12.4 能源与可持续发展 导学案-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

新人教版高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律4能源与可持续发展1．知道能量守恒定律的具体内容。2．了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性。3．知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系。知识点一能量守恒定律1，做机械运动的物体具有①和②相互之间可以转化；在电路中，电源将其他形式能转化为③，负载又把④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，能量守恒定律的内容：能量既不会凭空⑤，也不会凭空消失，它只能从一种形式⑥为其他形式，或者从一个物体⑦到别的物体，在⑧或⑨的过程中，能量的总量保持⑩。知识点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⑪，水的温度⑫，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是⑭，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⑮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⑯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⑰，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要⑱能源。知识点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⑲。2.水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于⑳这些能源在自然界中可以再生，叫作㉑。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㉒直接转化成㉓。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㉔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㉕能转化为㉖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㉗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㉘发电的。有些质量较小的原子㉙在一起发生㉚也会释放巨大的能量。知识点四能源与社会发展1.人类对能源的利用大致经历了㉛、㉜和㉝三个时期。2.可持续发展的核心是追求㉞与㉟、㊱的平衡，既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需要。类型一能量守恒定律的理解和应用例1：如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10V9W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4×105J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：(结果保留整数)(1)太阳能节能灯的能量转化情况；(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？练1：如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为()A.eq\f(1,16)mghB.eq\f(1,8)mghC.eq\f(1,4)mghD.eq\f(1,2)mgh类型二能源的利用与可持续发展例2：关于能源的开发和利用，下列观点正确的是()A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径练2：“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例3、(多选)下列关于能量耗散的说法，正确的是()A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够全额发生的D．能量耗散导致能量品质降低课堂训练1．关于能源的利用和节约，下列说法正确的是()A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%B．由于能量既不会消灭，也不会创生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉2．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感受一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，下列说法中正确的是()A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D．以上说法均不正确3．(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是()A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B．石油和煤炭燃烧时