第一篇：10 能量守恒定律與能源 教案

http://www.tmdps.cn 或http://www.tmdps.cn 能量守恒定律與能源

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)從能量守恒定律入手，從機(jī)械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展，闡述了能量守恒定律推出的艱辛歷程，讓學(xué)生感受物理規(guī)律得出的歷程，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家不畏艱辛的探索精神.并且指出能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果,展示了科學(xué)的和諧美.教材第二部分，能源和能量耗散，從生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生了解自然界中熱傳導(dǎo)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移是有一定方向的，讓學(xué)生了解能源對(duì)人類(lèi)文明的意義和由能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，引入可持續(xù)發(fā)展的概念.讓學(xué)生認(rèn)識(shí)節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)新能源與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，可以讓學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)材料，提出自己的見(jiàn)解.思考怎樣探索和使用未來(lái)的理想能源,使學(xué)生體會(huì)物理學(xué)與技術(shù)發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系.建議本節(jié)采取開(kāi)放式的教學(xué)形式，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)查找資料，談?wù)勛约簩?duì)能量的認(rèn)識(shí).特別應(yīng)該對(duì)教材中“思考與討論”欄目中所說(shuō)的“既然能量是守恒的，不可消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？”的話題進(jìn)行討論.在討論中逐漸使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，能量從更深的層次上反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的本質(zhì).能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然的重要工具.能源關(guān)系到人們的衣食住行，關(guān)系到國(guó)家的興旺發(fā)達(dá),能源的開(kāi)發(fā)和利用，是關(guān)系人類(lèi)生存和發(fā)展的一個(gè)重大的社會(huì)問(wèn)題.這一節(jié)教學(xué)目標(biāo)的落腳點(diǎn)應(yīng)放在使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的世界觀、形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)上.本節(jié)課為物理規(guī)律與實(shí)際生活的結(jié)合課程，重點(diǎn)為物理規(guī)律與實(shí)際問(wèn)題的辯證關(guān)系，課堂教學(xué)要大量引用其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，比如地理、歷史等.教學(xué)重點(diǎn)

能量守恒定律的內(nèi)容.教學(xué)難點(diǎn)

理解能量守恒定律的確切含義，知道既然能量守恒為什么還要節(jié)約能源.課時(shí)安排

1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.了解什么是常規(guī)能源，什么是新型能源.2.知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性以及第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn).3.通過(guò)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高效率的重要性.4.了解能源與人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，使學(xué)生認(rèn)識(shí)能源的合理利用與環(huán)境保護(hù)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義.過(guò)程與方法

1.通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生分析事例，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和理論聯(lián)系實(shí)際的能力.2.通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.了解大量的能源消耗帶來(lái)的全球性環(huán)境問(wèn)題,樹(shù)立環(huán)保意識(shí).2.感知我們周?chē)茉吹暮纳ⅲ瑯?shù)立節(jié)能意識(shí).教學(xué)過(guò)程

新課導(dǎo)入 情景導(dǎo)入

在20世紀(jì)的最后幾分鐘里，一項(xiàng)新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀(jì)錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網(wǎng)球館誕生.中國(guó)、日本和韓國(guó)的62名青年學(xué)生成功推倒340多萬(wàn)張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬(wàn)張的世界紀(jì)錄.這就是“多米諾骨牌效應(yīng)”，該效應(yīng)產(chǎn)生的能量是十分巨大的.大不列顛哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家A.懷特海德曾經(jīng)制作了一組骨牌，中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司

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共13張，第1張最小，長(zhǎng)9.53 mm，寬4.76 mm，厚1.19 mm，還不如小手指甲大.以后每張?bào)w積擴(kuò)大1.5倍，這個(gè)數(shù)據(jù)是按照一張骨牌倒下的時(shí)候能推倒一張1.5倍體積的骨牌而選定的.最大的第13張長(zhǎng)61 mm，寬30.5 mm，厚7.6 mm，把這套骨牌按適當(dāng)間距排好，輕輕推倒第1張，必然會(huì)波及到第13張，第13張骨牌倒下時(shí)釋放的能量比第1張牌倒下時(shí)整整要擴(kuò)大20多億倍.而按同樣比例制作的第32張骨牌倒下時(shí)釋放的能量將高達(dá)1.24×1015J，又?jǐn)U大了20多億倍.不過(guò)，A.懷特海德畢竟未能制作第32張骨牌，因?yàn)樗鼘⒏哌_(dá)415 m，兩倍于紐約帝國(guó)大廈.如果真有人制作了這樣一套骨牌，那摩天大廈就會(huì)在一指之力下被轟然推倒!

這種巨大的能量從何而來(lái)？能量之間又是如何轉(zhuǎn)化的？

故事導(dǎo)入

在2004年，某雜志報(bào)道，一位家住“河南鄭州二七區(qū)齊扎閻鄉(xiāng)”，自稱是“新加坡籍華人”“博士、院士、專家委員”名為“梁星人”的一個(gè)人，成了當(dāng)時(shí)的網(wǎng)上名人，其原因是他聲稱建成了“宇宙引力能永動(dòng)機(jī)”，并獲得了中國(guó)專利（實(shí)際上只是申請(qǐng)了專利，還未獲得批準(zhǔn)），而且還有一家“海南星人永動(dòng)機(jī)發(fā)電廠有限公司”正在生產(chǎn)改永動(dòng)機(jī)裝備的車(chē)輛，你分析一下制造這種永動(dòng)機(jī)的可行性.問(wèn)題導(dǎo)入

我國(guó)人均能源占有量只有世界平均值的1/4，解決我國(guó)的能源問(wèn)題的基本方針是：能源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重.但有人認(rèn)為“能量是守恒的”,不需要節(jié)約，談一下你對(duì)此的看法，并觀察周?chē)衫玫哪茉茨男┦恰熬G色的”.新聞導(dǎo)入

2003年12月8日國(guó)內(nèi)某媒體報(bào)道了下面的這則消息：這個(gè)冬天，對(duì)于湖南長(zhǎng)沙市的150多萬(wàn)市民來(lái)說(shuō)，將格外漫長(zhǎng)，因?yàn)閺慕衲?1月30日起，可能一直要持續(xù)到明年三月份，這里的市民，將分區(qū)分片“享受”每連續(xù)供電三天后，停電24小時(shí)的“待遇”.《某某晚報(bào)》11月27日的報(bào)道中，已經(jīng)赫然出現(xiàn)了商店秉燭營(yíng)業(yè)的景觀.長(zhǎng)沙并不是唯一的例子，從今年春天就開(kāi)始逐漸浮出水面的電力危機(jī)，在盛夏季節(jié)達(dá)到一個(gè)短暫的高峰，至今這個(gè)陰影仍然揮之不去，影響范圍先后涉及到全國(guó)幾乎三分之二的省份，有人戲稱，中國(guó)電力市場(chǎng)又退回到了20世紀(jì)80年代.僅僅是電力嗎？似乎沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，入秋之后，柴油的緊張狀況，從珠江三角洲到長(zhǎng)江三角洲，從福建到浙江，已經(jīng)形成了一種新的“流行病”，即使在北京地區(qū)，限量供應(yīng)的情況也再次出現(xiàn)，就差沒(méi)有“憑票供應(yīng)”了.同學(xué)們思考，為什么會(huì)出現(xiàn)能源危機(jī)？如何應(yīng)對(duì)？ 推進(jìn)新課

一、能量守恒定律

問(wèn)題：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，重物帶著紙帶下落時(shí)，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，減少的重力勢(shì)能的值大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少.原因就是紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力和空氣的阻力等.是不是考慮了各種摩擦和阻力后這部分能量就消失了呢？

學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)總結(jié)歸納：沒(méi)有，它轉(zhuǎn)化成為除機(jī)械能外的其他的能量了.教師引導(dǎo)：它轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類(lèi)的力外，其他任何力對(duì)物體做功使物體的機(jī)械能增加或減少的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上都是其他形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能的總量是不變的.這是大自然的一條普遍的規(guī)律，而機(jī)械能守恒定律只是這一條普遍規(guī)律的一種特殊情況.問(wèn)題：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.生活中還有很多這樣能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的例子，同學(xué)們能否舉出幾例，并說(shuō)明其中的能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程? 參考案例：

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??空氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到柳枝上.1.風(fēng)吹動(dòng)柳枝擺動(dòng)???內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰.2.放在火爐旁的冰融化變熱???電能轉(zhuǎn)化為光能.3.電流通過(guò)燈泡，燈泡發(fā)光???光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.4.植物進(jìn)行光合作用?思維拓展

課件展示各種圖片，讓學(xué)生認(rèn)真觀察，并說(shuō)明各種裝置能量的轉(zhuǎn)化情況.通過(guò)圖片展示，讓學(xué)生更加形象地感受能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程,為能量守恒定律的提出作準(zhǔn)備.學(xué)生通過(guò)認(rèn)真觀察圖片并回顧相關(guān)知識(shí)，歸納總結(jié)：

圖1：太陽(yáng)能電站：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能

圖2：內(nèi)燃機(jī)車(chē)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 圖3：水電站：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

圖4：水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

從上面的例子我們可以看出，能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的.引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義.師生總結(jié)：

1.能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變.2.定律的表達(dá)式：E初=E終

ΔE增=ΔE減

3.發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式.重點(diǎn)說(shuō)明：該定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線.在應(yīng)用中,要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.例

一小滑塊放在凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離.若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功的大小（絕對(duì)值）為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D,當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變（指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能）等于多少？滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能（指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和）的改變等于多少？

解答：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力、斜面對(duì)滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功），因此ΔEk=A-B+C-D； 根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，重力勢(shì)能的減少等于重力做的功，因此ΔEp=-C； 滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A-B-D.二、能源和能量耗散

問(wèn)題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？

情景引導(dǎo)：有些事可以倒過(guò)來(lái)進(jìn)行，但有些事情卻是不可能倒過(guò)來(lái)進(jìn)行的.你可以向前走路，也可以倒退著走路,但是，打碎的鏡子不可能自動(dòng)復(fù)原成原來(lái)完好的樣子,冒起的煤煙和散開(kāi)

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http://www.tmdps.cn 或http://www.tmdps.cn 的炭灰不可能重新組合成一堆煤炭.類(lèi)似的，自然界中自發(fā)的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也具有某種方向性.問(wèn)題：根據(jù)上面的提示，能否舉出生活中關(guān)于這種方向性的例子，并說(shuō)明其中能量的變化? 參考案例：

1.草地上滾動(dòng)的足球，逐漸慢下來(lái)，最后靜止,足球不能主動(dòng)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).足球的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.2.同學(xué)們圍著火爐取暖，熱量從高溫的火爐轉(zhuǎn)移到同學(xué)們身上,同學(xué)們卻不能利用比自身溫度低的物體取暖.熱能夠自動(dòng)地從高溫的火爐向人體傳輸卻不能從低溫物體自發(fā)地向高溫物體傳輸.師生總結(jié)：與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是具有方向性的.例如：摩擦力做功的過(guò)程，要損耗機(jī)械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.在其他的宏觀過(guò)程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個(gè)容器內(nèi)，總會(huì)均勻地混合到一起，但不會(huì)再自發(fā)地分離開(kāi)來(lái).通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象.所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源.閱讀課本，舉例說(shuō)明自然界能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性,如:冰箱制冷、瀑布中水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化、噴出的香水、松弛后的發(fā)條等.學(xué)生交流：自然現(xiàn)象的變化也具有類(lèi)似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會(huì)自發(fā)地再變?yōu)榫G洲.因此人類(lèi)不僅要珍惜能源和資源，還要自覺(jué)地保護(hù)自然.總結(jié)：能量耗散

1.能量耗散：流散的內(nèi)能無(wú)法重新收集起來(lái)加以利用的現(xiàn)象叫做能量耗散.2.能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性.例2 下列判斷正確的是（）A.電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能

B.在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?C.熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能

D.在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體

解析：凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，電流的能可全部變?yōu)閮?nèi)能（由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知），而內(nèi)能不可能全部變成電流的能.機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能.在熱傳導(dǎo)中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項(xiàng)B、C、D正確.答案：BCD 閱讀材料：課件展示閱讀材料，讓學(xué)生了解能源和環(huán)境是兩個(gè)全球所關(guān)注的問(wèn)題，能源是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而常規(guī)能源的有限儲(chǔ)藏量與人類(lèi)的需求存在矛盾，同時(shí)大量消耗常規(guī)能源帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題，正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問(wèn)題是生活在地球上每一個(gè)人的職責(zé).（一）常規(guī)能源

1.能源：凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源.2.常規(guī)能源：人們把煤、石油、天然氣叫做常規(guī)能源，人類(lèi)消耗的能量主要是常規(guī)能源.3.常規(guī)能源的儲(chǔ)藏是有限的.4.常規(guī)能源的大量消耗帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題.（1）溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的.石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳.（2）酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過(guò)程中溶入雨水，使其成為酸雨.煤炭中含有較多的硫，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì).中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司

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（3）光化學(xué)煙霧：氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥?yáng)光中強(qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧，主要成分是臭氧.另外常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是一種污染.常規(guī)能源的大量消耗所帶來(lái)的環(huán)境污染既損害人體健康，又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，損壞建筑物及文物古跡，嚴(yán)重時(shí)可改變大氣的性質(zhì),使生態(tài)受到破壞.（二）綠色能源的開(kāi)發(fā)和利用

常規(guī)能源的短缺和利用常規(guī)能源帶來(lái)的環(huán)境污染，使得新能源的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)務(wù)之急.綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源.人類(lèi)可開(kāi)發(fā)和利用的綠色能源主要有下列幾種： 1.風(fēng)能.2.水流（河流、潮汐）能.風(fēng)能和水流能是可再生能源.而石油、煤炭是不可再生能源.3.太陽(yáng)能.4.氫能源.5.反物質(zhì)能.大自然賜給人類(lèi)的綠色能源儲(chǔ)量豐富，只要我們科學(xué)開(kāi)發(fā)、合理利用，必將對(duì)人類(lèi)作出前所未有的貢獻(xiàn).課堂小結(jié)

新課程更多地與社會(huì)實(shí)際相聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題.本節(jié)“思考與討論”對(duì)能源問(wèn)題做了討論，這是一個(gè)質(zhì)疑的范例，它引導(dǎo)我們考慮能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性.從物理學(xué)的角度研究宏觀過(guò)程的方向性，在現(xiàn)階段只需用一些簡(jiǎn)單的實(shí)例，讓學(xué)生初步地體會(huì)一下就可以了.例如：摩擦力做功的過(guò)程，要損耗機(jī)械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功.在其他的宏觀過(guò)程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個(gè)容器內(nèi)，總會(huì)均勻地混合到一起，但不會(huì)再自發(fā)地分離開(kāi)來(lái).通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象.所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源.布置作業(yè)

1.教材“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2題.2.設(shè)想有一間房間，與外界沒(méi)有熱量交換，完全絕熱.房間里有一臺(tái)電冰箱在工作，如果電冰箱的門(mén)是開(kāi)著的，那么，房間里的溫度會(huì)變化嗎？認(rèn)真討論一下，形成書(shū)面材料，與同學(xué)們交流.板書(shū)設(shè)計(jì) 能量守恒定律與能源

?1.內(nèi)容

一、能量守恒定律??2.建立過(guò)程

二、能量耗散??1.能量耗散自然界中的宏觀過(guò)程具?2.有方向性

?1.常規(guī)能源

三、能源??2.綠色能源的開(kāi)發(fā)和利用

活動(dòng)與探究

課題：永動(dòng)機(jī)

目的：通過(guò)具體的能量轉(zhuǎn)化的分析，說(shuō)明永動(dòng)機(jī)不能制造的理由.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司

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內(nèi)容：有人設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個(gè)水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個(gè)水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個(gè)抽水機(jī)和一個(gè)砂輪.他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已，機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了.分析這種裝置的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程并判斷能否制造.習(xí)題詳解

1.解答：家用電飯鍋是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；洗衣機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，等等.2.解答：（1）依題意可知，三峽水庫(kù)第二期蓄水后，用于發(fā)電的水流量為： 1.35×104m3/s-3 500 m3/s=10 000 m3/s，每秒鐘轉(zhuǎn)化為電能的是：mgh×20％=ρVgh×20％=1.0×103×1.0×104×10×135×20％ J/s =2.7×109J/s 發(fā)電功率最大是2.7×109 W=2.7×106 kW.(2)設(shè)三口之家每戶的家庭生活用電功率為1 kW，考慮到不是每家同時(shí)用1 kW的電，我們平均每家同時(shí)用電0.5 kW，則三峽發(fā)電站能供給

2.9?100.56=5.4×106戶用電，人口數(shù)為3×5.4×106=16.2×106人，即可供16個(gè)百萬(wàn)人口城市的生活用電.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本節(jié)重點(diǎn)是讓學(xué)生體會(huì)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與能源危機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的環(huán)保意識(shí).教學(xué)中通過(guò)大量的實(shí)例，采取開(kāi)放式的教學(xué)形式，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)查找資料，發(fā)表自己對(duì)能量的認(rèn)識(shí).在能源和能量耗散方面，本教學(xué)設(shè)計(jì)從生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生了解了自然界中熱傳導(dǎo)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移具有方向性，讓學(xué)生了解了能源對(duì)人類(lèi)文明的意義和由能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，引入了可持續(xù)發(fā)展的概念.讓學(xué)生了解了可持續(xù)發(fā)展的含義和意義，能夠從自己做起，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司

第二篇：能量守恒定律與能源說(shuō)課

能量守恒定律與能源

1．學(xué)生現(xiàn)狀：

學(xué)生已經(jīng)在前面學(xué)習(xí)了什么是功，機(jī)械能守恒及動(dòng)能定理，但知識(shí)范圍僅限于勢(shì)能、動(dòng)能及機(jī)械能所做的功，這在現(xiàn)實(shí)的生活中是不具備普遍性的，所以要學(xué)習(xí)能量守恒定律。2．教材簡(jiǎn)介：

能量守恒定律及能源這部分知識(shí)是機(jī)械能守恒的延伸，但不是本章的重點(diǎn)知識(shí)，所以放在第八章的最后一節(jié)。主要內(nèi)容是能量守恒定律及能源消耗，重點(diǎn)是能量守恒定律。本節(jié)特點(diǎn)通過(guò)生活中的一些實(shí)例一點(diǎn)點(diǎn)的將能量守恒定律的內(nèi)容引出，并介紹該定律被總結(jié)概括所經(jīng)歷的艱難過(guò)程。緊接著介紹了能量耗散，說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的方向性，也將能量守恒與人類(lèi)生活緊密相連，呼吁大家節(jié)約能源。3．教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)與能力目標(biāo)：

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．

2、過(guò)程與方法目標(biāo)：

通過(guò)對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析，理解能量守恒定律的確切含義．

3、情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1．用能量的觀點(diǎn)分析問(wèn)題應(yīng)該深入學(xué)生的心中，因?yàn)檫@是最本質(zhì)的分析方法．

2．感知我們周?chē)茉吹暮纳ⅲ瑯?shù)立節(jié)能意識(shí)． 4．教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)：

教學(xué)重點(diǎn)

1．能量守恒定律的內(nèi)容．

2．應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題．

教學(xué)難點(diǎn)

1． 理解能量守恒定律的確切含義． 2． 能量轉(zhuǎn)化的方向性． 5．教學(xué)方法：

探究：通過(guò)兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們自己動(dòng)手，觀察思考發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律并總結(jié)。

講授：將學(xué)生的回答凝練總結(jié)，同學(xué)著重分析本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。討論：提問(wèn)一些小問(wèn)題，或給出一些材料，學(xué)生們討論得出結(jié)果，老師予以適當(dāng)點(diǎn)評(píng)修改。

練習(xí)：布置一些練習(xí)題下課做鞏固著捷克所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。6．教學(xué)程序：（1）導(dǎo)入新課

通過(guò)幾個(gè)圖片把同學(xué)們引入到今天所要學(xué)的內(nèi)容上來(lái)。同時(shí)也激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，使更容易展開(kāi)講課。（2）新課教學(xué)

1． 通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)是大家明白機(jī)械能守恒定律在自然界中不具有普遍性，需要學(xué)習(xí)新內(nèi)容；

2． 帶著問(wèn)題的思考，同學(xué)們自行學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，以此來(lái)提高同學(xué)們的自學(xué)能力； 3． 闡述出能量守恒定律，分析這則定律；

4． 學(xué)生自學(xué)能源內(nèi)容，通過(guò)幾個(gè)問(wèn)題引出能量轉(zhuǎn)化的方向性； 5． 通過(guò)性小短片使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源對(duì)人類(lèi)生存的重要性。（3）鞏固與聯(lián)系

為使學(xué)生所學(xué)識(shí)是具有穩(wěn)定性，使知識(shí)順利遷移，為節(jié)約時(shí)間，分析了一道小練習(xí)題，即：

下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是???????????（）

A。某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加

B。某個(gè)物體的能減少．必然有其他物體的能增加

C。不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 D。石子從空中落下，最后慘止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了

解析；能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的守恒．在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移．不需要任何外界動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器是違背能量守恒定律的，是永遠(yuǎn)不可能制成的．機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不會(huì)消失的．

A選項(xiàng)是指不同形式的能量間在轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過(guò)程中是守恒的．B選項(xiàng)是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移過(guò)程中是守恒的．這正好是能量守恒定律的兩個(gè)方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移．任何永動(dòng)機(jī)都是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，所以ABC正確．D選項(xiàng)中石子的機(jī)械能在變化，比如受空氣阻力作用，機(jī)械能可能要減少，但機(jī)械能并沒(méi)有消失，能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生，也不能消失．故D是錯(cuò)的．

說(shuō)明：此題考查能量守恒定律的理解，以及對(duì)水動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)，凡是違背能量守恒定律的永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不能制成的．（4）布置作業(yè)

為使學(xué)生們將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，布置了如下作業(yè)： 這里準(zhǔn)備了一個(gè)關(guān)于節(jié)約能源的小短片，大家看后下課結(jié)合今天所學(xué)知識(shí)，寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的觀后感言，這是給大家留得作業(yè)。

另外也布置了教材上的課后題。7． 板書(shū)設(shè)計(jì)：

由于本節(jié)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)，講授為主，所以半數(shù)之將學(xué)習(xí)框架和重點(diǎn)內(nèi)容羅列出來(lái)，即：

10．能量守恒定律與能源

一、能量守恒定律

1.能量：一個(gè)物體做了功，就說(shuō)物體具有能量。2．內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生；

它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體；

而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總和保持不變．

3．定律建立過(guò)程．

二、能源和能量耗散

1．內(nèi)容：能量轉(zhuǎn)化具有方向性． 2．節(jié)約能源的重要意義．

8．小結(jié)：

新課程更多地與社會(huì)實(shí)際相聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題．本節(jié)“思考與討論”對(duì)能源問(wèn)題做了討論，這是一個(gè)質(zhì)疑的范例．它引導(dǎo)我們考慮能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性．從物理學(xué)的角度研究宏觀過(guò)程的方向性，在現(xiàn)階段只需用一些簡(jiǎn)單的實(shí)例，讓學(xué)生初步地體會(huì)一下就可以了．通過(guò)實(shí)例說(shuō)明．在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源．

第三篇：能量守恒定律與能源教案_物理_教學(xué)設(shè)計(jì)_人教版

第十節(jié) 能量守恒定律與能源

（宗彥峰 陜西師大附中 710061）

【教材版本】 人教版

【設(shè)計(jì)理念】 通過(guò)對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的世界觀,形成科學(xué)理論是發(fā)展的觀念,也為學(xué)生能夠在廣闊的知識(shí)背景中考慮問(wèn)題,提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力奠定基礎(chǔ),使得學(xué)生的有關(guān)能量的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加的完善。

【教材分析】 本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)習(xí)了機(jī)械能之后，學(xué)生已經(jīng)有了有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的一些圖景，體會(huì)到能量概念是對(duì)自然現(xiàn)象的抽象和概括。從而從“機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒”聯(lián)想擴(kuò)展到“自然界中各種能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)換中總能量守恒”。

【學(xué)情分析】

學(xué)生通過(guò)機(jī)械能的學(xué)習(xí)，已經(jīng)形成了有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的一些圖景，具備了從“機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒”聯(lián)想擴(kuò)展到“自然界中各種能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)換中總能量守恒”的基礎(chǔ)。

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識(shí)與技能

1．知道能量是一個(gè)重要的物理量，知道能量守恒確立的兩類(lèi)重要事實(shí)。2.能應(yīng)用能量守恒解決一些問(wèn)題。

3.知道能量耗散，了解自然界中宏觀過(guò)程中的能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)到提高效率的重要性，4.知道能源短缺和環(huán)境惡化是關(guān)系到人類(lèi)社會(huì)能否持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題，增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。

2、過(guò)程與方法

通過(guò)文獻(xiàn)查閱和調(diào)查研究的方法、問(wèn)題討論法

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)文獻(xiàn)查閱和調(diào)查研究的方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然的重要工具，能源關(guān)系到人類(lèi)的衣食住行，關(guān)系到國(guó)家的興旺發(fā)達(dá)。培養(yǎng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1、教學(xué)重點(diǎn)

能量守恒定律、能量的耗散

2、教學(xué)難點(diǎn)

能量守恒定律的理解

【教學(xué)方法】查閱文獻(xiàn)+調(diào)查研究+交流討論

【教學(xué)思路】通過(guò)學(xué)生進(jìn)行素材的采集和整理，通過(guò)上網(wǎng)查詢、資料檢索等形式查找能量守恒定律的形成和建立過(guò)程的資料，通過(guò)調(diào)查訪問(wèn)的形式搜集生產(chǎn)、生活中與能源有關(guān)的材料，對(duì)自己獲取的材料進(jìn)行分析研究，形成自己的觀點(diǎn)和想法，以便在課堂上進(jìn)行討論交流。

【教學(xué)過(guò)程】

一、課前準(zhǔn)備

A、查找有關(guān)能量守恒定律形成和建立過(guò)程的資料。

B、通過(guò)調(diào)查的形式，搜集生產(chǎn)、生活中與能源有關(guān)的資料，能弄清楚涉及了那些能量、能量的轉(zhuǎn)化方向、能量轉(zhuǎn)化中那些力做工引起了各種形式能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。

C、通過(guò)獲取素材、整理素材、形成觀點(diǎn)的過(guò)程，認(rèn)真體會(huì)能量是更深層次上反映運(yùn)動(dòng)和相互作用的本質(zhì)，能量守恒定律是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要工具。

二．新課教學(xué) 一）能量守恒定律

1、能量形式的多樣性

2、能量的轉(zhuǎn)化

3、能量守恒定律: 能量既不可會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變．、能量守恒定律的普遍性和重要性 二）、能源和能量耗散

1、能源的利用經(jīng)歷

2、能量耗散 三．教學(xué)過(guò)程過(guò)程

環(huán)節(jié)

1、各組的調(diào)查研究的成果的展示和交流

環(huán)節(jié)

2、教學(xué)過(guò)程

問(wèn)題1：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，重物帶著紙帶下落時(shí)，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，減少的重力勢(shì)能的值大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少．原因就是紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力和空氣的阻力等．是不是考慮了各種摩擦和阻力后這部分能量就消失了呢? 學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)總結(jié)歸納：沒(méi)有，它轉(zhuǎn)化成為除機(jī)械能外的其他的能量了．

教師引導(dǎo)：它轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類(lèi)的力外，其他任何力對(duì)物體做功使物體的機(jī)械能增加或減少的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上都是其他形式的能與機(jī)械能相互 轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能的總量是不變的．這是大自然的一條普遍的規(guī)律，而機(jī)械能守恒定律只是這一條普遍規(guī)律的一種特殊情況．

問(wèn)題2：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．生活中還有很多這樣能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的例子，同學(xué)們能否舉出幾例，并說(shuō)明其中的能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程? 學(xué)生舉例：

1、在摩擦生熱的現(xiàn)象中，克服摩擦力做多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化成等量的內(nèi)能

2、通過(guò)電流的導(dǎo)線變熱，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

3、灼熱的燈絲發(fā)光，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能

4、燃料燃燒生熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；

參考案例：

演示實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。

思考：小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。演示實(shí)驗(yàn)2：在盛有水的玻璃容器中放一小木塊，讓小木塊在水中上下浮動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間，小木塊停止運(yùn)動(dòng)。

思考：小木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。能是狀態(tài)量，功是過(guò)程量。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過(guò)程。且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。如舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái),對(duì)重物做了功這一過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員通過(guò)做功消耗了體內(nèi)的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化為重物的重力勢(shì)能.并且,運(yùn)動(dòng)員做了多少功,就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。能量的具體值往往無(wú)多大意義,我們關(guān)心的大多是能量的變化量,能量的變化必須通過(guò)做功才能實(shí)現(xiàn),某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系。

問(wèn)題3：分析常見(jiàn)力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

重力做功：

彈力做功：

電流做功：

解答：重力做功：重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化；

彈力做功:彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化；

電流做功:電能和機(jī)械能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)化；

從上面的例子我們可以看出，能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的．以上實(shí)驗(yàn)表明，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，一種能量減少，必有其他能量增加，一個(gè)物體的能量減少，必定其他物體能量增加，能量的總和并沒(méi)有變化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。

引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義。

補(bǔ)充資料：對(duì)于能量守恒，科學(xué)家進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索：1801年，戴維發(fā)現(xiàn)了電流的化學(xué)效應(yīng)；1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；1821年，塞貝克發(fā)現(xiàn)了溫差電現(xiàn)象；1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；1840年，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)；1842年，邁爾表述了能量守恒定律，并計(jì)算出熱功當(dāng)量的數(shù)值；1843年，焦耳測(cè)定了熱功當(dāng)量的數(shù)值。從而，確立了電化學(xué)、電和磁、電和熱、力和熱等自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系。1847年，亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)了能量守恒定律。??

發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的歷史表明，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)不是偶然的它是人類(lèi)對(duì)自然認(rèn)識(shí)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物；除了物理學(xué)外，別的學(xué)科對(duì)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)也有貢獻(xiàn)。

師生總結(jié)：

1．能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變． 2．定律的表達(dá)式：E初=E終 ?E增=?E減

3．發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式．

例1：如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時(shí)，B的速度為v。求此過(guò)程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g。

解答：由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未松，故AB有一樣的速度大小，對(duì)AB系統(tǒng)，由功能關(guān)系有：

Fh?W?mBgh?求得：

1(mA?mB)v2 21W?Fh?mBgh?(mA?mB)v2

2例2：一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功的大小（絕對(duì)值）為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為G，空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變（指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能）等于多少？，滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能（指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和）的改變等于多少？

解析：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力，斜面對(duì)滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功），因此

ΔEk=AD；

根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，重力勢(shì)能的減少等于重力做的功，因此

ΔEp=-C；

滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此

ΔE = A – B – D

教師點(diǎn)評(píng)：

⑴能量守恒定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一,是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線。

⑵要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能,發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.⑶滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系產(chǎn)生的內(nèi)能、即：Q?FL相對(duì)

注意:(1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量一定和增加量相等

(2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。這也是我們列能量守恒表達(dá)式時(shí)的兩條基本思路。

例3：2001年9月11日，恐怖分子劫持波音757飛機(jī)以900km/h的速度撞擊紐約世界大廈，已知波音757飛機(jī)質(zhì)量為7t，攜帶航空汽油質(zhì)量為30t，汽油的燃燒值為

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）4.64?104kJ/kg，飛機(jī)長(zhǎng)80m，求：⑴飛機(jī)撞擊世貿(mào)大廈釋放多少能量？

⑵試估算飛機(jī)對(duì)世貿(mào)大廈的平均沖擊力是多大？（設(shè)機(jī)尾恰好插入大樓）解答: ⑴飛機(jī)撞擊世貿(mào)大廈釋放的能量等于飛機(jī)及汽油的動(dòng)能與汽油燃燒放出的化學(xué)能：

12?E?(m?M)v0?QM

21??(7?103?30?103)?252?30?103?4.62?107 2?30?103?4.62?107

?1.4?10J

⑵飛機(jī)撞擊世貿(mào)大廈時(shí)，速度由v0變?yōu)榱悖w機(jī)長(zhǎng)80m看作作用距離，所以飛機(jī)對(duì)世貿(mào)

2(m?M)v03.7?104?25027

?大廈的平均沖擊力為：F?≈1.4×10N

2S2?8012說(shuō)明:能源和高新技術(shù)一旦被恐怖分子所掌握，就會(huì)成為人類(lèi)的災(zāi)難，紐約世貿(mào)大廈就是被飛機(jī)攜帶的航空汽油燃燒釋放的化學(xué)能而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，融化了世貿(mào)大廈的鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致坍塌。世界各國(guó)在積極開(kāi)發(fā)和利用能源的同時(shí)，也十分注意能源的使用安全問(wèn)題。問(wèn)題4：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源?

教師進(jìn)行情景的引導(dǎo)：勻速的汽車(chē)剎車(chē)后可以停下來(lái)，但是停下來(lái)的汽車(chē)不能主動(dòng)運(yùn)動(dòng)起來(lái)；沙漠沙化后不能自發(fā)變成綠洲；打碎的鏡子不能恢復(fù)原狀，人死不能復(fù)生等，在提示著我們自然界的一些宏觀過(guò)程有著一定的方向性。

學(xué)生舉例：1、2、3、從上面的例子我們可以看出:在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的總量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，這叫做能量耗散。

在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。是能源危機(jī)更深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因。

例4：太陽(yáng)能的儲(chǔ)存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鹽水湖被太陽(yáng)曬久了,湖底的濕度會(huì)越來(lái)越高,并難以通過(guò)湖水的對(duì)流將熱散發(fā)出去，而淡水湖不具備這一特點(diǎn)。根據(jù)這一特點(diǎn),可以利用鹽水湖來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能.你能分析這是為什么嗎?你能根據(jù)這規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲(chǔ)存太陽(yáng)能的具體方案嗎？（提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留存湖底不會(huì)上浮)解答:在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽(yáng)能之后，部分水分被蒸發(fā)，使湖水表面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大，所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會(huì)在重力作用下下沉，將所吸收的郜分太陽(yáng)能帶到湖底，使湖底溫度越來(lái)越高。由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度，因此湖底的鹽水不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng)，將熱量散失，這就使得太陽(yáng)能得到儲(chǔ)存。

師生總結(jié)：

1、能量耗散：流散的內(nèi)能無(wú)法重新收集起來(lái)加以利用的現(xiàn)象叫做能量耗散。

2、能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性。

環(huán)節(jié)三：布置作業(yè)：

1、查閱資料：知道能源的分類(lèi)及其常規(guī)能源的利用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題

2、知道綠色能源有哪些及其我國(guó)利用綠色能源的現(xiàn)狀

板書(shū)設(shè)計(jì)

十.機(jī)械能守恒定律與能源

一）能量守恒定律

1、能量形式的多樣性

2、能量的轉(zhuǎn)化

3、能量守恒定律: 能量既不可會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變．、能量守恒定律的普遍性和重要性 二）、能源和能量耗散

1、能源的利用經(jīng)歷

2、能量耗散

第四篇：高中物理7.10《能量守恒定律與能源》教學(xué)設(shè)計(jì)

能量守恒定律與能源

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)從能量守恒定律入手，從機(jī)械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展，闡述了能量守恒定律推出的艱辛歷程，讓學(xué)生感受物理規(guī)律得出的歷程，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家不畏艱辛的探索精神．并且指出能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果，展示了科學(xué)的和諧美．教材第二部分，能源和能量耗散，從生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生了解自然界中熱傳導(dǎo)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移是有一定方向的，讓學(xué)生了解能源對(duì)人類(lèi)文明的意義和由能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，引入可持續(xù)發(fā)展的概念．讓學(xué)生認(rèn)識(shí)節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)新能源與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，可以讓學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)材料，提出自己的見(jiàn)解．思考怎樣探索和使用未來(lái)的理想能源，使學(xué)生體會(huì)物理學(xué)與技術(shù)發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系．

建議本節(jié)采取開(kāi)放式的教學(xué)形式，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)查找資料，談?wù)勛约簩?duì)能量的認(rèn)識(shí)．特別應(yīng)該對(duì)教材中“思考與討論”欄目中所說(shuō)的“既然能量是守恒的，不可消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？”的話題進(jìn)行討論．在討論中逐漸使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，能量從更深的層次上反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的本質(zhì)．能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然的重要工具．能源關(guān)系到人們的衣食住行，關(guān)系到國(guó)家的興旺發(fā)達(dá)，能源的開(kāi)發(fā)和利用，是關(guān)系人類(lèi)生存和發(fā)展的一個(gè)重大的社會(huì)問(wèn)題．這一節(jié)教學(xué)目標(biāo)的落腳點(diǎn)應(yīng)放在使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的世界觀、形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)上．本節(jié)課為物理規(guī)律與實(shí)際生活的結(jié)合課程，重點(diǎn)為物理規(guī)律與實(shí)際問(wèn)題的辯證關(guān)系，課堂教學(xué)要大量引用其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，比如地理、歷史等．

教學(xué)重點(diǎn)

能量守恒定律的內(nèi)容． 教學(xué)難點(diǎn)

理解能量守恒定律的確切含義，知道既然能量守恒為什么還要節(jié)約能源． 課時(shí)安排

1課時(shí)

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1．了解什么是常規(guī)能源，什么是新型能源．

2．知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性以及第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)． 3．通過(guò)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高效率的重要性．

4．了解能源與人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，使學(xué)生認(rèn)識(shí)能源的合理利用與環(huán)境保護(hù)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義．

過(guò)程與方法 1．通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生分析事例，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和理論聯(lián)系實(shí)際的能力． 2．通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1．了解大量的能源消耗帶來(lái)的全球性環(huán)境問(wèn)題，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)． 2．感知我們周?chē)茉吹暮纳ⅲ瑯?shù)立節(jié)能意識(shí)．

教學(xué)過(guò)程

導(dǎo)入新課

情景導(dǎo)入

在20世紀(jì)的最后幾分鐘里，一項(xiàng)新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀(jì)錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網(wǎng)球館誕生．中國(guó)、日本和韓國(guó)的62名青年學(xué)生成功推倒340多萬(wàn)張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬(wàn)張的世界紀(jì)錄．這就是“多米諾骨牌效應(yīng)”，該效應(yīng)產(chǎn)生的能量是十分巨大的．大不列顛哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家A.懷特海德曾經(jīng)制作了一組骨牌，共13張，第1張最小，長(zhǎng)9.53 mm，寬4.76 mm，厚1.19 mm，還不如小手指甲大．以后每張?bào)w積擴(kuò)大1.5倍，這個(gè)數(shù)據(jù)是按照一張骨牌倒下的時(shí)候能推倒一張1.5倍體積的骨牌而選定的．最大的第13張長(zhǎng)61 mm，寬30.5 mm，厚7.6 mm，把這套骨牌按適當(dāng)間距排好，輕輕推倒第1張，必然會(huì)波及第13張，第13張骨牌倒下時(shí)釋放的能量比第1張牌倒下時(shí)整整要擴(kuò)大20多億倍．而按同樣比例制作的第32張骨牌倒下時(shí)釋放的能量將高達(dá)1.24×1015 J，又?jǐn)U大了20多億倍．不過(guò)，A.懷特海德畢竟未能制作第32張骨牌，因?yàn)樗鼘⒏哌_(dá)415 m，兩倍于紐約帝國(guó)大廈．如果真有人制作了這樣一套骨牌，那摩天大廈就會(huì)在一指之力下被轟然推倒！

這種巨大的能量從何而來(lái)？能量之間又是如何轉(zhuǎn)化的？

故事導(dǎo)入

在2004年，某雜志報(bào)道，一位家住“河南鄭州二七區(qū)齊扎閻鄉(xiāng)”，自稱是“新加坡籍華人”“博士、院士、專家委員”名為“梁星人”的人，成了當(dāng)時(shí)的網(wǎng)上名人，其原因是他聲稱建成了“宇宙引力能永動(dòng)機(jī)”，并獲得了中國(guó)專利(實(shí)際上只是申請(qǐng)了專利，還未獲得批準(zhǔn))，而且還有一家“海南星人永動(dòng)機(jī)發(fā)電廠有限公司”正在生產(chǎn)改永動(dòng)機(jī)裝備的車(chē)輛，你分析一下制造這種永動(dòng)機(jī)的可行性．

問(wèn)題導(dǎo)入

我國(guó)人均能源占有量只有世界平均值的1/4，解決我國(guó)的能源問(wèn)題的基本方針是：能源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重．但有人認(rèn)為“能量是守恒的”，不需要節(jié)約．談一下你對(duì)此的看法，并觀察周?chē)衫玫哪茉茨男┦恰熬G色的”．

新聞導(dǎo)入

2003年12月8日國(guó)內(nèi)某媒體報(bào)道了下面的這則消息：這個(gè)冬天，對(duì)于湖南長(zhǎng)沙市的150多萬(wàn)市民來(lái)說(shuō)，將格外漫長(zhǎng)，因?yàn)閺慕衲?1月30日起，可能一直要持續(xù)到明年三月份，這里的市民，將分區(qū)分片“享受”每連續(xù)供電三天后，停電24小時(shí)的“待遇”．《某某晚報(bào)》11月27日的報(bào)道中，已經(jīng)赫然出現(xiàn)了商店秉燭營(yíng)業(yè)的景觀．

長(zhǎng)沙并不是唯一的例子，從今年春天就開(kāi)始逐漸浮出水面的電力危機(jī)，在盛夏季節(jié)達(dá)到一個(gè)短暫的高峰，至今這個(gè)陰影仍然揮之不去，影響范圍先后涉及全國(guó)幾乎三分之二的省份，有人戲稱，中國(guó)電力市場(chǎng)又退回到了20世紀(jì)80年代．

僅僅是電力嗎？似乎沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，入秋之后，柴油的緊張狀況，從珠江三角洲到長(zhǎng)江三角洲，從福建到浙江，已經(jīng)形成了一種新的“流行病”，即使在北京地區(qū)，限量供應(yīng)的情況也再次出現(xiàn)，就差沒(méi)有“憑票供應(yīng)”了．

同學(xué)們思考，為什么會(huì)出現(xiàn)能源危機(jī)？如何應(yīng)對(duì)？ 推進(jìn)新課

一、能量守恒定律

問(wèn)題：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，重物帶著紙帶下落時(shí)，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，減少的重力勢(shì)能的值大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少．原因就是紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力和空氣的阻力等．是不是考慮了各種摩擦和阻力后這部分能量就消失了呢？

學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)總結(jié)歸納：沒(méi)有，它轉(zhuǎn)化成為除機(jī)械能外的其他的能量了．

教師引導(dǎo)：它轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類(lèi)的力外，其他任何力對(duì)物體做功使物體的機(jī)械能增加或減少的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上都是其他形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能的總量是不變的．這是大自然的一條普遍的規(guī)律，而機(jī)械能守恒定律只是這一條普遍規(guī)律的一種特殊情況．

問(wèn)題：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．生活中還有很多這樣能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的例子，同學(xué)們能否舉出幾例，并說(shuō)明其中的能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程？

參考案例：

1．風(fēng)吹動(dòng)柳枝擺動(dòng)―→空氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到柳枝上． 2．放在火爐旁的冰融化變熱―→內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰． 3．電流通過(guò)燈泡，燈泡發(fā)光―→電能轉(zhuǎn)化為光能． 4．植物進(jìn)行光合作用―→光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能． 思維拓展

課件展示各種圖片，讓學(xué)生認(rèn)真觀察，并說(shuō)明各種裝置能量的轉(zhuǎn)化情況．通過(guò)圖片展示，讓學(xué)生更加形象地感受能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程，為能量守恒定律的提出作準(zhǔn)備．

學(xué)生通過(guò)認(rèn)真觀察圖片并回顧相關(guān)知識(shí)，歸納總結(jié)：

圖1：太陽(yáng)能電站：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 圖2：內(nèi)燃機(jī)車(chē)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 圖3：水電站：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

圖4：水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 從上面的例子我們可以看出，能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的．

引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義．

師生總結(jié)：

1．能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變．

2．定律的表達(dá)式：E初＝E終，ΔE增＝ΔE減

3．發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式．

重點(diǎn)說(shuō)明：該定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線．在應(yīng)用中，要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移．

1一小滑塊放在凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離．若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功的大小(絕對(duì)值)為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D，當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變(指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于多少？滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和)的改變等于多少？

解析：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力、斜面對(duì)滑塊的作用力的功(因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；

根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，重力勢(shì)能的減少等于重力做的功，因此ΔEp＝－C； 滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE＝A－B－D.答案：見(jiàn)解析

二、能源和能量耗散

問(wèn)題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？

情景引導(dǎo)：有些事可以倒過(guò)來(lái)進(jìn)行，但有些事情卻是不可能倒過(guò)來(lái)進(jìn)行的．你可以向前走路，也可以倒退著走路，但是，打碎的鏡子不可能自動(dòng)復(fù)原成原來(lái)完好的樣子，冒起的煤煙和散開(kāi)的炭灰不可能重新組合成一堆煤炭．類(lèi)似的，自然界中自發(fā)的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也具有某種方向性．

問(wèn)題：根據(jù)上面的提示，能否舉出生活中關(guān)于這種方向性的例子，并說(shuō)明其中能量的變化？

參考案例：

1．草地上滾動(dòng)的足球，逐漸慢下來(lái)，最后靜止，足球不能主動(dòng)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)． 足球的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

2．同學(xué)們圍著火爐取暖，熱量從高溫的火爐轉(zhuǎn)移到同學(xué)們身上，同學(xué)們卻不能利用比自身溫度低的物體取暖．

熱能夠自動(dòng)地從高溫的火爐向人體傳輸卻不能從低溫物體自發(fā)地向高溫物體傳輸． 師生總結(jié)：與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是具有方向性的．例如：摩擦力做功的過(guò)程，要損耗機(jī)械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．在其他的宏觀過(guò)程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個(gè)容器內(nèi)，總會(huì)均勻地混合到一起，但不會(huì)再自發(fā)地分離開(kāi)來(lái)．通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的總量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源．

閱讀課本，舉例說(shuō)明自然界能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性，如：冰箱制冷、瀑布中水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化、噴出的香水、松弛后的發(fā)條等．

學(xué)生交流：自然現(xiàn)象的變化也具有類(lèi)似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會(huì)自發(fā)地再變?yōu)榫G洲．因此人類(lèi)不僅要珍惜能源和資源，還要自覺(jué)地保護(hù)自然．

總結(jié)：能量耗散

1．能量耗散：流散的內(nèi)能無(wú)法重新收集起來(lái)加以利用的現(xiàn)象叫做能量耗散． 2．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性． 2下列判斷正確的是（）． A．電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能

B．在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?C．熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能

D．在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體

解析：凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，電流的能可全部變?yōu)閮?nèi)能(由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知)，而內(nèi)能不可能全部變成電流的能．機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能．在熱傳導(dǎo)中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項(xiàng)B、C、D正確．

答案：BCD 閱讀材料：課件展示閱讀材料，讓學(xué)生了解能源和環(huán)境是兩個(gè)全球所關(guān)注的問(wèn)題，能源是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而常規(guī)能源的有限儲(chǔ)藏量與人類(lèi)的需求存在矛盾，同時(shí)大量消耗常規(guī)能源帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題，正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問(wèn)題是生活在地球上每一個(gè)人的職責(zé)．

(一)常規(guī)能源

1．能源：凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源．

2．常規(guī)能源：人們把煤、石油、天然氣叫做常規(guī)能源，人類(lèi)消耗的能量主要是常規(guī)能源． 3．常規(guī)能源的儲(chǔ)藏是有限的．

4．常規(guī)能源的大量消耗帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題．(1)溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳．

(2)酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過(guò)程中溶入雨水，使其成為酸雨．煤炭中含有較多的硫，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)．

(3)光化學(xué)煙霧：氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥?yáng)光中強(qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧，主要成分是臭氧．

另外常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是一種污染．

常規(guī)能源的大量消耗所帶來(lái)的環(huán)境污染既損害人體健康，又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，損壞建筑物及文物古跡，嚴(yán)重時(shí)可改變大氣的性質(zhì)，使生態(tài)受到破壞．

(二)綠色能源的開(kāi)發(fā)和利用

常規(guī)能源的短缺和利用常規(guī)能源帶來(lái)的環(huán)境污染，使得新能源的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)務(wù)之急． 綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源．人類(lèi)可開(kāi)發(fā)和利用的綠色能源主要有下列幾種：

1．風(fēng)能．

2．水流(河流、潮汐)能．風(fēng)能和水流能是可再生能源．而石油、煤炭是不可再生能源． 3．太陽(yáng)能． 4．氫能源． 5．反物質(zhì)能．

大自然賜給人類(lèi)的綠色能源儲(chǔ)量豐富，只要我們科學(xué)開(kāi)發(fā)、合理利用，必將對(duì)人類(lèi)作出前所未有的貢獻(xiàn)．

課堂小結(jié)

新課程更多地與社會(huì)實(shí)際相聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題．本節(jié)“思考與討論”對(duì)能源問(wèn)題做了討論，這是一個(gè)質(zhì)疑的范例，它引導(dǎo)我們考慮能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性．從物理學(xué)的角度研究宏觀過(guò)程的方向性，在現(xiàn)階段只需用一些簡(jiǎn)單的實(shí)例，讓學(xué)生初步地體會(huì)一下就可以了．例如：摩擦力做功的過(guò)程，要損耗機(jī)械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．在其他的宏觀過(guò)程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個(gè)容器內(nèi)，總會(huì)均勻地混合到一起，但不會(huì)再自發(fā)地分離開(kāi)來(lái)．通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源．

布置作業(yè)

1．教材“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2題．

2．設(shè)想有一間房間，與外界沒(méi)有熱量交換，完全絕熱．房間里有一臺(tái)電冰箱在工作，如果電冰箱的門(mén)是開(kāi)著的，那么，房間里的溫度會(huì)變化嗎？認(rèn)真討論一下，形成書(shū)面材料，與同學(xué)們交流．

板書(shū)設(shè)計(jì) 能量守恒定律與能源

??1.內(nèi)容

一、能量守恒定律?

?2.建立過(guò)程??1.能量耗散?

二、能量耗散?

?2.自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性???1.常規(guī)能源

三、能源?

?2.綠色能源的開(kāi)發(fā)和利用?

活動(dòng)與探究

課題：永動(dòng)機(jī)

目的：通過(guò)具體的能量轉(zhuǎn)化的分析，說(shuō)明永動(dòng)機(jī)不能制造的理由．

內(nèi)容：有人設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個(gè)水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個(gè)水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個(gè)抽水機(jī)和一個(gè)砂輪．他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已，機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了．分析這種裝置的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程并判斷能否制造．

設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本節(jié)重點(diǎn)是讓學(xué)生體會(huì)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與能源危機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的環(huán)保意識(shí)．教學(xué)中通過(guò)大量的實(shí)例，采取開(kāi)放式的教學(xué)形式，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)查找資料，發(fā)表自己對(duì)能量的認(rèn)識(shí)．在能源和能量耗散方面，本教學(xué)設(shè)計(jì)從生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生了解了自然界中熱傳導(dǎo)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移具有方向性，讓學(xué)生了解了能源對(duì)人類(lèi)文明的意義和由能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，引入了可持續(xù)發(fā)展的概念．讓學(xué)生了解了可持續(xù)發(fā)展的含義和意義，能夠從自己做起，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境．

備課資料

一、能量守恒定律的建立過(guò)程

能量守恒定律是建立在自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上的，從16世紀(jì)到18世紀(jì)，經(jīng)過(guò)伽利略、牛頓、惠更斯、萊布尼茨以及伯努利等許多物理學(xué)家的認(rèn)真研究，使動(dòng)力學(xué)得到了較大的發(fā)展，機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想，在這一時(shí)期已經(jīng)萌發(fā).18世紀(jì)末和19世紀(jì)初，各種自然現(xiàn)象之間聯(lián)系相繼被發(fā)現(xiàn)．倫福德和戴維的摩擦生熱實(shí)驗(yàn)否定了熱質(zhì)說(shuō)．把物體內(nèi)能的變化與機(jī)械運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái).1800年發(fā)明伏打電池之后不久，又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和其他的一些電磁現(xiàn)象．這一時(shí)期，電流的化學(xué)效應(yīng)也被發(fā)現(xiàn)，并被用來(lái)進(jìn)行電鍍．在生物學(xué)界，證明了動(dòng)物維持體溫和進(jìn)行機(jī)械活動(dòng)的能量跟它所攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)，自然科學(xué)的這些成就，為建立能量守恒定律作了必要的準(zhǔn)備．

能量守恒定律的最后確定，是在19世紀(jì)中葉由邁爾、焦耳和亥姆霍茲等人完成．德國(guó)醫(yī)生邁爾是從生理學(xué)的角度開(kāi)始對(duì)能量進(jìn)行研究的.1842年，他從“無(wú)不生有，有不變無(wú)”的哲學(xué)觀念出發(fā)，表達(dá)了對(duì)能量轉(zhuǎn)化和守恒思想，他分析了25種能量的轉(zhuǎn)化和守恒現(xiàn)象，成為世界上最先闡述能量守恒思想的人．英國(guó)物理學(xué)家焦耳從1840年到1878年將近40年的時(shí)間里，研究了電流的熱效應(yīng)，壓縮空氣的溫度升高以及電、化學(xué)和機(jī)械作用之間的聯(lián)系，做了400多次實(shí)驗(yàn)，用各種方法測(cè)定了熱和功之間的當(dāng)量關(guān)系，為能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)．在1847年，當(dāng)焦耳宣布他的能量觀點(diǎn)的時(shí)候，德國(guó)學(xué)者亥姆霍茲在柏林也宣讀了同樣課題的論文．在這篇論文里，他分析了化學(xué)能、機(jī)械能、電磁能、光能等不同形式的能的轉(zhuǎn)化和守恒，并且把結(jié)果跟永動(dòng)機(jī)不可能制造成功聯(lián)系起來(lái)，他認(rèn)為不可能無(wú)中生有地創(chuàng)造一個(gè)永久的推動(dòng)力，機(jī)器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．亥姆霍茲在論文里對(duì)能量守恒定律作了一個(gè)清晰、全面而且概括的論述，使這一定律為人們廣泛接受．

在19世紀(jì)中葉，還有一些人也致力于能量守恒的研究．他們從不同的角度出發(fā)，彼此獨(dú)立地研究，卻幾乎同樣發(fā)現(xiàn)了這一偉大的定律．因此，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果．此時(shí)，能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得到了科學(xué)界的普遍承認(rèn)．這一原理指出：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，對(duì)應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式，能量也有不同的形式，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能，熱運(yùn)動(dòng)的內(nèi)能，電磁運(yùn)動(dòng)的電磁能，化學(xué)運(yùn)動(dòng)的化學(xué)能等，他們分別以各種運(yùn)動(dòng)形式特定的狀態(tài)參量來(lái)表示．當(dāng)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化或運(yùn)動(dòng)量發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)系統(tǒng)傳遞給另一個(gè)系統(tǒng)；在轉(zhuǎn)化和傳遞中總能量始終不變．恩格斯曾經(jīng)把能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為“偉大的運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律”，認(rèn)為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一(另兩個(gè)發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞學(xué)說(shuō)，達(dá)爾文的生物進(jìn)化論)．

二、高空的氣溫為什么低

研究大氣現(xiàn)象時(shí)常常用到熱力學(xué)第一定律．通常把溫度、壓強(qiáng)相同的一部分空氣作為研究的對(duì)象，叫做氣團(tuán)，直徑上千米．由于氣團(tuán)很大，邊緣部分和外界的熱交換對(duì)整個(gè)氣團(tuán)沒(méi)有明顯的影響，所以氣團(tuán)的內(nèi)能的增減只等于外界對(duì)它做功或它對(duì)外界做功的多少．

陽(yáng)光烤暖了大地，地面又使得下層的氣團(tuán)溫度升高，密度減小，因而上升．上升時(shí)氣團(tuán)膨脹，推擠周?chē)目諝猓瑢?duì)外做功，因此內(nèi)能減小，溫度降低．所以，越高的地方，空氣的溫度越低．對(duì)于干燥的空氣，大約每升高1 km溫度降低7 ℃.飛機(jī)在萬(wàn)米高空飛行的時(shí)候，艙外氣溫往往在－50 ℃以下．由于機(jī)上有空調(diào)設(shè)備，艙內(nèi)總是溫暖如春．不過(guò)這時(shí)空調(diào)的作用不是使空氣升溫，而是降溫．高空的大氣壓比艙內(nèi)氣壓低，要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣必須使用空氣壓縮機(jī)把空氣從艙外壓進(jìn)來(lái)．在這個(gè)過(guò)程中，空氣壓縮機(jī)對(duì)氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度上升．如果不用空調(diào)，機(jī)艙內(nèi)的溫度可能達(dá)到50 ℃以上！

第五篇：能量守恒定律教案

能量守恒定律教案

(一)教學(xué)目的

1．知道各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的。

2．知道能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。(二)教學(xué)過(guò)程 1．復(fù)習(xí)

通過(guò)這兩章的學(xué)習(xí)，我們初步認(rèn)識(shí)了能量的概念，知道了機(jī)械能和內(nèi)能這兩種形式的能量。（通過(guò)提問(wèn)復(fù)習(xí)能量、機(jī)械能和內(nèi)能的概念）

2．引入新課

我們知道物體的動(dòng)能和熱能，是由物體的機(jī)械能運(yùn)動(dòng)情況決定的能量，內(nèi)能跟物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)。物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)，物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式，由于運(yùn)動(dòng)形式不同，與之相聯(lián)系的能量也不相同。

3．進(jìn)行新課

(1)自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒(méi)有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能，跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

(2)在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（列舉學(xué)生所熟悉的事例，說(shuō)明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運(yùn)動(dòng)的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過(guò)程中能量形式?jīng)]有變。

在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在水力發(fā)電中，水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；在火力發(fā)電廠，燃料燃燒釋放的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化成電能；在核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能；電流通過(guò)電熱器時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的事例同學(xué)們一定能舉出許多，課本圖2-17中畫(huà)出了一些農(nóng)常用的生活、生產(chǎn)設(shè)備。請(qǐng)同學(xué)分析在使用圖中設(shè)備時(shí)能量的轉(zhuǎn)化。

(3)在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能的總量保持不變。大量事實(shí)證明，在普遍存在的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，消耗多少某種形式的能量，就得到多少其他形式的能量。如在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體放出多少熱量（減少多少內(nèi)能），低溫物體就吸收多少熱量（增加多少內(nèi)能）；克服摩擦力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能量，但能量的總量不變。就是說(shuō)某體損失的能量等于幾個(gè)物體得到幾個(gè)物體得到的能量的總和。例如，把燒熱的金屬塊，投到冷水中，冷水，盛水的容器以及周?chē)目諝獾龋家諢崃浚鼈兯盏臒崃靠偤透饘賶K放出的熱量相等。再如水電站里，水從高處流下，損失了機(jī)械能，一方面由于推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)化為電能，一方面水跟水輪機(jī)、管道摩擦而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。那么水的機(jī)械能的損失等于產(chǎn)生的電能和內(nèi)能的總和。

以上規(guī)律是人類(lèi)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐探索，直到19世紀(jì)，才確立了這個(gè)自然界最普遍的定律——能量的轉(zhuǎn)化守恒定律。通常把它表述為：

能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總保持不變。

4．小結(jié)

能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

(1)能量守恒定律普遍適用。在形形色色的自然現(xiàn)象中，只要有能量的轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒規(guī)律。從物理的、化學(xué)的現(xiàn)象到地質(zhì)的、生物的現(xiàn)象，大到宇宙天體的演變，小到原子核內(nèi)部粒子的運(yùn)動(dòng)，都服從能量守恒的規(guī)律。

(2)能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系。自然界的各種現(xiàn)象都不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。電燈發(fā)光跟電流有聯(lián)系，電能轉(zhuǎn)化為光能反映了這種聯(lián)系。植物生長(zhǎng)更不是孤立的，要靠陽(yáng)光進(jìn)行光合作用才能生長(zhǎng)，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能反映了這種聯(lián)系。

(3)能量守恒定律是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要依據(jù)。人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然，就要根據(jù)種種自然現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，能量守恒定律就是人類(lèi)總結(jié)出的規(guī)律之一，而且人類(lèi)認(rèn)識(shí)的其他規(guī)律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科學(xué)家費(fèi)米，在研究β衰變的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，能量不守恒。于是他根據(jù)能量守恒定律大膽預(yù)言了還有一種未發(fā)現(xiàn)的粒子，這就是現(xiàn)在已被科學(xué)界公認(rèn)的中微子。這一事例說(shuō)明了能明守恒定律，已成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要依據(jù)。

(4)能量守恒定律是人類(lèi)利用自然的重要武器。縱觀人類(lèi)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的歷史，也是一部認(rèn)識(shí)能量、利用能量、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的歷史。從原始人鉆木取火，到水能利用；從蒸汽機(jī)發(fā)明，到電能的利用；從太陽(yáng)能，到核能的利用。人類(lèi)總是在認(rèn)識(shí)、利用能源，逐步實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。