高一物理《能量守恒定律与能源》导学案

 高一物理《能量守恒定律与能源》导学案 【学习目标】 1．知识与技能：理解能量守恒定律，知道能源与能量耗散。 2．过程与方法：通过生活中能量转化的事例分析理解能量守恒的含义。 3．情感太度与价值观：感知周围的能量耗散，树立节约能源的意识。 【学习重点】能量守恒定律的内容与含义 【学习难点】能量守恒定律的含义 【学法指导】自主阅读，合作探究，小组展示 【知识链接】动能定理，功能关系 【自主学习】 一、复习巩固 在力学领域中功和能关系的主要形式有： 1．合力做功等于物体             能的变化，即：W合=          2．重力做功等于物体             能变化的负值，即：WG=          3．弹力做功等于物体             能变化的负值，即：WF=          由此可见：做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度。 二、新课学习： 1．能量守恒定律： 引导①：我们已经学习过多种形式的能量，请大家说出这些能量的形式以及这些能量相互转化的事例。     引导②：是什么样的事实导致了能量守恒定律的最后确立？     引导③：简述能量守恒定律的内容。     引导④：根据你对能量守恒定律的理解，能量的守恒需要什么条件吗？   引导⑤：既然能量是守恒的，不可消失的，为什么我们还要节约能源？       ★ 能力提升 如果一个物体能对外做功我们就说这个物体具有能量，能量具有不同的存在形式，不同的存在形式对应着不同的运动形式，如：机械能对应机械运动，内能对应分子的热运动，不同形式的能可以转化，做功是能量转化的一个量度，即对物体做了多少功，就有多少能量参与了转化。 例1．能量转化的形式多种多样，在以下现象中是什么形式的能转化为什么形式的能。 ①摩擦生热                      ②气体膨胀做功                     ③水轮机带动发电机发电                      ④电动机带动水泵                     ⑤用打气筒给轮胎打气                      ⑥植物的光合作用                     例2．对能的转化与守恒以下正确的是（    ） A.某种形式的能减少，必然存在其它形式能的增加 B.某个物体的能量减少，必然有其它物体能的增加 C.不需要外界动力而持续对外做功的机器——永动机是不可制成的 D.石子从空中下落，最后静止在地面上，说明机械能消失了 2．能源与能量耗散 引导⑥：什么是能源与能量耗散？     引导⑦：能量耗散与能量守恒定律是否矛盾？如何理解呢？     引导⑧：能量耗散说明了什么问题？     ★ 能力拓展 能源是指能提供可利用能量的物质，它是人类社会活动的物质基础，它有不同形式的分类： ①从人类开发能源的历史划分： 常规能源：已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气 新能源：指目前尚未被人类大规模开发、利用而有待进一步研究、开发、利用的能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等。 ②从使用划分： 一次能源：指未经人类加工的能源，如：煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、海洋能等。 二次能源：从一次能源直接或简接转化来的能源，如：电能、氢能、焦炭。 ③从能否再生分类：可再生能源：如水能、风能、太阳能；不可再生能源：如煤、石油、天然气 ④从对环境的影响分类：清洁能源：如水能、风能、太阳能；非清洁能源：如煤、石油、天然气 例3．在密闭隔热的房间中有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，一段时间后，室内的温度将（    ） A.降低      B.不变       C.升高        D.无法确定 3.功能原理：除了重力或弹力以外，其他力对物体（或系统）所做的功等于物体（或系统）的机械能的变化。表达式为：W他=△E=E2-E1 例4.一小物体以Ek1=100J的初动能滑上斜面，当动能减少量△Ek=80J时，机械能减少量△E=32J，则当物体滑回到原出发点时动能为多少？   姓名：               4.摩擦生热：两物体发生相对滑动，摩擦产生的热量等于滑动摩擦力与相对距离的乘积。Q=Ff*△S 例5.如图所示，水平传送带顺时针匀速转动，速度是v=3m/s，两皮带轮圆心距离L=4.5m,现将m=1kg的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.15，电动机带动皮带将物体从左轮正上方运送到右轮正上方的过程中，电动机消耗的电能是多少？ V           【课后作业】 1．关于能量的转化以下正确的是                                     （       ） A.举重运动员把重物举起，体内的一部分化学能转化为重物的机械能 B.电流通过电阻丝使电能转化为内能   C.内燃机做功实现了燃料的化学能向机械能的转化 D.水流冲击水轮机发电，水流的动能转化为电能 2．一颗子弹以某一水平速度击中一静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对这一过程以下正确的是                                                            （        ） A.子弹减小的机械能等于木块增加的机械能 B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量 C.子弹减小的机械能等于木块增加的动能与内能之和 D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与系统增加的内能之和 3．自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，说明                           （     ） A.机械能守恒                        B.机械能正在消失 C.只有动能与势能之间的相互转化      D.减小的机械能转化为内能，总能量守恒 4．质量为4kg的物体被人由静止向上提升0.25m，后速度为1m/s,(g=10m/s2)以下正确的是（   ） A.人对物体做功12J                 B.合力对物体做功2J C.物体克服重力做功10J             D.人对物体做功等于物体增加的动能 5.将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度为2v0，若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是（   ） A．小球克服空气阻力做的功为mgh   B．重力对小球所做的功为mgh C．合外力对小球所做的功小于m v02      D. 合外力对小球所做的功等于m v02 6.物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的变化是（   ） A、机械能不变，动能不变   B、动能不变，重力势能变化 C、动能不变，重力势能一定变化   D、若重力势能变化，则机械能变化 7.一个质量为m的物体（可视为质点）以某一速度由底端点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度大小为g，在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中，物体 A、机械能损失了mgh    B、重力势能增加了3mgh                               （       ） C、动能损失了0.5mgh    D、机械能损失了0.5mgh 8．如图所示，传送带保持以4m/s的速度匀速运动，将质量m=1kg的物块无初速的放在A端，A、B相距6m，物块与传送带间的摩擦因数μ=0.2，滑块从A到B的过程中，皮带的摩擦力对物块做了多少功？产生的热量为多少？（产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移之积）               9．风力发电是一种环保的获得电能的方式，设计每台风力发电机的功率为40kW，风的动能转化为电能的效率为20%，空气的密度为 ，风速为 ，问该风力发电机叶片的长度约为多少才能满足要求？             5m 300   A B 图5-25-3 10．如图5-25-3所示，传送带与水平面之间的夹角为300，其上A、B两点的距离为 =5m, 传送带在电动机的带动下以 =1m/s的速度匀速运动，现将一质量为 =10kg的小物体轻放在传送带上A点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为 ，在传送带将物体从A点送到B点的过程中，求：（1）传送带对物体做的功；（2）电动机做的功。（g=10m/s2）