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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 7.10 能量守恒定律与能源教案课 题 7.10 能量守恒定律与能源课 型新授课（ 2 课时）教学问与技能懂得能量守恒定律,知道能源和能量耗散学目标教 学 重 点、难 点过程与方法通过对生活中能量转化的实例分析,懂得能量守恒定律的准确含义情感,态度与价值观1用能量的观点分析问题应当深化同学的心中,由于这是最本质的分析方法2感知我们四周能源的耗散,树立节能意识教学重点1能量守恒定律的内容2应用能量守恒定律解决问题教学难点 1懂得能量守恒定律的准确含义2能量转化的方向性教学 方探究、讲授、争论、练习法教学 手教具预备 投影仪、教学录像或课件、玻璃容
2、器、沙子、小铁球、水、小木块段- 1 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 教 学 活 动 学 生 活 动 新课导入 师：我们已学习了多种形式的能,请同学们说出你所知道的能量形式我们仍知道不同量之间是可以相互转化的,请举几个能量转化的例子生 1：电灯能够发光是由于电能转化为了光能师：当电灯发光的同时仍能感觉到电灯是热的,说明什么问题呢 . 生 1：说明在电能转化为光能的同时仍产生了热能生 2：我举一个例子,当两个物体相互摩擦的时候,它们的温度会上升,这个过程中机械能转化为内能生 3：在火箭发射的时候,推动剂燃烧产生的
3、化学能转化为火箭的机械能生 4：汽车在行驶过程中,汽车内燃机产生的化学能转化为汽车的机械能师：刚才同学们分析得都很好,看起来自然界除了我们在上几节学过的机械能之外,仍有各种各样的能量,机械能守恒定律成立的条件是什么 . 生：机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹力做功师：我们看一下下面几种情形下物体所处的系统机械能是否守恒 新课教学 一、能量守恒定律演示试验 1：在一个玻璃容器内放人沙子,拿一个小铁球分别从某一高度释放,使其落到沙子中 师：大家看这样一个问题：小球运动过程中机械能是否守恒 .请说出小球运动过程中能量的转化情形生：小球在运动过程中机械能不守恒,依据机械能守恒定律成立的条件是只有重
4、力或弹力做功,在小球下落的过程中,除了受到的重力做功之外,仍有沙子对它做功,沙子对铁球做负功,铁球在下落过程中机械能是削减的师：从这个问题中我们可以得到什么结论 . 生：外力 除了重力和弹力之外的力对系统做负功,系统的机械能削减演示试验 2：用手提一个物体匀速上升,让同学分析机械能的变化情形 物体可以是身边的物体,例如黑板擦、课本等等 师：这个物体在运动过程中机械能是否守恒,假如不守恒,缘由是什么,机械能是怎样变化的 . 生：这个物体在运动过程中机械能不守恒,缘由是不符合机械能守恒定律成立的条件,有外力对物体做了功,这个力是人对物体向上的拉力在运动过程中,物体动能没有发生变化,而物体的重力势能
5、增加了,所以系统的机械能是增加的师：我们可以得出什么结论 . 生：当外力 除了重力或弹力以外的力 机械能的增加量等于外力对物体做的功对物体做正功,物体的机械能增加,物体师：从这两个例子中我们能够得出什么结论 . 生：物体所处的系统机械能守恒是有条件的,当外力对物体做功时,系统的机械能不守恒,此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化师：这里的外力是指的什么 . 生：这里的外力是指的除了物体本身重力和弹力之外的力师：这个结论叫做功能原理从这两个例子中我们可以看到,机械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律,当涉及到多个能量之间的相互转化时,我们应当- 2 - 名师归纳总结 - - - - - -
6、 -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 怎样争论这些能量之间的关系呢 . 师：下面大家阅读 28 页中有关能量守恒定律建立的过程,回答相应的问题同学阅读课本,总结能量守恒定律的表达方式 师：导致能量守恒定律最终确立的两类重要事实是什么 . 生：导致能量守恒定律最终确立的两类重要事实是确立了永动机的不行能性和发觉了各种自然现象之间的相互联系与转化师：能量守恒定律的内容是什么 . 生：能量既不会毁灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到另外一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总和保持不变师：能量守恒定律是一个人发觉的吗 . 生：能量
7、守恒定律不是一个人发觉的,到了19 世纪 40 岁月前后科学界已经形成一种思想氛围,即用联系的观点去观看自然,各种不同能量可以相互转化,这预 示着,到了把分立环节 连成一体的时候了,也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了,不同国家、不 同领域的十几位科学家,以不同的方式,各自独立提出了能量守恒定律的内容：能量 既不会毁灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移 到另外一个物体而在转化和转移的过程中能量的总和保持不变师：看起来能量守恒定律是人类进步的一个必定的结果,那么对能量守恒定律 作出奉献比较大的科学家是谁呢 . 生：对能量守恒定律奉献比较大的科学家有：德国物理学家
8、和医生迈尔,英国 物理学家焦耳,德国物理和生理学家女姆霍兹等人师：现在看一个科教片：能量守恒定律的建立过程多媒体播放能量守恒定律的建立过程 参考案例 能量守恒定律是建立在自然科学进展的基础上的,从16 世纪到 18 世纪经过伽利略、牛顿,惠更斯、莱布尼茨以及伯努利等很多物理学家的仔细争论,使动力学 得到了较大的进展,机械能的转化和守恒的初步思想,在这一时期已经萌发18 世 纪末和 19 世纪初,各种自然现象之间联系相继被发觉伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说把物体内能的变化与机械运动联系起来1800 年创造伏打电池之后不久,又发觉了电流的热效应、磁效应和其他的一些电磁现象这一时期,电流的
9、化学效应也被发觉,并被用来进行电镀在生物学界,证明白动物维护体温顺进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关,自然科学的这些成就,为建立能量守恒定律作了必要的预备能量守恒定律的最终确定,是在19 世纪中叶由迈尔、焦耳和荄姆霍兹等人完成德国医生迈尔是从生理学的角度开头对能量进行争论的1842年,他从“ 无不生有,有不变无” 的哲学观念动身表达了对能量转化和守恒思想,他分析了 25 种能量的转化和守恒现象,成为世界上最先阐述能量守恒思想的人英国物理学家焦耳从 1840 年到 1878 年将近 40 年的时间里争论了电流的热效应,压缩空气的温度上升以及电、化学和机械作用之间的联系,做了400 多
10、次试验,用各种方法测定了热和功之间的当量关系,为能量守恒定律的发觉奠定了坚实的试验基础在 1847 年,当焦耳宜布他的能量观点的时候,德国学者荄姆霍兹在柏林也宜读了同样课题的论文在这篇论文里,他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式的能的转化和守恒,并且把结果跟永动机不行能制造胜利联系起采,他认为不行能无中生有地制造一个永久的推动力,机器只能转化能量,不能制造和毁灭能量女姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清楚、全面而且概括的论述,使这肯定律为人们广泛接受在 19 世纪中叶,仍有一些人也致力于能量守恒地争论他们从不同- 3 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6
11、页精选学习资料 - - - - - - - - - 的角度动身,彼此独立地争论,却几乎同耐发觉了这一宏大的定律因此,能量守恒 定律的发觉是科学进展的必定结果此时, 能量转化和守恒定律得到了科学界的普遍 承认这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量,对应于不同的运动形式,能量 也有不同的形式,如机械运动的动能和势能,热运动的内能电磁运动的电磁能,化 学运动的化学能等,他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示；当运动形式发 生变化或运动量发生转移时,能量也从一种形式转化为另一种形式,从一个系统传递 给另一个系统： 在转化和传递中总能量始终不变恩格斯曾经把能量转化和守恒定律 另 称为“ 宏大的运动
12、基本规律”,认为它的发觉是 19 世纪自然科学的三大发觉之一两个发觉是细胞学说,达尔文的生物进化论 师：通过学习能量守恒定律,你受到了什么启示 . 生：能量守恒定律的建立过程,是人类熟悉自然的一次重大的飞跃,是哲学和 自然科学长期进展和进步的结果它是最普遍、最重要、最牢靠的自然规律之一,而 且是大自然普遍和谐性的一种表现形式和谐美是科学的魅力所在师：这位同学总结得很好,美是无处不在的,物理学中更是到处存在着美,希 望同学们在学习中留意发觉,留意体会,这样我们的学习将会更加的丰富多彩课堂训练 以下对能的转化和守恒定律的熟悉正确选项 A；某种形式的能削减,肯定存在其他形式的能增加 B；某个物体的能
13、削减必定有其他物体的能增加 C；不需要任何外界的动力而连续对外做功的机器永动机是不行能制成的 D；石子从空中落下,最终惨止在地面上,说明机械能消逝了 解析；能量守恒定律是指能量的总量不变,但更重要的是指转化和转移过程中 的守恒在不同形式的能量间发生转化,在不同的物体间发生转移不需要任何外界动力而连续对外做功的机器是违反能量守恒定律的,是永久不行能制成的机械能转化成了其他形式的能量而不能消逝,能量是不会消逝的A 选项是指不同形式的能量间在转化,转化过程中是守恒的B 选项是指能量 在不同的物体间发生转移,转移过程中是守恒的这正好是能量守恒定律的两个方面 所以 ABC转化与转移 任何永动机都是不行能
14、制成的,它违反了能量守恒定律,正确 D 选项中石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能要削减,但 机械能并没有消逝,能量守恒定律说明能量既不能创生,也不能消逝故 D 是错的说明：此题考查能量守恒定律的懂得,以及对水动机的熟悉,凡是违反能量守 恒定律的永动机是永久不能制成的二、能源和能量耗散 师：大家下面摸索这样一个问题：既然能量是守恒的,我们为什么仍要节省能源带着这个问题大家阅读课本第 相关问题28 页到 29 页有关能量和能量耗散的内容,回答同学阅读教材,明白人类应用能源的历程,能源对人类社会进展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严峻污染 师：什么是能量耗散 . 生：然
15、料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会再次自动集合起来供人类重新利用,电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸取后变为四周环境的内能,我们无法把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做能量的耗散师：能量耗散与能量守恒是否冲突,该怎样懂得 . - 4 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 生：能量耗散和能量守恒并不冲突,能量耗散说明,在能源利用的过程中,即 在能量的转化过程中,能量在数量上并没有削减但是可利用的品质上降低了,从便于利用变为不便于利用了师：这说明什么问题 . 生：这说明能
16、量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性师：我们为什么要节省能源呢 . 生：正是由于能量转化的方向性,能量的利用受这种方向性的制约,所以能量 的利用是有条件的,也是有代价的生：节省能源同时开发可再生能源师：通过下面材料的阅读；加深你对能源的懂得多媒体播放世界能源的解决途径 参考案例 世界能源问题的解决途径是什么.能源,是人类敕以生存和进行生产的不行缺少的资源近年来,随着生产力的进展和能源消费的增长能源问题已被列为世界上研 究的重大问题之一解决世界能源问题的根本途径,主要有两个方面：其一是广泛开 源,其二是仔细节流所谓开源,就是积极开发和利用各种能源在连续加紧石油勘 探和查找新的石
17、油产地的同时,积极开发丰富的煤炭资源,仍要大力开发水能,生物 能等常规能源,加强核能、太阳能,风能、沼气,海洋能,地热能以及其他各种新能 源的争论和利用,从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源所谓节流,就是要大 力提倡节省能源节能是世界上很多国家关怀和争论的重要课题,甚至有人把节能称 为世界的“ 第五大能源”,与煤、石油和自然气、水能、核能等并列在节能方面,在有方案地掌握人口增长的同时,重点要发挥先进科学技术的优势,提高各国的能源 利用效率 假如世界各国家和各地区都能改进各种用能设备,不断提高能源的质量标 准和降低单位产品的能耗,加强科学治理,适当掌握生活能源的合理使用,就能使能 源更加有效地
18、用于生产和生活之中,从而解决人类面临的能源问题小结 新课程更多地与社会实际相联系,勉励同学提出问题本节“ 摸索与争论” 对 能源问题做了争论,这是一个质疑的范例它引导我们考虑能量转化和转移的方向 性从物理学的角度争论宏观过程的方向性,在现阶段只需用一些简洁的实例,让学 生初步地体会一下就可以了例如：摩擦力做功的过程,要损耗机械能而生热,产生 的热不行能全部转化为机械功在其他的宏观过程中也是如此,例如：两种气体放到 一个容器内,总会匀称地混合到一起,但不会再自发地分别开来通过实例说明在 能量的转化和转移过程中,能量是守恒的,但能量的品质却降低了,可被人直接利用 的能在逐步削减,这是能量耗散现象所
19、以,能量虽然守恒,但我们仍要节省能源对功能关系的懂得例 1一小滑块放在如下列图的凹形斜面上,用力F 沿斜面对下拉小滑块,小滑块沿 斜面运动了一段距离；如已知在这过程中,拉力 F 所做的功的大小 （肯定值）为 A,斜面对滑块的作用力所做的功的大小为 B,重力做功的大小为 G,空气阻力做功的大小为 D；当用这些量表达时,小滑块的动能的转变（指末态动能减去初态动能）等于多少？,滑块的重力势能的转变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的转变等于多少？解析：依据动能定理,动能的转变等于外力做功的代数和,其中做负功的有空气阻力,斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功,实际上为摩擦阻力的功）,因此Ek
20、=A - B+C - D ；依据重力做功与重力势能的关系,重力势能的削减等于重力做的功,因此 Ep= - C；滑块机械能的转变等于重力之外的其他力做的功,因此E = A B D- 5 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作布置作业 业板教材第 30 页问题与练习,1,27.10 能量守恒定律与能源一、能量守恒定律书 设1内容：能量既不会毁灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或 者从一个物体转移到另外一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总和保持不变2建立过程二、能源和能量耗散1内容：能量转化具有方向性计 2节省能源的重要意义是物理教学的根本；亲自实践参加学问的发觉过程是培育同学能教思维方法是解决问题的灵魂,力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木；同学素养的培育就 学 成了镜中花,水中月；后记- 6 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页