第四章 能量守恒与可持续发展(导学案)
高三总复习功能关系能量守恒定律导学案
年级：高三学科：物理班级：学生姓名：制作人：不知名编号：2023－33第4讲功能关系能量守恒定律学习目标：结合运动学公式、牛顿运动定律、圆周运动规律、机械能守恒定律、功能关系、动量守恒定律等知识进行综合考查。
预学案1、三大类功能关系：（1）第一大类：做正功，能量减少；做负功，能量增加。
W=-∆E P重力做功↔重力势能的变化W G=-∆E P；电场力做功↔电势能的变化W F=--∆E P；弹簧弹力做功↔弹性势能的变化W F=-∆E P；分子力做功↔分子势能的变化W F=--∆E P。
(2) 第二大类：：做正功，能量增加；做负功，能量减少。
W=∆E P合力做功↔动能的变化W合=∆E K；单个物体除重力外其他力做功或系统除重力、弹簧弹力以外其他力做功↔机械能的变化W其=∆E（3）第三大类：两个特殊的功能关系a.滑动摩擦力与两物体间相对滑行距离的乘积等于产生的内能,即F f x相对=Q。
B.电磁感应过程中克服安培力做的功等于产生的电能,即W克安=E电。
2、能量守恒定律（1）内容：能量既不会凭空产生,也不会凭空消失。
它只能从一种形式______为另一种形式,或者从一个物体_______ 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量__________。
（2）表达式:ΔE减=ΔE增。
探究案探究一：功能关系的理解及应用。
总复习大本P108 典例1、典例2、多维训练1、2。
探究二:功能关系的综合应用。
总复习大本P110 典例3、典例4、多维训练1、2。
检测案1、(多选)(2022·武汉模拟)如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,弹簧原长为L,质量为m的小球从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放,小球与弹簧接触后立即与弹簧上,弹簧端粘连,并在竖直方向上运动。
一段时间后,小球静止在O点,此时,弹簧长度为L2的弹性势能为E p,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内。
下列说法正确的是()A.弹簧的劲度系数为2mgLB.小球在运动过程中,球与弹簧组成的系统机械能守恒C.小球第一次下落过程中速度最大位置在O点)D.E p<mg(h+L22、如图所示的离心装置中,光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点,小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上,长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O和A,质量为m的小球B固定在细线的中点,装置静止时,细线与竖直方向的夹角为37°,现将装置由静止缓慢加速转动,当细线与竖直方向的夹角增大到53°时,A、B间细线的拉力恰好减小到零,弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反,重力加速度为g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)装置静止时,弹簧弹力的大小F;(2)环A的质量M;(3)上述过程中装置对A、B所做的总功W。
(九年级物理教案)能源与可持续发展的导学案
能源与可持续发展的导学案九年级物理教案学习目标:(一)知识与技能1.常识性了解能量转化技术为人类带来的便利。
2.初步了解能量转移和能量转化的方向性。
3.认识能源对环境的影响。
(二)过程与方法1.通过社会调查、培养与人交往的能力。
2.培养学生简单的进行科学研究的能力。
(三)情感态度与价值观1.保持对大自然的好奇,初步领略自然现象的美好与和谐,对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2.具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,具有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
重点、难点能量转移和转化的方向性以及能源的消耗与可持续发展是重点和难点。
课前预习学案一、自主预习1、人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,这就是所谓的能源革命。
能源革命导致了人类文明的跃进,给人类带来了便利。
现在社会,人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗。
人类在使用各种能源时,不可避免地对环境造成影响。
因此,人类不应当无限制的详大自然索取,而必须在提升物质文明的同时,保持自然、环境的和谐与平衡,开发和使用绿色能源,坚持可持续发展的策略。
2、预习课本P158---P166,钩出重点知识,在不懂之处打上问号后预习下列问题:预习1:阅读“人类进步的阶梯”,讨论能量的转化技术给人类带来的便利。
明确能量转化技术的进步,即能源革命,导致了人类文明的跃进。
了解人类历史上几次重大的能源革命。
预习2:能量的转化、能量的转移都是有方向性的。
明确教师先举例说明能量的转化,再问相反顺序的情况会不会发生。
进而说明:自然界的实际过程是有方向的。
预习3:学生阅读“能源与可持续发展”,讨论新能源。
明确师生共同讨论环境污染、新能源等。
二、完成预习作业1.钻木取火是人类的第次能源革命,导致了以柴薪作为主要能源的时代;蒸汽机的发明是人类的第次能源革命,人类的主要能源变为化石能源,人类从此以机械动力大规模代替人力和畜力;核能的利用是人类的第次能源革命,核能正逐步成为常规能源.2.由于能量的转化和转移是有。
人教版九年级物理 专题22.4 能源与可持续发展 导学案(解析版)
人教版九年级第二十二章能源与可持续发展第4节《能源与可持续发展》导学案【学习目标】1．理解能量转移和转化具有方向性。
2．了解消耗能源对环境造成的破坏。
3．增强保护环境意识和责任感。
【学习重点】：能源的分类和核能的利用及太阳能的利用【学习难点】：能量转化的效率及方向性【自主预习】1.实际上能量的转化和转移都是有方向性，人们在能量的转化和转移的过程中利用能量，能源的利用是有条件的，并不是所有能源都能利用所以要节约能源。
2.能源消耗对环境的影响：空气_污染、温室效应、水土流失和沙漠化等。
3．不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。
如：煤、核能等。
可以在自然界里源源不断的得到的能源叫可再生能源。
如：水能、太阳能等。
4.在能源的利用上要坚持可持续发展一方面，应该提高能源的利用率。
另一方面，需要发展新的理想能源。
【合作探究】探究活动一：能量转移和能量转化的方向性问题：既然能量是守恒的，为什么我们还要节约能源?1．能量转移的方向性（1）将一杯开水放于室温环境中，过一段时间，开水变凉了，即开水的内能转移到空气中去了，而这些内能不会再自动回到开水中使水变热。
（2）在寒冷的冬日，用暖气取暖,内能从暖气中的热水转移到室内的空气.温度低的室内空气的内能不能自行传给热水。
（3）如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
例如电冰箱就需要消耗电能。
小结：在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
2.能量转化的方向性(1)．汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些能量能够自动地用来再次驱动汽车吗？显然不能。
这些能量虽然没有消失，但是我们不能利用它。
汽车刹车汽油的化学能转化为汽车的机械能煤的化学能转化为电能（2）我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
22.4能源与可持续发展(导学案)九年级物理全一册(人教版)
22.4 能源与可持续发展（导学案）【学习目标】1. 知道能量的转移和转化都是有方向性的。
2. 认识伴随大量能源消耗对环境的影响问题，对于能源开发利用有可持续发展的意识。
3. 了解未来理想能源的特征。
【学习重点】能源的分类，能源消耗对环境的影响，开发新能源。
【学习难点】能量转化的方向性。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.能量的转化和转移都是具有性，人们在能量的转化和转移的过程中利用，能源的利用是有条件的，并不是所有能源都能利用，所以要能源。
2. 能源消耗对环境的影响：污染、大气污染、效应、生态破坏、有害辐射、废物污染。
3. 不可再生能源：像能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。
可再生能源：像风能、能、能等可以在自然界里源源不断地得到的能源。
4. 未来理想能源：必须足够；必须足够便宜；必须技术成熟；必须安全、清洁。
【合作探究】探究一、能量转移和能量转化的方向性1. 能量转移具有方向性（1）探究能量转移具有方向性①实例一：把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？【现象】若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度，内能。
若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能。
水的内能会传给空气，水变热（选填“会”或“不会”）。
【分析】这是因为在热传递的过程中，热量只能自发地从温物体转移到温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体。
你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？②实例二：如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的。
例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的能。
（2）探究归纳在热传递的过程中，能量总是自发地从物体转移到物体，不能相反。
所以能量的转移具有性。
2. 能量转化具有方向性（1）探究能量转化具有方向性①实例一：火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
《能量守恒定律与能源》 导学案
《能量守恒定律与能源》导学案一、学习目标1、理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
2、了解各种形式的能量之间可以相互转化和转移，能举例说明能量的转化和转移有一定的方向性。
3、认识能源与人类生存和社会发展的关系，知道能源的分类和常见能源的特点。
4、了解能源的利用对环境的影响，树立可持续发展的意识，增强节能和环保的责任感。
二、学习重难点1、重点（1）能量守恒定律的内容及应用。
（2）能源的分类及常见能源的特点。
2、难点（1）理解能量的转化和转移具有方向性。
（2）对能源与可持续发展的综合分析和理解。
三、知识梳理（一）能量守恒定律1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、举例说明（1）火力发电：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，内能通过蒸汽机转化为机械能，机械能再通过发电机转化为电能。
在这个过程中，能量的总量不变，但能量的形式发生了多次转化。
（2）太阳能热水器：太阳能被热水器吸收，转化为水的内能，能量从太阳转移到热水器中的水，总能量不变。
（二）能量的转化和转移1、能量的转化：指能量由一种形式转变为另一种形式。
例如，摩擦生热是机械能转化为内能；电动机工作是电能转化为机械能。
2、能量的转移：指能量从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。
例如，热传递是内能从高温物体转移到低温物体。
3、能量转化和转移的方向性（1）能量的转化和转移具有方向性。
例如，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，而不能自发地从低温物体传到高温物体；汽车制动时，由于摩擦，机械能转化为内能，但这些内能却不能再自动地转化为机械能来驱动汽车。
（2）永动机不可能制成。
永动机是指不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，所以是不可能制成的。
（三）能源1、能源的定义：能够提供能量的物质资源叫做能源。
高中物理 第4章 能量守恒与可持续发展 4.4 能源与可持续发展教案 沪科版必修2
4.4 能源与可持续发展教研中心教学指导一、课标要求1.认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持续发展的重大意义.2.讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策,具有保护环境的意识.3.尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗.具有可持续发展的责任感和节约能源的意识.注意自然资源的循环利用.二、教学建议1.调查所在地区运往外地的主要货物，在综合考虑降低能耗、方便运输、减少污染、保证安全、减低费用、减少交通拥挤等因素的基础上，讨论运输这些货物的可能方案.2.让学生结合生活事例，研究如何提高加热器（如煤气灶、热水器等）的热效率.3.讨论技术进步对利用自然资源和节约能源等方面的影响.4.可让学生结合能源与人类社会发展间的关系等撰写小论文.“能量转移和能量转化的方向性”在本章中只有极小的篇幅，但它却是实现终极目标“能源的可持续发展意识”的直接的、主要的理论依据.对它的教学，必须站在一定的高度看此问题，要先从“热力学和统计物理学”的角度以“热力学第二定律”为核心将此问题搞清，才能居高临下、收放自如地带领学生去探究这部分知识.有了热力学理论作指导，我们就很容易把握知识发生、发展的本质与联系，在正确的方向指导下游刃有余、有轻有重、深入浅出地处理知识.如，通过卡诺定律所导出的提高热机效率的方法，我们就对提高效率、节能等问题有了坚实的理论依据，就可以很自如地引导学生探究具体的提高效率、节能的方法，大胆拓展，而不必担心会搞错方向.资源参考节约能源在国外美国建筑节能靠市场建筑业是美国经济的支柱之一，相应地，建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例.据统计，近年来美国住房每年消耗能源折合约3 500亿美元.美国的建筑有其独特性.美国人口约2.5亿，近2／3的家庭有自己的房屋，人均住房面积近60平方米，居世界首位，其中大部分住宅都是三层以下的独立房屋，拥有客厅、卧室、厨房、浴室、贮藏室、洗衣室、车库等，热水、暖气、空调设备齐全，而且供暖、空调全部是分户设置.正因为美国住宅的这些特点，电力、煤气、燃油等能源是家庭日常开销的一个主要部分.“节能”联系到家庭的支出，所以建筑节能是一个非常市场化的指标，依赖于每个家庭根据能源价格、自身收入和生活水平等因素来选择.政府在其中的角色并不显著，主要的手段就是制订行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等.美国联邦政府制订的《联邦政府能源管理计划》，其中有一部分涉及了建筑能源标准.而确立建筑行业标准则属于各州政府职权，加利福尼亚、纽约等经济比较发达的州，建筑节能标准就比联邦政府标准还要严格.建筑节能既包括加强墙体等结构的保温隔热能力，也包括在供暖和供冷的来源、输送渠道及实现方式.美国能源部提出的“建筑技术计划”，对房屋建筑的上述每个方面都考虑得比较完善.得到能源部支持的“美国绿色建筑协会”也积极推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》，目前是世界各国建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的.美国环保局的“能源之星”计划，也对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标志.以建造一幢住宅为例，节能涉及了墙体的隔热层、门窗玻璃、屋顶与地下室的隔热性、通风空调管道的气密性和隔热性，以及热水器和热水管道的保温效率等.美国能源部“建筑技术计划”从每个细节出发，详细解释了该如何做才能节能，并推荐符合“能源之星”节能标准的建筑材料，在细节上做得非常完善.此外，美国能源部下属的劳伦斯伯克利实验室也对住宅节能技术进行了重点研究，并和一些州政府合作建设“节能样板房”予以示范.比如能源部和佛罗里达州合作建设的“零能耗住宅”“太阳能住宅”等，通过利用佛罗里达地区充足的太阳能和采取建筑节能措施，让住宅不再需要使用外来能源.有些州还用财政补贴方式支持节能效率高的住宅建筑.美国在住房建筑节能方面由政府机构做好服务工作，并充分运用市场工具，让公众感受到节能对自身的好处，从而自己作出选择，这种做法是值得借鉴的.芬兰节能六大法宝芬兰地处北欧，冬季漫长，气候寒冷，不仅民用能耗高，而且传统的森林工业和冶金工业也是高能耗产业，使芬兰成为世界上人均能耗最多的国家之一.对于能源资源匮乏、主要依赖进口能源的芬兰来说，节能至关重要.芬兰在节能方面采取的主要措施有：一、建筑节能.漫长的冬季使芬兰的供暖耗能很大.为此，除了对房屋结构进行优化设计外，芬兰非常重视建筑物的绝热，尽量减少室内热量损失.芬兰环境部制定了建筑物隔热新标准，新的建筑物的墙体必须要有绝热层，室内要有通风设备.增加墙的厚度，采用二层或三层玻璃窗，每个房间的供热装置安装自动调节阀门.据称，以上这些措施可使建筑物热能消耗减少10%—15%.二、热电联产和集中供暖.芬兰的集中供暖是通过热电联产的方式实现的.分布在全国各地的热电厂利用发电过程中产生的余热将水加热并通过密布在城市地下的供暖管道，向用户提供集中供暖和洗涤用热水.每个住宅区的集中供暖自动控制调节中心可根据室外温度的变化调节供热温度.暖气管道内的回水通过集中供暖管道被送回热电厂加热后循环使用.电热联产和集中供暖不仅大大提高了燃料利用率，而且可减少环境污染，使城市空气质量得到明显改善.三、采用高能效生产新工艺.多年来，芬兰企业不断改进现有的工业生产过程，采用全新的高能效生产工艺，以提高能源利用率.工业企业采用的先进自动化和控制技术以及新的能源回收技术也为节能开辟了广泛的途径.四、采用经济手段促进节能.芬兰是世界上第一个根据能源中碳的含量收取能源税的国家.收取能源税的目的是要控制能耗的增长，并引导能源生产和能源消耗朝着减少二氧化碳排放量的方向发展.芬兰每年收取的能源税达到近30亿欧元，约占芬兰整个税收的9%.芬兰政府利用能源税的收入来支持能源技术的开发.五、充分利用可再生能源.芬兰在利用可再生能源，特别是生物能源方面也走在世界前列.目前，芬兰各种可再生能源使用量已占芬兰整个能源消耗量的1／4.这些可再生能源主要包括：利用造纸工业生产中产生的生物淤泥和废木料作燃料，利用水力和风力发电以及太阳能等.六、政府扶持开发节能新技术.芬兰贸工部有专门项目，资助能源工业企业在有利于环境的能源生产方面进行投资以及使用新能源技术.2005年，芬兰政府用于这方面的资助经费达到3 120万欧元.近年来，芬兰政府还不断增加对环保型能源项目的资金支持，进一步推动风能、太阳能、生物气体等有利于环境的能源项目开发.日本节能蔚然成风日本国民节能意识强，想方设法节约能源在日本已经蔚然成风.记者曾参加过滋贺县野洲市居民在河滩空地上举行的一场节能音乐会.演出用的电源来自市民冈田弘开发的小型风力发电机，开幕后演出人员首先向人们介绍风力发电的优越性和节能的重要意义，并号召观众节能从点滴做起，尝试在家里减少一个灯泡.观众不时会意地点头.在东京展览中心，记者曾几次参加“节约生活”大型展览会，每次展览都是人山人海.日本展览会形式多样，有很多宣传节能的演出，每一场演出都是一堂生动的节能教育课.各个展台展示着琳琅满目的节能产品：节能灯泡、节水洗衣机和洗碗机、节能冰箱、太阳能电池、燃料电池等等，选择这里的产品，可大量节省能源，同时节省大笔电费.记者也对日本公司不惜血本开发节能技术留下了深刻印象.日本公司知道，节能产品是重视环保的日本人的最佳选择，如果无法在节能技术上不断创新，产品最终将失去市场.另外，日本政府也大力鼓励节能，资助科研机构开发节能技术，补贴国民购买节能产品.节能产品不断更新换代，哪些是最节能的产品？在各公司开发的节能产品中哪种最好？为了让普通日本人能够在选择时货比三家，日本节能中心每隔半年向人们公布一次节能产品排行榜，如2 004年底日本节能冰箱排行榜上名列前茅的分别是松下、东芝、日立、三菱电机，空调排行榜的前几名依次是东芝、日立、松下等.在日本销售的冰箱不仅要标出电器价格，而且要标明每年节约电费的钱数.顾客越来越关心节能方面的成本，同等情况下都会优先选择节能产品.日本房地产公司也积极推出节能住宅.2004年度节能住宅大奖被积水房产获得，该住宅利用隔热材料作为建材、使用太阳能发电，和20世纪80年代的住宅相比，平均每年节约能源62%，是名副其实的“环保之家”.日本正在改变大量生产、大量消费的生活方式，向节约型社会转变.很多日本人都明白这样一个道理：保护地球，也是保护人类自己；破坏环境，等于自毁家园.。
高中物理第4章能量守恒与可持续发展4.3能量的转化与守恒教案
4.3 能量的转化与守恒教研中心教学指导一、课标要求1.通过实例了解能量及其存在的不同形式，能说出一些常见的能量名称，知道自然界有多种形式的能量.2.知道能量守恒定律，知道永动机不可能制成，并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题.3.能解释一些常见现象中的能量转化问题.4.能独立或采取合作的形式完成实验探究内容.二、教学建议本节内容是对本章及以前所学物理知识从能量的观点进行了一次综合、深化和再认识.教材首先分析自然界中各种能量之间的转化，揭示它们之间的本质联系：能量，并分析一系列熟知的能量转化的事例，指出能量的转化与守恒.最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性.建议一：能量守恒定律是一个实验规律，列举能量转化的实例，是学生理解和掌握能量守恒的基础，因此在教学过程中要充分利用学生已知知识，对这些实例中的能的转化进行具体分析.建议二：在教学过程中，应重点强调定律的两个方面：转化与守恒.另外还要强调该定律的普遍性和重要性，可列举19世纪的自然科学史对学生进行教育.在学习中，可对“能量守恒定律”的建立及其意义多作一些了解，使学生明白永动机是永远制造不出来的，要尊重科学，尊重规律以少走弯路.资源参考永动机不能制造热力学发展初期，热和机械能的相互转化是人们研究的主题.在工业革命的推动下，工业上和运输上都相当广泛地使用蒸汽机.人们研究怎样消耗最少的燃料而获得尽可能多的机械能，甚至幻想制造一种机器，不需要外界提供能量，却能不断地对外做功，这就是所谓的第一类永动机.为了解决这个问题，促使人们都去研究热和机械能之间的关系问题.迈尔（J.R.Mayer）第一个提出了能量守恒定律，而此定律得到了物理学界的确认，却是在焦耳（J.P.Joule）的实验工作发表以后.J.P.Joule(1818—1889)焦耳在1840—1848年间做了大量实验，测定了热与多种能量的相互转化时的严格的数量关系.以往热的单位是cal（卡），功以erg(尔格）为单位，焦耳的实验结果为 1 cal=4.184×107 erg，这就是著名的热功当量.焦耳实验表明，自然界的一切物质都具有能量，它可以有多种不同的形式，但通过适当的装置，能从一种形式转化为另一种形式，在相互转化中，能量的总量不变.能量转化守恒定律的建立，对制造永动机的幻想作了最后的判决，因而热力学第一定律的另一种表述为：“不可能制造出第一类永动机”.由此可见，热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律.热力学第一定律告诉我们：物质能量既不能创造，也不能消灭，而能量形式的相互转化是物质本身具有的属性.恩格斯对能量守恒与转化定律曾经给予很高的评价，将它和细胞学说及进化论相提并论，称它们是揭示自然界辩证发展过程的自然科学的三大发现.。
《能量守恒定律与能源》 导学案
《能量守恒定律与能源》导学案一、学习目标1、理解能量守恒定律的内容和意义。
2、了解各种能源的分类、特点和利用情况。
3、认识能源利用过程中的能量转化和效率问题。
4、培养节约能源和可持续发展的意识。
二、知识要点（一）能量守恒定律1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、理解：能量的形式多种多样，如机械能、内能、电能、光能、化学能等。
能量的转化是指能量由一种形式变为另一种形式，例如摩擦生热是机械能转化为内能，发电机发电是机械能转化为电能。
能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，例如热传递是内能的转移。
（二）能源1、分类一次能源：直接从自然界获取的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能等。
二次能源：无法从自然界直接获取，需要通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、汽油、柴油等。
2、特点不可再生能源：在短期内不能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等化石能源。
可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到的能源，如风能、水能、太阳能等。
3、能源的利用化石能源：是目前人类使用的主要能源，但燃烧化石能源会带来环境污染和温室效应等问题。
新能源：太阳能：清洁、无污染，但受天气和地理位置等因素的影响，能量密度较低。
风能：可再生，但风力不稳定，且风力发电设备造价较高。
水能：是一种较为成熟的可再生能源，但建设水电站会对生态环境产生一定的影响。
核能：能量巨大，但存在核废料处理和核安全等问题。
（三）能源利用中的能量转化和效率1、能量转化：在能源的利用过程中，往往需要经过多次能量转化，每次转化都会有能量的损失。
2、效率：有用能量与总能量的比值，计算公式为：效率＝有用能量／总能量 × 100%。
提高能源利用效率是节约能源的重要途径。
三、例题解析例 1：下列过程中，能量发生了怎样的转化？（1）电动机带动水泵抽水。
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§4.1 势能的变化与机械功【学习目标】⒈掌握重力势能及重力做功的特点。
⒉知道弹性势能。
⒊会探究弹性势能表达式的方法。
【自主学习】⒈物体运动时，重力对它做的功只跟它的 和 的位置有关，而跟物体运动的 无关，重力功的公式为W G = 。
⒉物体由于被举高而具有的 叫做物体的重力势能，常用E P 表示，表达式E P = ，是 量。
⒊重力势能具有相对性，选择不同 ，物体的重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值是 。
⒋重力做正功时，重力势能 ，克服重力做功时，重力势能 ，重力做功与重力势能变化的关系是 。
⒌弹性势能的大小与 和 有关。
⒍弹力做功与弹性势能变化的关系是 。
【典型例题】例题⒈ 如图所示，一个质量为M 的物体，置于水平地面上，其上表面竖直固定着一根轻弹簧，弹簧长为L 劲度系数为k ，现用手拉着上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离L ，在这一过程中，P 点的位移(开始时弹簧处于原长)是H ，这时物体重力势能增加量为多少？例题⒉ 弹簧的弹力F=KX ，试利用平均力推导出弹簧的弹簧势能的表达式E P =KL 2/2(规定弹簧原长时的弹性势能为零)例题⒊ 在水平地面上放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0Kg 的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F ，使木块缓慢向下移动0.10m ，力F 做功2.5J ，此时木块再次处于平衡状态，力F 的大小为50N ，如图所示，则⑴在木块下降0.1m 的过程中弹性势能的增加量？⑵弹簧的劲度系数？【针对训练】⒈关于重力势能的下列说法中正确的是（）A．重力势能的大小只由重物本身决定B．重力势能恒大于零C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．重力势能实际上是物体和地球所共有的2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B. 在同一高度，将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（）A．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B.铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能D．上述三种情况都有可能⒋当物体克服重力做功时，物体的（）A重力势能一定减少，机械能可能不变B重力势能一定增加，机械能一定增加C重力势能一定增加，动能可能不变D重力势能一定减少，动能可能减少【能力训练】⒈离地面高度(不为零)相同的两物体甲和已，已知M甲>M已，则(以地面为零势面)（）A.甲物体的势能大B.已物体的势能大C.甲.已两物体的势能相等 D .不能判断⒉用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（）A MgHB HgH+MgaC M(g-a)D Mga⒊沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（）A.沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D.以上几种情况下克服重力所做的功一样多⒋如图所示，质量为M的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端将物体缓缓提高H，则人做的功（）ArrayA 等于MgHB 大于MgHC 小于MgHD 无法确定⒌一物体静止在升降机的地板上在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于（）A．物体势能的增加量B．物体动能的增加量C．物体动能的增加量加上物体势能的增加量D．物体动能的增加量加上克服重力所做的功⒍质量为100g的球从1.8m的高处落到水平板上，又弹回到1.25m的高度，在整个过程中重力对小球做的功？球的重力势能变化了多少？⒎地面上平铺N块砖，每块砖的质量为M，厚度为H，如将砖一块一块的叠放起来，至少要做多少功？8．如图所示，劲度系数为K1的轻弹簧两端分别与质量为M1和M2的物体栓接，劲度系数为K2的轻弹簧上端与物体M2栓接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块M1缓缓地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块M2的重力势能增加了多少？【学后反思】§4.2 机械能守恒定律【学习目标】⒈正确理解机械能及机械能守恒定律的内容。
⒉能判断物体的机械能是否守恒。
⒊掌握利用机械能守恒定律解题的基本方法。
【自主学习】⒈机械能包括能和能，重力做功能和能可以转化，弹力做功能和能可以转化。
⒉机械能守恒定律：在做功的物体系统内，与可以而总的保持不变。
⒊一个小球在真空中自由下落，另一个质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。
在这两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化成什么形式的能量？⒋只有重力做功和只受重力是一回事吗？⒌怎样判断物体的机械能是否守恒？⒍利用机械能守恒定律解题的基本步骤是什么？【典型例题】例题⒈关于机械能守恒的叙述，下列说法中正确的A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。
B 做变速运动的物体机械能可能守恒。
C外力对物体做功为零，则物体的机械能守恒。
D若只有重力对物体做功，则物体的机械能守恒。
例题⒉以10m/S的速度将质量为M的物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，求⑴物体上升的最大高度？⑵上升过程中何处重力势能和动能相等？例题⒊某人在距离地面⒉6m的高处，将质量为0.2㎏的小球以V0=12m/S的速度斜向上抛出，小球的初速度的方向与水平方向之间的夹角300，，g=1Om/S2，求：⑴人抛球时对小球做的功？⑵若不计空气阻力，小球落地时的速度大小？⑶若小球落地时的速度大小为V1=13m/S，小球在空气中运动的过程中克服阻力做了多少功？【针对训练】⒈在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：（）A、起重机吊起物体匀速上升；B、物体做平抛运动；C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；D、一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧为研究对象）。
⒉从离地高为Hm 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为M 的物体，它上升 hm 后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（ ）（不计空气阻力，以地面为参考面）A 、物体在最高点时机械能为Mg(H+h);B 、物体落地时的机械能为Mg(H+h)+1/2Mv 2;C 、物体落地时的机械能为MgH+1/2Mv 2;D 、物体在落回过程中，过阳台时的机械能为MgH+1/2MV2 ⒊如图所示，桌面高度为h ，质量为m 的小球从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为：（ ） A 、mgh ；B 、mgH ；C 、mg(H+h)；D 、mg(H-h)。
⒋一个人站在阳台上，以相同的速度V 0分别把三个小球竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力，关于三球落地的速率下列说法中正确的是（ ）A 上抛球最大B 下抛球最大C 平抛球最大D 三个球一样大【能力训练】1.从高处自由下落的物体，它的重力势能E p 和机械能E 随高度h 的变化图线如图所示，正确的是（ ）⒉如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（ ）A.重力势能和动能之和总保持不变。
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变。
C.动能和弹性势能之和保持不变。
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变。
⒊一个质量为m 的物体以a=2g 的加速度竖直向上运动，则在此物体上升h 的过程中，物体的（ ）A 重力势能增加了2mghB 动能增加了2mghC 机械能保持不变D 机械能增加了mgh⒋当物体克服重力做功时，物体的（ ）A 重力势能一定减少，机械能可能不变。
B 重力势能一定增大，机械能一定增大。
C 重力势能一定减少，动能可能减小。
D 重力势能一定增大，动能可能不变。
⒌某同学身高⒈8m,在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了⒈8m 高的横杆，据此可估算出他起跳高时竖直向上的速度大约为（ ）A 2m/SB 4m/SC 6m/SD 8m/S⒍质量为1㎏的物体在地面上高20m 的地方在一拉力的作用下以7m/㎡的加速度竖直下落5m 的过程中，物体的机械能改变量是（ ）HA 5JB 10JC 15JD 20J⒎ 如图所示，轻质弹簧一端与墙相连，质量为4㎏的木块沿光滑的水平面以V 0=5m/S 的速度运动并压缩弹簧K ，求弹簧在被压缩的过程中的最大弹性能以及木块的速度V 1=3m/S 时的弹簧的弹性势能？⒏ 气球以10m/S 的速度匀速上升，当它上升到离地15m 的高空时，从气球上掉下一个物体，若不计空气阻力，求物体落地的速度是多少？⒐ 质量为50㎏的跳水运动员，从1m 的跳板上向上跳起，最后以⒐8m/S 的速度入水，不计空气阻力，取g=9.8m/S 2，求 ⑴ 跳板对运动员做的功是多少？⑵ 运动员在空中的最大高度离跳板多高？⒑一根长细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M 和m 的物体,且M>m ，开始时用手握住M ，使系统处于如图所示的状态，如果M 下降h刚好触地，那么m 能上升的高度是多少？【学后反思】_§4.3 能量的转化与守恒【要点导学】1、 能量守恒定律的内容是：__________________________________ _ 。
2、能量有多种形式，与 对应的能叫做机械能，与 对应的能叫做化学能，与 对应的能叫做电能，与 对应的能叫做内能，……，此外还有生物能、磁能、核能等。
3、当只有重力做功时，物体的 与 发生转化，减少（增加）的 转化为增加（减少）的，物体的机械能是守恒的，可见机械能守恒定律仅仅是能量守恒定律在机械运动中的特殊体现。
4、机械能与内能发生转化时，物体的机械能，减少（增加）的将转化为增加（减少）的，这时尽管机械能，但包括___________在内的总能量还是守恒的。
永动机之所以不能实现，其原因是因为它____________ _。
【随堂练习】例1 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将( )A、降低B、不变C、升高D、无法判断例2 瀑布从20cm高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。
如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？（瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10m/s2）解析【能力训练】1、指出下列物理现象中能量转化的情况：(1)燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是_______能转化为_________能。