能量转化的基本规律
【学习目标】
1.知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的分析物理现象的意识。
2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
3.讨论和分析两个具体的永动机设计方案,说明永动机是不可能的。
【学习重难点】
1.知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的分析物理现象的意识。
2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
【学习过程】
一、典型范例
例题 市场经济的今天,一些厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的做法,纷纷对产品进行广告宣传。可是有些厂商在广告上弄虚作假,夸大其词,欺骗消费者。如某品牌电热水器这样写道:“我厂电热水器功率只有55W,烧开一瓶水只需5min,节钱省电,最适合普通家庭使用。”这则广告可信吗?
精析:电热水器烧开水,是电能转化为热能被水吸收的过程。
方法一:根据题意求出电热水器所产生的热能,再利用热量公式,算出这些热量能够烧开多少质量的水,与事实进行比较,判断信息是否可信;
方法二:先求出电热电热水器所产生的热能,再估算出烧开一瓶水所需要的热量,两者进行比较,判断信息是否可信,判断的依据是能量守恒定律。
全解:
方法一:电热水器产生的热能为W=Pt=55W×5×60s=1.65×104J。
假设一般情况下烧开水是把水从20℃加热到100℃,则这些热量可以烧开的水的质量m====0.049kg。
一瓶水的质量远大于0.049kg,故信息不可信。
方法二:电热水器产生的热能为W=pt=55W×5×60s=1.65×104J。
假设一般情况下一瓶水的质量为2kg,烧开水是把水从20℃加热到100℃,则一瓶水烧开所需要的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J。
由此可见电热水器产生的热量不能烧开一瓶水,故信息不可信。
点评:在很多情况下,我们对某些物理量大小要求并不是非常精确,运用估算法可以轻松解决问题。通过本题使我们进一步理解了能量守恒定律。
二、活动与探究
下面是生活中的一些现象:A.行驶的汽车刹车后滑行一段距离停下来;B.从树上掉下的苹果下落得越来越快;C.足球运动员头顶飞来的球,球飞出去;D.举重运动员用力将杠铃从地面举起来。
(1)试分别说出这些现象所对应的理物过程;
(2)根据以上四个现象所对应的物理过程概括一个结论。
【达标检测】
一、填空题
1.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。由能量守恒定律可知:能量既不会凭空消失,也不会凭空___________,它只会从一种形式___________为其他形式,或者从一个物体_________另一个物体,而在_____________和______________过程中,能量的总量保持_____________。
2.能量的转化和转移具有 性,如在热传递中, 物体将热量传递给 物体
3.2005年6月3日《场子晚报》报道,6月2日10时30分,江苏全省负荷达2482.9万千瓦,创历史最高。有关人士呼吁请社会有序、有效用电,做好节约用电工作。就家庭、学校和社会如何节约用电,请你提出两条合理化建议:
(1)___________________________;(2)_______________________________。
二、选择题
1.火电站进的是煤,出的是电。在这个过程中能量的转化是( )
A.机械能→内能→化学能→电能
B.化学能→内能→机械能→电能
C.化学能→重力势能→动能→电能
D.内能→化学能→机械能→电能
2.学习了“能量的转化和守恒”的知识后,同学们提出了下面一些关于利用和开发能源的建议,其中不可行的是( )
A.我国煤炭资源丰富,应研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损失的措施
B.应加快进行将内能充分转化为电能的研究,以减少内能在多次转化过程中的损失
C.我国应进一步开发利用江河水利资源
D.随着资源的不断消耗,应研究出一种既可以不消耗能量,又能不断对外多做功的机器
【学习拓展】
“神舟”三号
2003年4月1日,“神舟”三号航天飞船在内蒙古成功着陆,据航天专家披露,在该飞船上进行的拟人载荷试验达到预期效果。为了验证飞船能否满足载人的要求,科学家采用了人体代谢模拟装置,在该置能“呼吸”,会“出汗”,其耗氧量、产热量、代谢量和真人一样,飞船座舱内的环境控制系统和生命保障系统是靠模拟装置控制的,地面监控系统只要测试该模拟装置的心电、血压、呼吸、体温、温度等生理指标,就可以验证飞船座舱内能否满足载人的医学要求。
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