能源与可持续发展+导学案 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12、4能源与可持续发展【学习目标】1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。2．通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。3．了感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。【合作探究】任务一能量守恒定律做机械运动的物体具有和，相互之间可以转化；在电路中，电源将其他形式能转化为，负载又把转化为内能、光能和机械能，这些都说明各种自然现象之间能量的相互联系和转化。2、能量守恒定律的：能量既不会凭空，也不会凭空消失，它只能从一种形式为其他形式，或者从一个物体到别的物体，在或的过程中，能量的总量保持。任务二能量转移或转化的方向性1、把刚刚煮熟的热鸡蛋拿出来放在冷水中，鸡蛋的温度，水的温度，最终鸡蛋和水的温度会⑬，这一过程是自发的；达到温度相同后，鸡蛋和水都不能自发地变回到原来的温度，这一例子说明，与热现象有关的宏观自然过程都是，虽然能量守恒，能量转化的过程中有些可以自然发生，有些则不能。2、能量的耗散：燃料燃烧时把自己的热量释放出去，但是不会聚集起来供人类重新利用。3、能源危机：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。4、能量转化的方向性：能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要能源。任务三能源的分类与应用1.煤炭、石油、天然气等化石能源无法短时间内再生，所以这类能源被叫作。2.水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于这些能源在自然界中可以再生，叫作。3.太阳能发电：目前我国是最大的光伏产品制造国，光伏即光伏发电系统，是通过太阳能电池将直接转化成。4.水力发电：水力发电对环境的影响小，成本低，水能是廉价的资源。我国水电装机总量居世界第一。5.风能发电：我国风力资源丰富，利用风力将能转化为能，我国的风力发电已经走在世界前列，装机容量居全球之首。6.核能发电：有一些质量非常大的原子核像铀、钍和钚原子的原子核在成质量较小的原子核时，会放出惊人的能量，核电站就是利用发电的。有些质量较小的原子在一起发生也会释放巨大的能量。巩固练习1．(多选)以下说法正确的是()A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的2．关于能量和能源，下列说法正确的是()A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量品质降低了C．能量在转化过程中没有方向性D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造3．关于能源的开发和应用，下列说法正确的是()A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程B．化石能源的能量归根结底来自太阳能，因此化石能源永远不会枯竭C．在广大的农村推广沼气意义重大，既变废为宝，减少污染，又节约能源D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭4．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是()A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能5．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题．对此，以下措施可行的是()A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和不人为毁坏物品B．关闭现有的火力发电站C．各地都要兴建水力和风力发电站D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代6．我国人民有在房前种树的习惯，夏天大树长出茂密的叶子，为人们挡住炎炎烈日，冬天大树的叶子又会全部掉光，使温暖的阳光照入屋内，可以起到冬暖夏凉的作用。炎热的夏天，我们在经过有树的地方时，也会感到很明显的凉意，关于树木周围比较凉爽的现象，下列说法正确的是()A．树木把大部分太阳光反射出去，使地面温度降低B．树木吸收阳光，使自己温度升高，周围温度降低C．树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低D．白天大树将热量存起来，晚上再将热量放出来，所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热7．水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源，若一水力发电站水库的平均流量为Qm3/s，落差为hm，发电效率为η，则该水力发电站的年发电量是多少千瓦时？(g取10m/s2)8、某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg.当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I＝50A，输出电压U＝200V．在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．(g取10m/s2)(1)求汽车所受阻力；(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中