资源简介

(共21张PPT)
第3节
水能和风能
第12章 机械能
教科·八年级物理下册
问题导入
自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。
我们该如何利用这些资源呢？
探究新知
知识点1 水能
早在1900多年前，我们的祖先就制造了木制的水轮。
点击图片播放视频
让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。
我国境内较大的河流有1500多条，水能蕴藏量约6.8×108kW，居世界第一位，大部分集中在我国西南部。通过水轮机带动发电机，可以将水的机械能转化为电能，再通过输电线送到用电地区。
点击图片播放视频：水力发电原理
水力发电的能量转化：
水的势能→水的动能→电能
如图是利用水能发电的示意图。修建拦河大坝是为了增加水的________能。从水能的利用角度考虑水轮机安装的位置应靠近________（选填“上游”或“下游”）。
练习
重力势
下游
知识点2 风能
风把风筝吹到天空，对风筝做了功
风使小风车飞转，对风车做了功
风具有机械能。
我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。
风能是一种清洁的新能源，我国风能储量很大、分布面广。仅陆地上的风能储量就有约2.35×105MW。截至2022年底，我国风电装机容量达3.65×105MW。
风力发电的能量转化：
风能→风车叶片的动能→电能
点击图片播放视频：风力发电原理
在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联在一起供电。
下列各种现象中，不是利用风能来做功的是（ ）
风力发电机发电
电风扇通电在转动
风吹风车在转动
帆船在海上航行
练习
B
立轴式大风车
我国大力实施新能源发展战略，风力发电机遍布山川、平原和海洋。风的流动无休无止，风能似乎取之不尽，这也曾启发了古人利用风来做功的设想。早在宋代之前就有了关于立轴式大风车的发明和使用的记载。
立轴式大风车
这一类型风车的构造是怎样的？它如何借助风力来转动？请查阅资料弄明白这些问题，并试着做一个立轴式大风车模型。
课堂练习
1. 下列对自然现象的描述与水能和风能无关的是（ ）
狂风暴雨
冰天雪地
急流直下
高峡出平湖
B
2. 关于水能的利用，以下说法错误的是（ ）
水轮机是利用水流的动能转动起来的
水的动能越多，水轮机能做的功越多
河流上游的水位越高，水的势能越大，势能转化成的动能也越大
水轮机应安装在水坝前的上游处
D
3. 关于风能下列说法中，不正确的是（ ）
风能不污染环境
风能不便于贮存
风能很稳定
风能利用起来很简单
B
4. 下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为 15 m/s，则 1 台这样的风车 10 min 获得的风能是________J。
7.2×107
平均风速(m/s) 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量(×104 J) 4 8 12 16 20 24
5. 某山区有一小型水电站，每分钟有 60 m3 的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。请问：
（1）水从高处落下时，重力每分钟做了多少功（g取 10N/kg）？
（2）若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？
解：（1）每分钟落下的水的重力是
G = mg = ρVg
= 1×103 kg/m3×60 m3×10 N/kg = 6×105 N
水从高处落下时做功是
W = Gh = 6×105 N×50 m = 3×107 J
（2）转化成的电能为
W电= Wη = 3×107 J×70% = 2.1×107 N
发电功率是
课堂小结
机械能的转化
动能
势能
水能和风能的利用
转化

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