1.能量守恒定律
(1)導致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是:確認了__________的不可能性和發(fā)現(xiàn)
了各種____________之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化.
(2)內(nèi)容:能量既不會憑空________,也不會憑空________,它只能從一種形式________
為另一種形式,或者從一個物體________到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的
總量____________,這就是能量守恒定律.
2.能源和能量耗散
(1)人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期,即________時期、________時期、________
時期.自工業(yè)革命以來,______和________成為人類的主要能源.
(2)____________和____________已經(jīng)成為關系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題.
(3)燃料燃燒時,一旦把自己的熱量釋放出去,就不會再次________聚集起來供人類重新
利用.電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能,電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,熱和光被其他
物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能,我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用,這種現(xiàn)象
叫做能量的耗散.
(4)能量耗散表明,在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量在數(shù)量上____,
但在可利用的品質(zhì)上________了,從便于利用的變成________________的了.這是能源
危機的深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因.
(5)能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的____________.
【概念規(guī)律練】
知識點一 能量守恒定律
1.關于能量守恒定律,下列說法錯誤的是( )
A.能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,但不能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體
B.能量的形式多種多樣,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化
C.一個物體能量增加了,必然伴隨著別的物體能量減少
D.能量守恒定律說明了能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失
2.下列說法正確的是( )
A.隨著科技的發(fā)展,永動機是可以制成的
B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消
失了
C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律,因而是不可能的
D.有種“全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動,說明
能量可以憑空產(chǎn)生
3.歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機器,它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對外做功,或
者消耗少量能量而做大量的功.如圖1所示為一種永動機的設計模型.人們把這種設想
中的不消耗能量的機器叫做第一類永動機.這樣的機器能制造出來嗎?請你談談你的看
法.
知識點二 能量耗散
4.關于“能量耗散”的下列說法中,正確的是( )
A.能量在轉(zhuǎn)化過程中,有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新
利用,這種現(xiàn)象叫做能量的耗散
B.能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散
C.能量耗散表明,在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量的數(shù)量并未減
少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了,而自然界的能量
是守恒的
D.能量耗散表明,各種能量在不轉(zhuǎn)化時是守恒的,但在轉(zhuǎn)化時是不守恒的
5.下列說法正確的是( )
A.某種形式的能減少,一定存在其他形式能的增加
B.因為能量守恒,所以“能源危機”是不可能的
C.能量耗散表明,在能源的利用過程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用的品質(zhì)
上降低了
D.能源的利用受能量耗散的制約,所以能源的利用是有條件的,也是有代價的
【方法技巧練】
應用能量守恒定律解題的方法
6.水從20 m高處落下,如果水的重力勢能的20%用來使水的溫度升高,則水落下后的
溫度將升高多少?(g取10 m/s2)
7.某地平均風速為5 m/s,已知空氣密度是1.2 kg/m3,有一風車,它的車葉轉(zhuǎn)動時可形
成半徑為12 m的圓面.如果這個風車能將圓面內(nèi)10%的氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔,則該風
車帶動的發(fā)電機功率是多大?
參考答案
課前預習練
1.(1)永動機 自然現(xiàn)象 (2)產(chǎn)生 消失 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 保持不變
2.(1)柴薪 煤炭 石油 煤 石油 (2)能源短缺 環(huán)境惡化 (3)自動 (4)沒有減少 降低 不便于利用 (5)方向性
課堂探究練
1.A [能量可以在不同物體之間轉(zhuǎn)移也可以轉(zhuǎn)化,但能的總量保持不變.]
2.C [永動機是指不消耗能量,而可以大量對外做功的裝置,歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動機的發(fā)明,結果都以失敗告終,原因就是違背了能量守恒定律.人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(guī)律.違背規(guī)律行事,即使以后科技再發(fā)達,也要受自然規(guī)律的制約,所以永動機是永遠不可能制成的,A錯.
太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極小的一部分,就形成了風云雨雪,使萬物生長,但輻射到星際空間的能量也沒有消失,一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯.
馬和其他動物,包括人要運動,必須消耗能量,動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能,C對.
所謂“全自動”手表其內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,一般是一個擺錘,當人戴著手表活動時,使擺錘不停擺動,給游絲彈簧補充能量,才會維持手表的走動,D錯.]
3.永動機是不可能制成的,因為它違背了能量守恒定律,機器只能轉(zhuǎn)化能量,不能創(chuàng)造和消滅能量.實驗證明,一切永動機的設想和制造都以失敗而告終.
4.AC
5.ACD [本題考查對能量守恒定律及能量耗散的理解,能量只能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總量不變;能量耗散表明能量在數(shù)量上并未減少,只是在可利用的品質(zhì)上降低了.]
6.9.5×10-3 °C
解析 質(zhì)量為m的水從高h處落下,使水的溫度升高了Δt,水的比熱容為c,由能量守恒定律有:mgh×20%=cmΔt,代入數(shù)據(jù),解得Δt=9.5×10-3 °C.
7.3.4 kW
解析 在Δt時間內(nèi)作用于風車的氣流質(zhì)量
m=πr2v?Δtρ
這些氣流的動能為12mv2,
轉(zhuǎn)變成的電能E=12mv2×10%
所以風車帶動的發(fā)電機功率為
P=EΔt=12πr2ρv3×10%
代入數(shù)據(jù)得P=3.4 kW.
方法 用能量守恒定律解題的一般步驟
(1)首先分析系統(tǒng)的能量,弄清哪種形式的能量在增加,哪種形式的能量在減少.
(2)分別列出減少的能量和增加的能量.
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