能量守恒定律与能源

7.10 能量守恒定律与能源 学案（人教版必修2）

1．能量守恒定律
(1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了__________的不可能性和发现
了各种____________之间的相互联系和转化．
(2)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________
为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的
总量____________，这就是能量守恒定律．
2．能源和能量耗散
(1)人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________时期、________时期、________
时期．自工业革命以来，______和________成为人类的主要能源．
(2)____________和____________已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
(3)燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次________聚集起来供人类重新
利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他
物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象
叫做能量的耗散．
(4)能量耗散表明，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____，
但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________________的了．这是能源
危机的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因．
(5)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的____________．

【概念规律练】
知识点一　能量守恒定律
1．关于能量守恒定律，下列说法错误的是(　　)
A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体
B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化
C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少
D．能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失
2．下列说法正确的是(　　)
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消
失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明
能量可以凭空产生
3．历史上曾有许多人试图发明一种机器，它可以不消耗能量而连续不断地对外做功，或
者消耗少量能量而做大量的功．如图1所示为一种永动机的设计模型．人们把这种设想
中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机．这样的机器能制造出来吗？请你谈谈你的看
法．


知识点二　能量耗散
4．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是(　　)
A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新
利用，这种现象叫做能量的耗散
B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减
少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量
是守恒的
D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
5．下列说法正确的是(　　)
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式能的增加
B．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质
上降低了
D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
【方法技巧练】
应用能量守恒定律解题的方法
6．水从20 m高处落下，如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高，则水落下后的
温度将升高多少？(g取10 m/s2)

7．某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形
成半径为12 m的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风
车带动的发电机功率是多大？
参考答案
课前预习练
1．(1)永动机　自然现象　(2)产生　消失　转化　转移　保持不变
2．(1)柴薪　煤炭　石油　煤　石油　(2)能源短缺　环境恶化　(3)自动　(4)没有减少　降低　不便于利用　(5)方向性
课堂探究练
1．A　[能量可以在不同物体之间转移也可以转化，但能的总量保持不变．]
2．C　[永动机是指不消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律．人类只能发现规律、利用规律．违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错．
太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错．
马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对．
所谓“全自动”手表其内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错．]
3．永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量．实验证明，一切永动机的设想和制造都以失败而告终．
4．AC
5．ACD　[本题考查对能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能转化或转移，在转化或转移过程中总量不变；能量耗散表明能量在数量上并未减少，只是在可利用的品质上降低了．]
6．9.5×10－3 °C
解析　质量为m的水从高h处落下，使水的温度升高了Δt，水的比热容为c，由能量守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入数据，解得Δt＝9.5×10－3 °C.
7．3.4 kW
解析　在Δt时间内作用于风车的气流质量
m＝πr2v?Δtρ
这些气流的动能为12mv2，
转变成的电能E＝12mv2×10%
所以风车带动的发电机功率为
P＝EΔt＝12πr2ρv3×10%
代入数据得P＝3.4 kW.
方法　用能量守恒定律解题的一般步骤
(1)首先分析系统的能量，弄清哪种形式的能量在增加，哪种形式的能量在减少．
(2)分别列出减少的能量和增加的能量．

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