物理必修 第三册4 能源与可持续发展导学案

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。

【学习重难点】

1．能量守恒定律的内容。

2．理解能量守恒定律的确切含义。

【学习过程】

一、能的转移和转化

1．写出下面图片中的能量转化

（1）____________________        （2）____________________

（3）____________________        （4）____________________

（5）____________________        （6）____________________

（7）____________________        （8）____________________

2．指出下列现象中能量的转化或转移情况：

（1）人在跑步时，身体发热（                      ）

（2）风吹动帆船前进（                      ）

（3）放在火炉旁的冷水变热（                      ）

（4）电流通过灯泡，灯泡发光（                      ）

（5）植物进行光合作用（                      ）

二、能量守恒定律

通过上面的练习，我们可以总结得出：

（1）能量转移：能量的形式____________。

（2）能量转化：能量的形式____________。

无论能量发生转移还是转化，总能量____________。

1．能量守恒定律：能量既不会____________，也不会____________，它只能从一种形式____________为另一种形式，或者从一个物体____________另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量____________。

永动机：________________________________________________。

2．事实和理论都证明永动机是________________________。

原因：________________________________________________。

3．能量守恒定律的意义：

（1）能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。

（2）能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。

（3）自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。

（4）机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。

【例题1】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（    ）

A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加

C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的

D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了

【例题2】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（    ）

A.物体机械能不变，内能也不变

B.物体机械能减小，内能不变

C.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小

D.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变

三、能量转化和转移的方向性

1．内能总是自发地从________物体向________物体转移，而不会自发的由________物体向_______物体转移

2．内能_______（能/不能）百分之百的转化为其他形式的能量。能量耗散实际上也是__________的过程。

3．能源危机和环境问题。

（1）______________

（2）______________

（3）______________

四、能源的分类与应用

1.分类：

（1）从人类开发能源的历史划分

①常规能源：如________________________等

②新能源：如________________________等

（2）从使用分类

①一次能源：如____________________________________等

②二次能源：如____________________________________等

（3）从能否再生分类

①可再生能源：如________________________等

②不可再生能源：如________________________等

（4）从对环境的影响分类

①清洁能源：如________________________等

②非清洁能源：如________________________等

2.新能源

（1）____________

（2）____________

（3）____________

（4）____________

【例3】下列对能量耗散的理解正确的有（    ）

A．能量耗散说明能量在不断减少

B．能量耗散遵守能量守恒定律

C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性

【例4】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．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”

C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化

D．“温室效应”使得土壤酸化

五、能源与社会发展

人类利用能源大致经历了三个时期：

1.____________，出现年代：____________

2.____________，出现年代：____________

3.____________，出现年代：____________

【达标检测】

一、单项选择题

1．下列各组能源中，均为不可再生能源的是(     )

A．煤、石油、天然气           B．太阳能、地热能、风能

C．电能、汽油、风能           D．核能、水能、生物能

2．在我们的家乡——江汉平原，目前使用最广泛的能源是(     )

A．核能   B．电能   C．风能   D．太阳能

3．下列关于核能的说法错误的是(    )

A．核电站是利用核能来发电的

B．核反应堆中发生的是链式反应

C．核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害

D．核废料不会对环境造成污染

4．下列有关能源和信息的说法正确的是

A．空气中的电磁波频率越高波长越长

B．核电站是利用核裂变的能量来发电的

C．手机是利用超声波来传递信息的

D．能量是守恒的，所以不会发生能源危机

5．能源的开发和利用在“两型”社会的建设中起着很重要的作用。下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是(    )

A．煤气            B．太阳能          C．电能             D．核能

6．为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了太阳能电池板。白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电。这样白天与晚上的能量转化形式是(    )

A．白天：太阳能→内能→电能

B．晚上：化学能→电能→太阳能

C．白天：太阳能→电能→化学能

D．晚上：化学能→电能→化学能

7．为控制大气污染，下列措施目前不可行的是

A．尽量用天然气代替煤作为城市居民生活用的燃料

B．开发和使用新能源

C．改进消烟和除尘装置，提高其性能

D．禁止使用石油资源

8．我们应该加强节能意识，下列做法不妥的是(    )

A．在日常用电中要随手关灯

B．电视机、空调器在不用时拔下电源插头

C．用太阳能热水器代替家中电热水器

D．关闭空调，打开工作的冰箱门来降低室温

9．常州市城市生活垃圾焚烧发电厂将于2008年9月28日并网发电。该工程总投资5亿元，每天可焚烧垃圾7.5×105kg，发电1.6×105kW•h，利用垃圾焚烧所产生的炉渣可制砖6万块。对于该工程的意义，下列说法错误的是（     ）

A．解决城市生活垃圾的处理难题，变废为宝

B．高温消灭垃圾中的细菌、病毒，有利环保

C．减少需要填埋的垃圾质量和体积，节约土地

D．居民投放垃圾不用分类，轻松便捷

10．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是(     )

A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能

B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能

C．发电机发电时，将机械能转化为电能

D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生

二、填空题

1．2007年10月24日“嫦娥一号”已成功发射，现正在计划运行探测，月球是一个核聚变原料宝库，仅其尘埃中的聚变材料——氦核，就足够使人类使用上万年，目前核能在许多经济发达国家已经成为常规能源，它是______（选填“可”或“不可”）再生能源，与火力发电相比，核能发电的优点之一是核电站只需消耗很少的核燃料，最后产生大量的____________能。

2．在青岛设立的2008年奥运会帆船比赛场地，采用的是风力发电机给路灯供电。风力发电是将________能转化为________能。

3．近年来，一些地区推广使用乙醇汽油(乙醇俗称酒精)。乙醇汽油是由10％的乙醇与90％的汽油混合而成。（1）乙醇汽油燃烧过程是_________能转化为内能的过程；（2）按照能源分类，由于乙醇是由植物酿而成，所以乙醇属于__________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。使用乙醇汽油较使用汽油的好处有(请你说出一条)：____________________。

4．我国科学家闵恩泽院士获得了2007年度“国家最高科学技术奖”，以表彰他在“绿色化学”等多个方面的开拓性贡献。试回答：

（1）“绿色化学”的核心理念是从源头上减少对环境的污染。下列措施：

①少用或不用有害物质；②少排放或不排放有害物质；③不使用任何化学物质。

其中符合“绿色化学”理念的是______________(选填编号)。

（2）闵恩泽院士在“利用油料作物发展生物柴油”方面开展了积极的研究，这一产业的发展可以减少人类对______________燃料的依赖，从而更好地保护环境。