能量守恒定律与能源ffqw.docx

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1、高中物理理课堂教教学教案案年月日课题7.110 能量守守恒定律律与能源源课型新授课（2课时）教学目标标知识与技技能理解能量量守恒定定律，知知道能源源和能量量耗散过程与方方法通过对生生活中能能量转化化的实例例分析，理理解能量量守恒定定律的确确切含义义情感，态态度与价价值观1用能能量的观观点分析析问题应应该深入入学生的的心中，因因为这是是最本质质的分析析方法2感知知我们周周围能源源的耗散散，树立立节能意意识教学重点点、难点点教学重点点1能量量守恒定定律的内内容2应用用能量守守恒定律律解决问问题教学难点点1理解解能量守守恒定律律的确切切含义2能量量转化的的方向性性教学方法法探究、讲讲授、讨讨论、练练

2、习教学手段段教具准备备投影仪、教教学录像像或课件件、玻璃璃容器、沙沙子、小小铁球、水、小木块教学活动动新课导导入师：我们们已学习习了多种种形式的的能，请请同学们们说出你你所知道道的能量量形式我们还还知道不不同量之之间是可可以相互互转化的的，请举举几个能能量转化化的例子子生1：电电灯能够够发光是是因为电电能转化化为了光光能师：当电电灯发光光的同时时还能能感觉到到电灯是是热的，说说明什么么问题呢呢?生1：说说明在电电能转化化为光能能的同时时还产生生了热能能生2：我我举一个个例子，当当两个物物体相互互摩擦的的时候，它它们的温温度会升升高，这这个过程程中机械械能转化化为内能能生3：在在火箭发发射的时时

3、候，推推进剂燃燃烧产生生的化学学能转化化为火箭箭的机械械能生4：汽汽车在行行驶过程程中，汽汽车内燃燃机产生生的化学学能转化化为汽车车的机械械能师：刚才才同学们们分析得得都很好好，看起起来自然然界除了了我们在在上几节节学过的的机械能能之外，还还有各种种各样的的能量，机机械能守守恒定律律成立的的条件是是什么?生：机械械能守恒恒定律成成立的条条件是只只有重力力或弹力力做功师：我们们看一下下下面几几种情况况下物体体所处的的系统机机械能是是否守恒恒新课教教学一、能量量守恒定定律(演示实实验1：在一一个玻璃璃容器内内放人沙沙子，拿拿一个小小铁球分分别从某某一高度度释放，使使其落到到沙子中中)师：大家家看这

4、样样一个问问题：小小球运动动过程中中机械能能是否守守恒?请说出出小球运运动过程程中能量量的转化化情况生：小球球在运动动过程中中机械能能不守恒恒，根据据机械能能守恒定定律成立立的条件件是只有有重力或或弹力做做功，在在小球下下落的过过程中，除除了受到到的重力力做功之之外，还还有沙子子对它做做功，沙沙子对铁铁球做负负功，铁铁球在下下落过程程中机械械能是减减少的师：从这这个问题题中我们们可以得得到什么么结论?生：外力力(除了重重力和弹弹力之外外的力)对系统统做负功功，系统统的机械械能减少少演示实实验2：用手手提一个个物体匀匀速上升升，让学学生分析析机械能能的变化化情况(物体可可以是身身边的物物体，例例

5、如黑板板擦、课课本等等等)师：这个个物体在在运动过过程中机机械能是是否守恒恒，如果果不守恒恒，原因因是什么么，机械械能是怎怎样变化化的?生：这个个物体在在运动过过程中机机械能不不守恒，原原因是不不符合机机械能守守恒定律律成立的的条件，有有外力对对物体做做了功，这这个力是是人对物物体向上上的拉力力在运运动过程程中，物物体动能能没有发发生变化化，而物物体的重重力势能增加加了，所所以系统统的机械械能是增增加的师：我们们可以得得出什么么结论?生：当外外力(除了重重力或弹弹力以外外的力)对物体体做正功功，物体体的机械械能增加加，物体体机械能能的增加加量等于于外力对对物体做做的功师：从这这两个例例子中我我

6、们能够够得出什什么结论论?生：物体体所处的的系统机机械能守守恒是有有条件的的，当外外力对物物体做功功时，系系统的机机械能不不守恒，此此时外力力对系统统做的功功等于系系统机械械能的变变化师：这里里的外力力是指的的什么?生：这里里的外力力是指的的除了物物体本身身重力和和弹力之之外的力力师：这个个结论叫叫做功能能原理从这两个例子子中我们们可以看看到，机机械能守守恒定律律并不是是自然界界中最基基本的守守恒定律律，当涉涉及到多多个能量量之间的的相互转转化时，我我们应该该怎样研研究这些些能量之之间的关关系呢?师：下面面大家阅阅读28页中有有关能量量守恒定定律建立立的过程程，回答答相应的的问题(学生阅阅读课

7、本本，总结结能量守守恒定律律的表达达方式)师：导致致能量守守恒定律律最后确确立的两两类重要要事实是是什么?生：导致致能量守守恒定律律最后确确立的两两类重要要事实是是确立了了永动机机的不可可能性和和发现了了各种自自然现象象之间的的相互联联系与转转化师：能量量守恒定定律的内内容是什什么?生：能量量既不会会消灭，也不会会创生，它它只会从从一种形形式转化化为其他他形式或者从从一个物物体转移移到另外外一个物物体，而而在转化化和转移移的过程程中，能能量的总总和保持持不变师：能量量守恒定定律是一一个人发发现的吗吗?生：能量量守恒定定律不是是一个人人发现的的，到了了19世纪40年代前前后科科学界已已经形成成一

8、种思思想氛围围，即用用联系的的观点去去观察自自然，各各种不同同能量可可以相互互转化，这这预示着着，到了了把分立立环节连成一体体的时候候了，也也就是到到了建立立能量转转化与守守恒定律律的时候候了，不不同国家家、不同同领域的的十几位位科学家家，以不不同的方方式，各各自独立立提出了了能量守守恒定律律的内容容：能量量既不会会消灭，也也不会创创生，它只会会从一种种形式转转化为其其他形式式，或者者从一个个物体转转移到另另外一个个物体而在转转化和转转移的过过程中能量的的总和保保持不变变师：看起起来能量量守恒定定律是人人类进步步的一个个必然的的结果，那那么对能能量守恒恒定律作作出贡献献比较大大的科学学家是谁谁

9、呢?生：对能能量守恒恒定律贡贡献比较较大的科科学家有有：德国国物理学学家和医医生迈尔尔，英国国物理学学家焦耳耳，德国国物理和和生理学学家女姆姆霍兹等等人师：现在在看一个个科教片片：能量量守恒定定律的建建立过程程(多媒体体播放能能量守恒恒定律的的建立过过程)(参考案案例)能量守恒恒定律是是建立在在自然科科学发展展的基础上的，从从16世纪到18世纪经过伽伽利略、牛牛顿，惠惠更斯、莱莱布尼茨茨以及伯伯努利等等许多物物理学家家的认真真研究，使使动力学学得到了了较大的的发展，机机械能的的转化和和守恒的的初步思思想，在在这一时时期已经经萌发18世纪末末和19世纪初初，各种种自然现现象之间间联系相相继被发发

10、现伦伦福德和和戴维的的摩擦生生热实验验否定了了热质说说把物物体内能能的变化化与机械械运动联联系起来来18000年发明明伏打电电池之后后不久，又又发现了了电流的的热效应应、磁效效应和其其他的一一些电磁磁现象这一时时期，电电流的化化学效应应也被发发现，并并被用来来进行电电镀在在生物学学界，证证明了动动物维持持体温和和进行机机械活动动的能量量跟它所所摄取的的食物的的化学能有关关，自然然科学的的这些成成就，为为建立能能量守恒恒定律作作了必要要的准备备能量量守恒定定律的最最后确定定，是在在19世纪中中叶由迈迈尔、焦焦耳和荄荄姆霍兹兹等人完完成德德国医生生迈尔是是从生理理学的角角度开始始对能量量进行研研究

11、的18442年，他他从“无不生生有，有有不变无”的哲学学观念出出发表表达了对对能量转转化和守守恒思想想，他分分析了25种能量量的转化化和守恒恒现象，成成为世界界上最先先阐述能能量守恒恒思想的的人英英国物理理学家焦焦耳从1840年到1878年将近40年的时时间里研究了了电流的的热效应应，压缩缩空气的的温度升升高以及及电、化化学和机机械作用用之间的的联系，做做了400多次实实验，用用各种方方法测定定了热和和功之间间的当量量关系，为为能量守守恒定律律的发现现奠定了了坚实的的实验基基础在在18447年，当当焦耳宜宜布他的的能量观观点的时时候，德德国学者者荄姆霍霍兹在柏柏林也宜宜读了同同样课题题的论文文

12、在这这篇论文文里，他他分析了了化学能能、机械械能、电电磁能、光光能等不不同形式式的能的的转化和和守恒，并并且把结结果跟永永动机不不可能制制造成功功联系起起采，他他认为不不可能无无中生有有地创造造一个永永久的推推动力，机机器只能能转化能能量，不不能创造造和消灭灭能量女姆霍霍兹在论论文里对对能量守守恒定律律作了一一个清晰晰、全面面而且概概括的论论述，使使这一定定律为人人们广泛泛接受在19世纪中中叶，还还有一些些人也致致力于能能量守恒恒地研究究他们们从不同同的角度度出发，彼彼此独立立地研究究，却几几乎同耐耐发现了了这一伟伟大的定定律因因此，能能量守恒恒定律的的发现是是科学发发展的必必然结果果此时时，

13、能量量转化和和守恒定定律得到到了科学学界的普普遍承认认这一一原理指指出：自自然界的的一切物物质都具具有能量量，对应应于不同同的运动动形式，能能量也有有不同的的形式，如如机械运运动的动动能和势势能，热热运动的的内能电磁运运动的电电磁能，化化学运动动的化学学能等，他他们分别别以各种种运动形形式特定定的状态态参量来来表示。当当运动形形式发生生变化或或运动量量发生转转移时，能能量也从从一种形形式转化化为另一一种形式式，从一一个系统统传递给给另一个个系统：在转化化和传递递中总能能量始终终不变恩格斯斯曾经把把能量转转化和守守恒定律律称为“伟大的的运动基基本规律律”，认为为它的发发现是19世纪自自然科学学的

14、三大大发现之之一(另两个个发现是是细胞学学说，达达尔文的的生物进进化论)师：通过过学习能能量守恒恒定律，你你受到了了什么启启示?生：能量量守恒定定律的建建立过程程，是人人类认识识自然的的一次重重大的飞飞跃，是是哲学和和自然科科学长期期发展和和进步的的结果它是最最普遍、最最重要、最最可靠的的自然规规律之一一，而且且是大自自然普遍遍和谐性性的一种种表现形形式和和谐美是是科学的的魅力所所在师：这位位同学总总结得很很好，美美是无处处不在的的，物理理学中更更是处处处存在着着美，希希望同学学们在学学习中注注意发现现，注意意体会，这这样我们们的学习习将会更更加的丰丰富多彩彩课堂训训练下列对能能的转化化和守恒

15、恒定律的的认识正正确的是是( )A。某种种形式的的能减少少，一定定存在其其他形式式的能增增加B。某个个物体的的能减少少必然然有其他他物体的的能增加加C。不需需要任何何外界的的动力而而持续对对外做功功的机器器永动机机是不可可能制成成的D。石子子从空中中落下，最最后惨止止在地面面上，说说明机械械能消失失了解析；能能量守恒恒定律是是指能量量的总量量不变，但但更重要要的是指指转化和和转移过过程中的的守恒在不同同形式的的能量间间发生转转化，在在不同的的物体间间发生转转移不不需要任任何外界界动力而而持续对对外做功功的机器器是违背背能量守守恒定律律的，是是永远不不可能制制成的机械能能转化成成了其他他形式的的

16、能量而而不能消消失，能能量是不不会消失失的A选项是是指不同同形式的的能量间间在转化化，转化化过程中中是守恒恒的B选项是是指能量量在不同同的物体体间发生生转移，转转移过程程中是守守恒的这正好好是能量量守恒定定律的两两个方面面转化与与转移任何永永动机都都是不可可能制成成的，它它违背了了能量守守恒定律律，所以以ABC正确D选项中中石子的的机械能能在变化化，比如如受空气气阻力作作用，机机械能可可能要减减少，但但机械能能并没有有消失，能能量守恒恒定律表表明能量量既不能能创生，也也不能消消失故故D是错的的说明：此此题考查查能量守守恒定律律的理解解，以及及对水动动机的认认识，凡凡是违背背能量守守恒定律律的永

17、动动机是永永远不能能制成的的二、能源源和能量量耗散师：大家家下面思思考这样样一个问问题：既既然能量量是守恒恒的，我我们为什什么还要要节约能能源带带着这个个问题大家阅阅读课本本第28页到29页有关关能量和和能量耗耗散的内内容，回回答相关关问题(学生阅阅读教材材，了解解人类应应用能源源的历程程，能源源对人类类社会发发展所起起的作用用；人类类在利用用能源的的同时也也对环境境造成了了严重污污染)师：什么么是能量量耗散?生：然料料燃烧时时一旦把把自己的的热量释释放出去去，它就就不会再再次自动动聚集起起来供人人类重新新利用，电电池中的的化学能能转化为为电能，它它又通过过灯泡转转化成内内能和光光能，热热和光

18、被被其他物物质吸收收后变为为周围环环境的内内能，我我们无法法把这些些内能收收集起来来重新利利用这这种现象象叫做能能量的耗耗散师：能量量耗散与与能量守守恒是否否矛盾，该该怎样理理解? 生：能量量耗散和和能量守守恒并不不矛盾，能能量耗散散表明，在在能源利利用的过过程中，即即在能量量的转化化过程中中，能量量在数量量上并没没有减少少但是是可利用用的品质质上降低低了，从从便于利利用变为为不便于于利用了了师：这说说明什么么问题?生：这说说明能量量的耗散散从能量量转化的的角度反反映出自自然界中中宏观过过程的方方向性师：我们们为什么么要节约约能源呢呢?生：正是是因为能能量转化化的方向向性，能能量的利利用受这这

19、种方向向性的制制约，所所以能量量的利用用是有条条件的，也也是有代代价的生：节约约能源同同时开发发可再生生能源师：通过过下面材材料的阅阅读。加加深你对对能源的的理解(多媒体体播放世世界能源源的解决决途径)(参考案案例)世界能源源问题的的解决途途径是什什么?能源，是是人类敕敕以生存存和进行行生产的的不可缺缺少的资资源近近年来，随随着生产产力的发发展和能能源消费费的增长长能源源问题已已被列为为世界上上研究的的重大问问题之一一解决决世界能能源问题题的根本本途径，主要有两个方面：其一是广泛开源，其二是认真节流所谓开源，就是积极开发和利用各种能源在继续加紧石油勘探和寻找新的石油产地的同时，积极开发丰富的煤

20、炭资源，还要大力开发水能，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研究和利用，从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源所谓节流，就是要大力提倡节约能源节能是世界上许多国家关心和研究的重要课题，甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”，与煤、石油和天然气、水能、核能等并列在节能方面，在有计划地控制人口增长的同时，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如果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，加强科学管理，适当控制生活能源的合理使用，就能使能源更加有效地用于生产和生活之中，从而解决人类面临的能源问题小

21、结 新课程更更多地与与社会实实际相联联系，鼓鼓励学生生提出问问题本本节“思考与与讨论”对能源源问题做做了讨论论，这是是一个质质疑的范范例它它引导我我们考虑虑能量转转化和转转移的方方向性从物理理学的角角度研究究宏观过过程的方方向性，在在现阶段段只需用用一些简简单的实实例，让让学生初初步地体体会一下下就可以以了例例如：摩摩擦力做做功的过过程，要要损耗机机械能而而生热，产产生的热热不可能能全部转转化为机机械功在其他他的宏观观过程中中也是如如此，例例如：两两种气体体放到一一个容器器内，总总会均匀匀地混合合到一起起，但不不会再自自发地分分离开来来通过过实例说说明在在能量的的转化和和转移过过程中，能能量是

22、守守恒的，但但能量的的品质却却降低了了，可被被人直接接利用的的能在逐逐渐减少少，这是是能量耗耗散现象象所以以，能量量虽然守守恒，但但我们还还要节约约能源对功能关关系的理理解例1一小滑滑块放在在如图所所示的凹凹形斜面面上，用用力F沿斜面面向下拉拉小滑块块，小滑滑块沿斜面运运动了一一段距离离。若已已知在这这过程中中，拉力力F所做的的功的大大小（绝绝对值）为为A，斜面面对滑块块的作用用力所做做的功的的大小为为B，重力力做功的的大小为为G，空气气阻力做做功的大大小为DD。当用用这些量量表达时时，小滑滑块的动动能的改改变（指指末态动动能减去去初态动动能）等等于多少少？，滑滑块的重重力势能能的改变变等于多

23、多少？滑滑块机械械能（指指动能与与重力势势能之和和）的改改变等于于多少？解析：根根据动能能定理，动动能的改改变等于于外力做做功的代代数和，其其中做负负功的有有空气阻阻力，斜斜面对滑滑块的作作用力的的功（因因弹力不不做功，实实际上为为摩擦阻阻力的功功），因因此Ek=A - B+C - D；根据重重力做功功与重力力势能的的关系，重重力势能能的减少少等于重重力做的的功，因因此Ep= - C；滑滑块机械械能的改改变等于于重力之之外的其其他力做做的功，因因此E = A B D学生活动动作业布置作作业教材第330页问题题与练习习，1，2板书设计计10能能量守恒恒定律与与能源一、能量量守恒定定律1内容容：能量量既不会会消灭，也也不会创创生，它它只会从从一种形形式转化化为其他他形式，或或者从一一个物体体转移到到另外一一个物体体，而在在转化和和转移的的过程中中，能量量的总和和保持不不变2建立立过程二、能源源和能量量耗散1内容容：能量量转化具具有方向向性2节约约能源的的重要意意义教学后记思维方法法是解决决问题的的灵魂，是是物理教教学的根根本；亲亲自实践践参与知知识的发发现过程程是培养养学生能能力的关关键，离离开了思思维方法法和实践践活动，物物理教学学就成了了无源之之水、无无本之木木。学生生素质的的培养就就成了镜镜中花，水水中月。