阻力的大小恒为车重的，运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍倍(1)若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的最大若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达速度是多少？当汽车速度达5m/s时时,加速度多大？加速度多大？(2)若汽车以恒定加速度若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程启动，则这一过程能维持多长时间？这一过程中发动机的牵引力做功能维持多长时间？这一过程中发动机的牵引力做功多少？多少？机车启动问题机车

16、启动问题【思路点拨思路点拨】要明确要明确a、F、P、v各个物理量相各个物理量相互之间的联系和相互制约的关系，明确每一步的推互之间的联系和相互制约的关系，明确每一步的推理依据，特别要注意汽车匀加速运动结束的条件和理依据，特别要注意汽车匀加速运动结束的条件和达到最大速度的条件达到最大速度的条件【自主解答自主解答】车受牵引力和阻力作用，依据牛顿车受牵引力和阻力作用，依据牛顿运动定律和功率与速度关系写出加速度表达式，然运动定律和功率与速度关系写出加速度表达式，然后进行讨论，当后进行讨论，当a0时，速度最大匀加速时，时，速度最大匀加速时，v变大，变大，P变大，当变大，当P达到额定功率时，匀加速的速度达到

17、额定功率时，匀加速的速度达到最大达到最大【答案答案】(1)12m/s1.4m/s2(2)16s4.8105J变式训练变式训练质量为质量为2t的汽车，发动机的牵引功的汽车，发动机的牵引功率为率为30kW，在水平公路上，能达到的最大速，在水平公路上，能达到的最大速度为度为15m/s，则当汽车的速度为，则当汽车的速度为10m/s时的加速时的加速度为度为()A0.5m/s2B1m/s2C1.5m/s2D2m/s2瀑布从瀑布从20m高处以高处以Q103m3/s的流量竖直落的流量竖直落下下,流进底部的水轮机后再以流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水的速度流出，水轮机再带发电机发电如果水的机械能转化为电能轮机再带发电机发电如果水的机械能转化为电能的效率是的效率是80%,那么发电机发出的电功率有多大？那么发电机发出的电功率有多大？(瀑布在山顶的速度可忽略不计，瀑布在山顶的