高中物理 4_8 能源的利用与开发同课异构课件1 粤教版必修2

第四章机械能和能源第八节能源的利用与开发粤教版必修2课标定位 学习目标：1.理解功率的概念并能运用功率的定义式P＝W/t进行有关计算．2．理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公式P＝Fvcosα的意义，并能用来解释有关现象和进行计算．3．知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问题中计算瞬时功率与平均功率．4．知道什么是能源及其分类且了解新能源的优点及应用前景.重点难点：功率的理解及有关应用．课前自主学案一、如何描述物体做功的快慢功率是单位时间内______的多少，表示物体______快慢的物理量．功率是衡量机械性能的一个重要指标．做功做功二、怎样计算功率：1．功率(1)功率的定义功W跟完成这些功所用时间t的______叫功率，功率的符号为P.(2)定义式：P＝_____.比值(3)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是______，符号为W.1W＝1J/s.技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位，1kW＝1000W.(4)功率的物理意义：功率是表示物体做功______的物理量．也可以用来描述能量______的快慢程度．(5)功率是标量，只有______，没有______．瓦特快慢转化大小方向Fvcosα思考感悟1．汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降低车速，这样能增大牵引力，这是为什么呢？如果汽车上坡时仍要保持原来的速度,司机要加大油门，这又是为什么呢？提示：换挡控制牵引力F，变换油门控制汽车牵引力的功率P，而P＝Fv，三者相互制约3．额定功率与实际功率机械正常工作时，允许达到的___________叫做额定功率，机械___________的功率叫做实际功率．机械实际的输出功率(即实际功率)应等于或小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可能略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率．最大功率实际运行思考感悟2．下表所示是某洗衣机铭牌所标注的各项参数．从铭牌上可以看出洗衣机在洗涤衣服时的额定功率是________W，在脱水时的额定功率是________W.提示：325　255全自动洗衣机(XQB55－2155)型号：XQB55－2155洗涤/脱水容量：5.5kg额定输入功率：325W(洗涤)255W(脱水)最大耗水量：129L进水口压强：0.03～0.78MPa净重：29kg外形尺寸：630×614×940(单位：mm)(长×宽×高)三、能源的利用与开发1．能源及其分类(1)概念：能够提供可利用_____的物质资源，都可以称为能源．(2)分类①从人类开发能源的历史划分常规能源：煤、石油、天然气等；新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等．能量②从使用分类一次能源：未经人工加工的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、__________、海洋能等；二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能源．如：______、氢能、焦炭．③从能否再生分类可再生能源：太阳能、海洋能、______、风能等；不可再生能源：______、____、天然气、核能等．④从对环境的影响分类：清洁能源(也称“绿色环保”能源)：太阳能、风能、地热能、海洋能等；非清洁能源：煤、石油、天然气等．生物质能电能水能石油煤2．能源危机与环境污染(1)能源危机：能源的需求和供应的矛盾非常突出，能源短缺严重．(2)环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难．①温室效应：是由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气．②酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨．煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．3．能源的开发：核能、太阳能、水能、地热能、生物质能、海洋能、氢能．思考感悟3．能源危机和能源的利用对环境所造成的污染已成为人类共同关注的世界性问题，怎样缓解当前能源危机、保护和改善人类生存环境？提示：节约能源，开发可替代煤、石油、天然气等常规能源的新能源,研究清洁能源是缓解当前能源危机及保护和改善人类生存环境的有效措施．核心要点突破一、对功率的理解1．平均功率与瞬时功率的比较2．P＝Fv的理解(1)公式P＝Fv中的力F与速度v应共线，若v为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，v为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率．(2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率．(3)P＝Fv中三个量的制约关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度特别提醒：(1)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝Fv或P＝W/t来计算．(2)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝F·v来计算．如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算．1．(单选)以下关于功率的说法中正确的是()A．据P＝Wt可知，机器做功越多，其功率就越大B．据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据P＝Wt可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．据P＝Fv可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比解析：选D.由P＝Wt可知P大小取决于W与t的比值，A错；由此公式只能求平均功率，故C错；当功率一定时，由P＝Fv可知，牵引力F与速度v成反比，B错，D对．二、机车启动的两种方式1．机车以恒定的功率P启动机车以恒定的功率启动后，若运动过程所受阻力f不变，由于牵引力F＝Pv，随v增大，F减小，根据牛顿第二定律a＝F－fm＝Pmv－fm，当速度v增大时，加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动．直到F＝f时，a减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速直线运动，做匀速直线运动的速度是vmax＝Pf，下面是这个动态过程的简单方框图．这一过程的v－t关系如图所示．2．机车以恒定的加速度a启动由a＝F－fm知，当加速度a不变时，发动机牵引力F恒定，再由P＝F·v知，F一定，发动机实际输出功率P随v的增大而增大，但当P增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v继续增大，牵引力F减小，直至F＝f时，a＝0，车速达到最大值vmax＝P额f，此后做匀速直线运动．在P增至P额之前，车匀加速运动，其持续时间为t0＝v0a＝P额F·a＝P额(ma＋f)a.在P增至P额之后，为加速度减小的加速运动．直至达到vmax.下面是这个动态过程的方框图．这一过程的v－t关系如图所示．此式中v0必定小于vmax，它是车的功率增至P额之时的瞬时速度．2．(双选)(2011年佛山高一检测)如果汽车以额定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻力恒为f，则下列判断正确的是()A．汽车行驶的最大速度为vm＝PfB．汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动C．汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D．汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后做匀速运动解析：选AC.据F＝Pv知，汽车加速，牵引力F减小，加速度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最后匀速时，F＝f，最大速度vm＝PF＝Pf，A、C正确，B、D错误．三、能源的利用与开发1．新能源分类特别提醒：目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及聚变核能等．新能源多为可再生能源，且污染较小．新能源的开发是社会可持续发展的一个主要课题．2．常规能源和新能源的转化方式3．(单选)近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是(　　)A．提高汽油燃烧效率B．降低汽油成本C．避免铅污染大气D．铅资源短缺解析：选C.空气中铅含量超标，会严重影响人们的身体健康，故选C.