第一篇：能量守恒定律與能源教案_物理_教學設計_人教版

第十節 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

【設計理念】 通過對本節課的學習，幫助學生樹立科學的世界觀,形成科學理論是發展的觀念,也為學生能夠在廣闊的知識背景中考慮問題,提高理論聯系實際的能力奠定基礎,使得學生的有關能量的知識結構更加的完善。

【教材分析】 本節內容安排在學習了機械能之后，學生已經有了有關能量轉化的一些圖景，體會到能量概念是對自然現象的抽象和概括。從而從“機械能的轉化與守恒”聯想擴展到“自然界中各種能量在轉化和轉換中總能量守恒”。

【學情分析】

學生通過機械能的學習，已經形成了有關能量轉化的一些圖景，具備了從“機械能的轉化與守恒”聯想擴展到“自然界中各種能量在轉化和轉換中總能量守恒”的基礎。

【教學目標】

1、知識與技能

1．知道能量是一個重要的物理量，知道能量守恒確立的兩類重要事實。2.能應用能量守恒解決一些問題。

3.知道能量耗散，了解自然界中宏觀過程中的能量守恒以及能量轉化和轉移的方向性，認識到提高效率的重要性，4.知道能源短缺和環境惡化是關系到人類社會能否持續發展的重大問題，增強節約能源和環境保護的意識。

2、過程與方法

通過文獻查閱和調查研究的方法、問題討論法

3、情感、態度與價值觀

通過文獻查閱和調查研究的方法，使學生認識到能量守恒定律是人們認識自然的重要工具，能源關系到人類的衣食住行，關系到國家的興旺發達。培養節約能源和環境保護的意識。

【重點難點】

1、教學重點

能量守恒定律、能量的耗散

2、教學難點

能量守恒定律的理解

【教學方法】查閱文獻+調查研究+交流討論

【教學思路】通過學生進行素材的采集和整理，通過上網查詢、資料檢索等形式查找能量守恒定律的形成和建立過程的資料，通過調查訪問的形式搜集生產、生活中與能源有關的材料，對自己獲取的材料進行分析研究，形成自己的觀點和想法，以便在課堂上進行討論交流。

【教學過程】

一、課前準備

A、查找有關能量守恒定律形成和建立過程的資料。

B、通過調查的形式，搜集生產、生活中與能源有關的資料，能弄清楚涉及了那些能量、能量的轉化方向、能量轉化中那些力做工引起了各種形式能量的轉化和轉移。

C、通過獲取素材、整理素材、形成觀點的過程，認真體會能量是更深層次上反映運動和相互作用的本質，能量守恒定律是人類認識自然的重要工具。

二．新課教學 一）能量守恒定律

1、能量形式的多樣性

2、能量的轉化

3、能量守恒定律: 能量既不可會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，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、能源的利用經歷

2、能量耗散 三．教學過程過程

環節

1、各組的調查研究的成果的展示和交流

環節

2、教學過程

問題1：在驗證機械能守恒定律的實驗中，重物帶著紙帶下落時，計算結果發現，減少的重力勢能的值大于增加的動能的值，即機械能的總量在減少．原因就是紙帶和打點計時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? 學生根據所學知識總結歸納：沒有，它轉化成為除機械能外的其他的能量了．

教師引導：它轉化成了機械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類的力外，其他任何力對物體做功使物體的機械能增加或減少的過程，實質上都是其他形式的能與機械能相互 轉化的過程，在轉化的過程中，能的總量是不變的．這是大自然的一條普遍的規律，而機械能守恒定律只是這一條普遍規律的一種特殊情況．

問題2：驗證機械能守恒定律中，減少的機械能轉化為內能．生活中還有很多這樣能量轉化或轉移的例子，同學們能否舉出幾例，并說明其中的能量轉化或轉移過程? 學生舉例：

1、在摩擦生熱的現象中，克服摩擦力做多少功，就有多少機械能轉化成等量的內能

2、通過電流的導線變熱，電能轉化成內能

3、灼熱的燈絲發光，內能轉化成光能

4、燃料燃燒生熱，化學能轉化成內能；

參考案例：

演示實驗1：在一個玻璃容器內放入沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。

思考：小球運動過程中機械能是否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉化情況。演示實驗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，過一段時間，小木塊停止運動。

思考：小木塊運動過程中機械能是否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉化情況。能是狀態量，功是過程量。不同形式的能量之間的轉化是通過做功實現的。做功的過程就是各種形式的能量之間轉化(或轉移)的過程。且做了多少功,就有多少能量發生轉化(或轉移),因此,功是能量轉化的量度。如舉重運動員把重物舉起來,對重物做了功這一過程中,運動員通過做功消耗了體內的化學能,轉化為重物的重力勢能.并且,運動員做了多少功,就有多少化學能轉化為重力勢能。能量的具體值往往無多大意義,我們關心的大多是能量的變化量,能量的變化必須通過做功才能實現,某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯系。

問題3：分析常見力做功與能量轉化的對應關系：

重力做功：

彈力做功：

電流做功：

解答：重力做功：重力勢能和其他能相互轉化；

彈力做功:彈性勢能和其他能相互轉化；

電流做功:電能和機械能等其他形式的能相互轉化；

從上面的例子我們可以看出，能量之間是可以相互轉化或轉移的．以上實驗表明，各種形式的能量可以相互轉化，一種能量減少，必有其他能量增加，一個物體的能量減少，必定其他物體能量增加，能量的總和并沒有變化。這就是我們今天要學習的能量守恒定律。

引導學生閱讀教材，說出能量守恒定律的內容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義。

補充資料：對于能量守恒，科學家進行了長期的探索：1801年，戴維發現了電流的化學效應；1820年，奧斯特發現了電流的磁效應；1821年，塞貝克發現了溫差電現象；1831年，法拉第發現了電磁感應現象；1840年，焦耳發現了電流的熱效應；1842年，邁爾表述了能量守恒定律，并計算出熱功當量的數值；1843年，焦耳測定了熱功當量的數值。從而，確立了電化學、電和磁、電和熱、力和熱等自然現象之間的聯系。1847年，亥姆霍茲在理論上概括和總結了能量守恒定律。??

發現能量守恒定律的歷史表明，能量守恒定律的發現不是偶然的它是人類對自然認識發展到一定階段的產物；除了物理學外，別的學科對能量守恒定律的發現也有貢獻。

師生總結：

1．能量守恒定律的內容：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變． 2．定律的表達式：E初=E終 ?E增=?E減

3．發現能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現形式．

例1：如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質量分別為mA、mB。開始時系統處于靜止狀態?，F用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當B上升距離為h時，B的速度為v。求此過程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g。

解答：由于連結AB繩子在運動過程中未松，故AB有一樣的速度大小，對AB系統，由功能關系有：

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，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小（絕對值）為A，斜面對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。當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變（指末態動能減去初態動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？

解析：根據動能定理，動能的改變等于外力做功的代數和，其中做負功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此

ΔEk=AD；

根據重力做功與重力勢能的關系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此

ΔEp=-C；

滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此

ΔE = A – B – D

教師點評：

⑴能量守恒定律是貫穿整個物理學的基本規律之一,是學習物理學的一條主線。

⑵要分清系統中有多少種形式的能,發生了哪些轉化和轉移.⑶滑動摩擦力與相對距離的乘積在數值上等于系產生的內能、即：Q?FL相對

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式時的兩條基本思路。

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

（結果保留兩位有效數字）4.64?104kJ/kg，飛機長80m，求：⑴飛機撞擊世貿大廈釋放多少能量？

⑵試估算飛機對世貿大廈的平均沖擊力是多大？（設機尾恰好插入大樓）解答: ⑴飛機撞擊世貿大廈釋放的能量等于飛機及汽油的動能與汽油燃燒放出的化學能：

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飛機撞擊世貿大廈時，速度由v0變為零，飛機長80m看作作用距離，所以飛機對世貿

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

?大廈的平均沖擊力為：F?≈1.4×10N

2S2?8012說明:能源和高新技術一旦被恐怖分子所掌握，就會成為人類的災難，紐約世貿大廈就是被飛機攜帶的航空汽油燃燒釋放的化學能而轉化為內能，融化了世貿大廈的鋼結構導致坍塌。世界各國在積極開發和利用能源的同時，也十分注意能源的使用安全問題。問題4：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節約能源?

教師進行情景的引導：勻速的汽車剎車后可以停下來，但是停下來的汽車不能主動運動起來；沙漠沙化后不能自發變成綠洲；打碎的鏡子不能恢復原狀，人死不能復生等，在提示著我們自然界的一些宏觀過程有著一定的方向性。

學生舉例：1、2、3、從上面的例子我們可以看出:在能量的轉化和轉移過程中，能的總量是守恒的，但能量的品質卻降低了，這叫做能量耗散。

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

例4：太陽能的儲存一直是個難題.科學家發現,鹽水湖被太陽曬久了,湖底的濕度會越來越高,并難以通過湖水的對流將熱散發出去，而淡水湖不具備這一特點。根據這一特點,可以利用鹽水湖來儲存太陽能.你能分析這是為什么嗎?你能根據這規律設計出一種儲存太陽能的具體方案嗎？（提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留存湖底不會上浮)解答:在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽能之后，部分水分被蒸發，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在重力作用下下沉，將所吸收的郜分太陽能帶到湖底，使湖底溫度越來越高。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再向上運動，將熱量散失，這就使得太陽能得到儲存。

師生總結：

1、能量耗散：流散的內能無法重新收集起來加以利用的現象叫做能量耗散。

2、能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性。

環節三：布置作業：

1、查閱資料：知道能源的分類及其常規能源的利用帶來的環境問題

2、知道綠色能源有哪些及其我國利用綠色能源的現狀

板書設計

十.機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、能量的轉化

3、能量守恒定律: 能量既不可會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，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、能源的利用經歷

2、能量耗散

第二篇：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

整體設計

本節從能量守恒定律入手，從機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，讓學生感受物理規律得出的歷程，使學生體會科學家不畏艱辛的探索精神.并且指出能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果,展示了科學的和諧美.教材第二部分，能源和能量耗散，從生活實際出發，讓學生了解自然界中熱傳導過程和能量轉化、轉移是有一定方向的，讓學生了解能源對人類文明的意義和由能源帶來的環境問題，引入可持續發展的概念.讓學生認識節約能源，開發新能源與可持續發展的關系，可以讓學生通過查閱相關材料，提出自己的見解.思考怎樣探索和使用未來的理想能源,使學生體會物理學與技術發展的互動關系.建議本節采取開放式的教學形式，讓學生通過預習查找資料，談談自己對能量的認識.特別應該對教材中“思考與討論”欄目中所說的“既然能量是守恒的，不可消滅，為什么我們還要節約能源？”的話題進行討論.在討論中逐漸使學生認識到，能量從更深的層次上反映了物質運動和相互作用的本質.能量守恒定律是人們認識自然的重要工具.能源關系到人們的衣食住行，關系到國家的興旺發達,能源的開發和利用，是關系人類生存和發展的一個重大的社會問題.這一節教學目標的落腳點應放在使學生樹立科學的世界觀、形成可持續發展的意識上.本節課為物理規律與實際生活的結合課程，重點為物理規律與實際問題的辯證關系，課堂教學要大量引用其他相關學科的知識，比如地理、歷史等.教學重點

能量守恒定律的內容.教學難點

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約能源.課時安排

1課時 三維目標 知識與技能

1.了解什么是常規能源，什么是新型能源.2.知道能量轉化和轉移的方向性以及第二類永動機不可能實現.3.通過能量轉化和轉移的方向性，認識提高效率的重要性.4.了解能源與人類生存和社會發展的關系，使學生認識能源的合理利用與環境保護對可持續發展的重要意義.過程與方法

1.通過指導學生分析事例，培養學生分析問題和理論聯系實際的能力.2.通過指導學生閱讀教材，培養學生的自學能力.情感態度與價值觀

1.了解大量的能源消耗帶來的全球性環境問題,樹立環保意識.2.感知我們周圍能源的耗散，樹立節能意識.教學過程

新課導入 情景導入

在20世紀的最后幾分鐘里，一項新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網球館誕生.中國、日本和韓國的62名青年學生成功推倒340多萬張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬張的世界紀錄.這就是“多米諾骨牌效應”，該效應產生的能量是十分巨大的.大不列顛哥倫比亞大學物理學家A.懷特海德曾經制作了一組骨牌，中鴻智業信息技術有限公司

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共13張，第1張最小，長9.53 mm，寬4.76 mm，厚1.19 mm，還不如小手指甲大.以后每張體積擴大1.5倍，這個數據是按照一張骨牌倒下的時候能推倒一張1.5倍體積的骨牌而選定的.最大的第13張長61 mm，寬30.5 mm，厚7.6 mm，把這套骨牌按適當間距排好，輕輕推倒第1張，必然會波及到第13張，第13張骨牌倒下時釋放的能量比第1張牌倒下時整整要擴大20多億倍.而按同樣比例制作的第32張骨牌倒下時釋放的能量將高達1.24×1015J，又擴大了20多億倍.不過，A.懷特海德畢竟未能制作第32張骨牌，因為它將高達415 m，兩倍于紐約帝國大廈.如果真有人制作了這樣一套骨牌，那摩天大廈就會在一指之力下被轟然推倒!

這種巨大的能量從何而來？能量之間又是如何轉化的？

故事導入

在2004年，某雜志報道，一位家住“河南鄭州二七區齊扎閻鄉”，自稱是“新加坡籍華人”“博士、院士、專家委員”名為“梁星人”的一個人，成了當時的網上名人，其原因是他聲稱建成了“宇宙引力能永動機”，并獲得了中國專利（實際上只是申請了專利，還未獲得批準），而且還有一家“海南星人永動機發電廠有限公司”正在生產改永動機裝備的車輛，你分析一下制造這種永動機的可行性.問題導入

我國人均能源占有量只有世界平均值的1/4，解決我國的能源問題的基本方針是：能源開發與節約并重.但有人認為“能量是守恒的”,不需要節約，談一下你對此的看法，并觀察周圍可利用的能源哪些是“綠色的”.新聞導入

2003年12月8日國內某媒體報道了下面的這則消息：這個冬天，對于湖南長沙市的150多萬市民來說，將格外漫長，因為從今年11月30日起，可能一直要持續到明年三月份，這里的市民，將分區分片“享受”每連續供電三天后，停電24小時的“待遇”.《某某晚報》11月27日的報道中，已經赫然出現了商店秉燭營業的景觀.長沙并不是唯一的例子，從今年春天就開始逐漸浮出水面的電力危機，在盛夏季節達到一個短暫的高峰，至今這個陰影仍然揮之不去，影響范圍先后涉及到全國幾乎三分之二的省份，有人戲稱，中國電力市場又退回到了20世紀80年代.僅僅是電力嗎？似乎沒有這么簡單，入秋之后，柴油的緊張狀況，從珠江三角洲到長江三角洲，從福建到浙江，已經形成了一種新的“流行病”，即使在北京地區，限量供應的情況也再次出現，就差沒有“憑票供應”了.同學們思考，為什么會出現能源危機？如何應對？ 推進新課

一、能量守恒定律

問題：在驗證機械能守恒定律的實驗中，重物帶著紙帶下落時，計算結果發現，減少的重力勢能的值大于增加的動能的值，即機械能的總量在減少.原因就是紙帶和打點計時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？

學生根據所學知識總結歸納：沒有，它轉化成為除機械能外的其他的能量了.教師引導：它轉化成了機械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類的力外，其他任何力對物體做功使物體的機械能增加或減少的過程，實質上都是其他形式的能與機械能相互轉化的過程，在轉化的過程中，能的總量是不變的.這是大自然的一條普遍的規律，而機械能守恒定律只是這一條普遍規律的一種特殊情況.問題：驗證機械能守恒定律中，減少的機械能轉化為內能.生活中還有很多這樣能量轉化或轉移的例子，同學們能否舉出幾例，并說明其中的能量轉化或轉移過程? 參考案例：

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??空氣的機械能轉移到柳枝上.1.風吹動柳枝擺動???內能由火爐轉移到冰.2.放在火爐旁的冰融化變熱???電能轉化為光能.3.電流通過燈泡，燈泡發光???光能轉化為化學能.4.植物進行光合作用?思維拓展

課件展示各種圖片，讓學生認真觀察，并說明各種裝置能量的轉化情況.通過圖片展示，讓學生更加形象地感受能量的轉化或轉移過程,為能量守恒定律的提出作準備.學生通過認真觀察圖片并回顧相關知識，歸納總結：

圖1：太陽能電站：太陽能轉化為電能

圖2：內燃機車：內能轉化為機械能 圖3：水電站：機械能轉化為電能

圖4：水果電池：化學能轉化為電能

從上面的例子我們可以看出，能量之間是可以相互轉化或轉移的.引導學生閱讀教材，說出能量守恒定律的內容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義.師生總結：

1.能量守恒定律的內容：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變.2.定律的表達式：E初=E終

ΔE增=ΔE減

3.發現能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現形式.重點說明：該定律是貫穿整個物理學的基本規律之一，是學習物理學的一條主線.在應用中,要分清系統中有多少種形式的能，發生了哪些轉化和轉移.例

一小滑塊放在凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離.若已知在這過程中，拉力F所做的功的大?。ń^對值）為A，斜面對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,當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變（指末態動能減去初態動能）等于多少？滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？

解答：根據動能定理，動能的改變等于外力做功的代數和，其中做負功的有空氣阻力、斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此ΔEk=A-B+C-D； 根據重力做功與重力勢能的關系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此ΔEp=-C； 滑塊機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

問題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節約能源？

情景引導：有些事可以倒過來進行，但有些事情卻是不可能倒過來進行的.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復原成原來完好的樣子,冒起的煤煙和散開

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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.類似的，自然界中自發的能量的轉化和轉移也具有某種方向性.問題：根據上面的提示，能否舉出生活中關于這種方向性的例子，并說明其中能量的變化? 參考案例：

1.草地上滾動的足球，逐漸慢下來，最后靜止,足球不能主動從靜止開始運動.足球的機械能減少，轉化成內能,內能不能自發地轉化為機械能.2.同學們圍著火爐取暖，熱量從高溫的火爐轉移到同學們身上,同學們卻不能利用比自身溫度低的物體取暖.熱能夠自動地從高溫的火爐向人體傳輸卻不能從低溫物體自發地向高溫物體傳輸.師生總結：與熱現象有關的能量轉化過程是具有方向性的.例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產生的熱不可能全部轉化為機械能.在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內，總會均勻地混合到一起，但不會再自發地分離開來.通過實例說明，在能量的轉化和轉移過程中，能的量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象.所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源.閱讀課本，舉例說明自然界能量轉化過程的方向性,如:冰箱制冷、瀑布中水的機械能轉化、噴出的香水、松弛后的發條等.學生交流：自然現象的變化也具有類似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會自發地再變為綠洲.因此人類不僅要珍惜能源和資源，還要自覺地保護自然.總結：能量耗散

1.能量耗散：流散的內能無法重新收集起來加以利用的現象叫做能量耗散.2.能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性.例2 下列判斷正確的是（）A.電流的能不可能全部變為內能

B.在火力發電機中，燃氣的內能不可能全部變為電能 C.熱機中，燃氣內能不可能全部變為機械能

D.在熱傳導中，熱量不可能自發地從低溫物體傳遞給高溫物體

解析：凡與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性，電流的能可全部變為內能（由電流熱效應中的焦耳定律可知），而內能不可能全部變成電流的能.機械能可全部變為內能，而內能不可能全部變成機械能.在熱傳導中，熱量只能自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項B、C、D正確.答案：BCD 閱讀材料：課件展示閱讀材料，讓學生了解能源和環境是兩個全球所關注的問題，能源是現代社會生活的重要物質基礎，而常規能源的有限儲藏量與人類的需求存在矛盾，同時大量消耗常規能源帶來了環境問題，正確地協調和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個人的職責.（一）常規能源

1.能源：凡是能夠提供可利用能量的物質統稱為能源.2.常規能源：人們把煤、石油、天然氣叫做常規能源，人類消耗的能量主要是常規能源.3.常規能源的儲藏是有限的.4.常規能源的大量消耗帶來了環境問題.（1）溫室效應：溫室效應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.石油和煤炭燃燒時產生二氧化碳.（2）酸雨：大氣中酸性污染物質，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨.煤炭中含有較多的硫，燃燒時產生二氧化硫等物質.中鴻智業信息技術有限公司

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（3）光化學煙霧：氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈的紫外線照射后產生的二次污染物質——光化學煙霧，主要成分是臭氧.另外常規能源燃燒時產生的浮塵也是一種污染.常規能源的大量消耗所帶來的環境污染既損害人體健康，又影響動植物的生長，損壞建筑物及文物古跡，嚴重時可改變大氣的性質,使生態受到破壞.（二）綠色能源的開發和利用

常規能源的短缺和利用常規能源帶來的環境污染，使得新能源的開發成為當務之急.綠色能源：在釋放能量或能量轉化過程中對環境不造成污染的能源叫綠色能源.人類可開發和利用的綠色能源主要有下列幾種： 1.風能.2.水流（河流、潮汐）能.風能和水流能是可再生能源.而石油、煤炭是不可再生能源.3.太陽能.4.氫能源.5.反物質能.大自然賜給人類的綠色能源儲量豐富，只要我們科學開發、合理利用，必將對人類作出前所未有的貢獻.課堂小結

新課程更多地與社會實際相聯系，鼓勵學生提出問題.本節“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質疑的范例，它引導我們考慮能量轉化和轉移的方向性.從物理學的角度研究宏觀過程的方向性，在現階段只需用一些簡單的實例，讓學生初步地體會一下就可以了.例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產生的熱不可能全部轉化為機械功.在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內，總會均勻地混合到一起，但不會再自發地分離開來.通過實例說明，在能量的轉化和轉移過程中，能量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象.所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源.布置作業

1.教材“問題與練習”第1、2題.2.設想有一間房間，與外界沒有熱量交換，完全絕熱.房間里有一臺電冰箱在工作，如果電冰箱的門是開著的，那么，房間里的溫度會變化嗎？認真討論一下，形成書面材料，與同學們交流.板書設計 能量守恒定律與能源

?1.內容

一、能量守恒定律??2.建立過程

二、能量耗散??1.能量耗散自然界中的宏觀過程具?2.有方向性

?1.常規能源

三、能源??2.綠色能源的開發和利用

活動與探究

課題：永動機

目的：通過具體的能量轉化的分析，說明永動機不能制造的理由.中鴻智業信息技術有限公司

http://www.tmdps.cn 或http://www.tmdps.cn

內容：有人設計了這樣一臺“永動機”：距地面一定高度架設一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機，水輪機的軸上安裝一個抽水機和一個砂輪.他指望抽水機把地面水槽里的水抽上去，這樣循環不已，機器不停地轉動，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化過程并判斷能否制造.習題詳解

1.解答：家用電飯鍋是把電能轉化為內能；洗衣機是把電能轉化為動能，等等.2.解答：（1）依題意可知，三峽水庫第二期蓄水后，用于發電的水流量為： 1.35×104m3/s-3 500 m3/s=10 000 m3/s，每秒鐘轉化為電能的是：mgh×20％=ρVgh×20％=1.0×103×1.0×104×10×135×20％ J/s =2.7×109J/s 發電功率最大是2.7×109 W=2.7×106 kW.(2)設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用1 kW的電，我們平均每家同時用電0.5 kW，則三峽發電站能供給

2.9?100.56=5.4×106戶用電，人口數為3×5.4×106=16.2×106人，即可供16個百萬人口城市的生活用電.設計點評

本節重點是讓學生體會能量守恒定律的發現過程與能源危機，培養學生節約能源、保護環境的環保意識.教學中通過大量的實例，采取開放式的教學形式，讓學生通過預習查找資料，發表自己對能量的認識.在能源和能量耗散方面，本教學設計從生活實際出發，讓學生了解了自然界中熱傳導過程和能量轉化、轉移具有方向性，讓學生了解了能源對人類文明的意義和由能源帶來的環境問題，引入了可持續發展的概念.讓學生了解了可持續發展的含義和意義，能夠從自己做起，節約資源，保護環境.中鴻智業信息技術有限公司

第三篇：高中物理7.10《能量守恒定律與能源》教學設計

能量守恒定律與能源

整體設計

本節從能量守恒定律入手，從機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，讓學生感受物理規律得出的歷程，使學生體會科學家不畏艱辛的探索精神．并且指出能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果，展示了科學的和諧美．教材第二部分，能源和能量耗散，從生活實際出發，讓學生了解自然界中熱傳導過程和能量轉化、轉移是有一定方向的，讓學生了解能源對人類文明的意義和由能源帶來的環境問題，引入可持續發展的概念．讓學生認識節約能源，開發新能源與可持續發展的關系，可以讓學生通過查閱相關材料，提出自己的見解．思考怎樣探索和使用未來的理想能源，使學生體會物理學與技術發展的互動關系．

建議本節采取開放式的教學形式，讓學生通過預習查找資料，談談自己對能量的認識．特別應該對教材中“思考與討論”欄目中所說的“既然能量是守恒的，不可消滅，為什么我們還要節約能源？”的話題進行討論．在討論中逐漸使學生認識到，能量從更深的層次上反映了物質運動和相互作用的本質．能量守恒定律是人們認識自然的重要工具．能源關系到人們的衣食住行，關系到國家的興旺發達，能源的開發和利用，是關系人類生存和發展的一個重大的社會問題．這一節教學目標的落腳點應放在使學生樹立科學的世界觀、形成可持續發展的意識上．本節課為物理規律與實際生活的結合課程，重點為物理規律與實際問題的辯證關系，課堂教學要大量引用其他相關學科的知識，比如地理、歷史等．

教學重點

能量守恒定律的內容． 教學難點

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約能源． 課時安排

1課時

三維目標

知識與技能

1．了解什么是常規能源，什么是新型能源．

2．知道能量轉化和轉移的方向性以及第二類永動機不可能實現． 3．通過能量轉化和轉移的方向性，認識提高效率的重要性．

4．了解能源與人類生存和社會發展的關系，使學生認識能源的合理利用與環境保護對可持續發展的重要意義．

過程與方法 1．通過指導學生分析事例，培養學生分析問題和理論聯系實際的能力． 2．通過指導學生閱讀教材，培養學生的自學能力． 情感、態度與價值觀

1．了解大量的能源消耗帶來的全球性環境問題，樹立環保意識． 2．感知我們周圍能源的耗散，樹立節能意識．

教學過程

導入新課

情景導入

在20世紀的最后幾分鐘里，一項新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網球館誕生．中國、日本和韓國的62名青年學生成功推倒340多萬張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬張的世界紀錄．這就是“多米諾骨牌效應”，該效應產生的能量是十分巨大的．大不列顛哥倫比亞大學物理學家A.懷特海德曾經制作了一組骨牌，共13張，第1張最小，長9.53 mm，寬4.76 mm，厚1.19 mm，還不如小手指甲大．以后每張體積擴大1.5倍，這個數據是按照一張骨牌倒下的時候能推倒一張1.5倍體積的骨牌而選定的．最大的第13張長61 mm，寬30.5 mm，厚7.6 mm，把這套骨牌按適當間距排好，輕輕推倒第1張，必然會波及第13張，第13張骨牌倒下時釋放的能量比第1張牌倒下時整整要擴大20多億倍．而按同樣比例制作的第32張骨牌倒下時釋放的能量將高達1.24×1015 J，又擴大了20多億倍．不過，A.懷特海德畢竟未能制作第32張骨牌，因為它將高達415 m，兩倍于紐約帝國大廈．如果真有人制作了這樣一套骨牌，那摩天大廈就會在一指之力下被轟然推倒！

這種巨大的能量從何而來？能量之間又是如何轉化的？

故事導入

在2004年，某雜志報道，一位家住“河南鄭州二七區齊扎閻鄉”，自稱是“新加坡籍華人”“博士、院士、專家委員”名為“梁星人”的人，成了當時的網上名人，其原因是他聲稱建成了“宇宙引力能永動機”，并獲得了中國專利(實際上只是申請了專利，還未獲得批準)，而且還有一家“海南星人永動機發電廠有限公司”正在生產改永動機裝備的車輛，你分析一下制造這種永動機的可行性．

問題導入

我國人均能源占有量只有世界平均值的1/4，解決我國的能源問題的基本方針是：能源開發與節約并重．但有人認為“能量是守恒的”，不需要節約．談一下你對此的看法，并觀察周圍可利用的能源哪些是“綠色的”．

新聞導入

2003年12月8日國內某媒體報道了下面的這則消息：這個冬天，對于湖南長沙市的150多萬市民來說，將格外漫長，因為從今年11月30日起，可能一直要持續到明年三月份，這里的市民，將分區分片“享受”每連續供電三天后，停電24小時的“待遇”．《某某晚報》11月27日的報道中，已經赫然出現了商店秉燭營業的景觀．

長沙并不是唯一的例子，從今年春天就開始逐漸浮出水面的電力危機，在盛夏季節達到一個短暫的高峰，至今這個陰影仍然揮之不去，影響范圍先后涉及全國幾乎三分之二的省份，有人戲稱，中國電力市場又退回到了20世紀80年代．

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

同學們思考，為什么會出現能源危機？如何應對？ 推進新課

一、能量守恒定律

問題：在驗證機械能守恒定律的實驗中，重物帶著紙帶下落時，計算結果發現，減少的重力勢能的值大于增加的動能的值，即機械能的總量在減少．原因就是紙帶和打點計時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？

學生根據所學知識總結歸納：沒有，它轉化成為除機械能外的其他的能量了．

教師引導：它轉化成了機械能外的其他形式的能量，除重力、彈力之類的力外，其他任何力對物體做功使物體的機械能增加或減少的過程，實質上都是其他形式的能與機械能相互轉化的過程，在轉化的過程中，能的總量是不變的．這是大自然的一條普遍的規律，而機械能守恒定律只是這一條普遍規律的一種特殊情況．

問題：驗證機械能守恒定律中，減少的機械能轉化為內能．生活中還有很多這樣能量轉化或轉移的例子，同學們能否舉出幾例，并說明其中的能量轉化或轉移過程？

參考案例：

1．風吹動柳枝擺動―→空氣的機械能轉移到柳枝上． 2．放在火爐旁的冰融化變熱―→內能由火爐轉移到冰． 3．電流通過燈泡，燈泡發光―→電能轉化為光能． 4．植物進行光合作用―→光能轉化為化學能． 思維拓展

課件展示各種圖片，讓學生認真觀察，并說明各種裝置能量的轉化情況．通過圖片展示，讓學生更加形象地感受能量的轉化或轉移過程，為能量守恒定律的提出作準備．

學生通過認真觀察圖片并回顧相關知識，歸納總結：

圖1：太陽能電站：太陽能轉化為電能 圖2：內燃機車：內能轉化為機械能 圖3：水電站：機械能轉化為電能

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

引導學生閱讀教材，說出能量守恒定律的內容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義．

師生總結：

1．能量守恒定律的內容：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變．

2．定律的表達式：E初＝E終，ΔE增＝ΔE減

3．發現能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現形式．

重點說明：該定律是貫穿整個物理學的基本規律之一，是學習物理學的一條主線．在應用中，要分清系統中有多少種形式的能，發生了哪些轉化和轉移．

1一小滑塊放在凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離．若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小(絕對值)為A，斜面對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，當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變(指末態動能減去初態動能)等于多少？滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能(指動能與重力勢能之和)的改變等于多少？

解析：根據動能定理，動能的改變等于外力做功的代數和，其中做負功的有空氣阻力、斜面對滑塊的作用力的功(因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；

根據重力做功與重力勢能的關系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此ΔEp＝－C； 滑塊機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：見解析

二、能源和能量耗散

問題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節約能源？

情景引導：有些事可以倒過來進行，但有些事情卻是不可能倒過來進行的．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復原成原來完好的樣子，冒起的煤煙和散開的炭灰不可能重新組合成一堆煤炭．類似的，自然界中自發的能量的轉化和轉移也具有某種方向性．

問題：根據上面的提示，能否舉出生活中關于這種方向性的例子，并說明其中能量的變化？

參考案例：

1．草地上滾動的足球，逐漸慢下來，最后靜止，足球不能主動從靜止開始運動． 足球的機械能減少，轉化成內能，內能不能自發地轉化為機械能．

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

熱能夠自動地從高溫的火爐向人體傳輸卻不能從低溫物體自發地向高溫物體傳輸． 師生總結：與熱現象有關的能量轉化過程是具有方向性的．例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產生的熱不可能全部轉化為機械能．在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內，總會均勻地混合到一起，但不會再自發地分離開來．通過實例說明，在能量的轉化和轉移過程中，能的總量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源．

閱讀課本，舉例說明自然界能量轉化過程的方向性，如：冰箱制冷、瀑布中水的機械能轉化、噴出的香水、松弛后的發條等．

學生交流：自然現象的變化也具有類似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會自發地再變為綠洲．因此人類不僅要珍惜能源和資源，還要自覺地保護自然．

總結：能量耗散

1．能量耗散：流散的內能無法重新收集起來加以利用的現象叫做能量耗散． 2．能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性． 2下列判斷正確的是（）． A．電流的能不可能全部變為內能

B．在火力發電機中，燃氣的內能不可能全部變為電能 C．熱機中，燃氣內能不可能全部變為機械能

D．在熱傳導中，熱量不可能自發地從低溫物體傳遞給高溫物體

解析：凡與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性，電流的能可全部變為內能(由電流熱效應中的焦耳定律可知)，而內能不可能全部變成電流的能．機械能可全部變為內能，而內能不可能全部變成機械能．在熱傳導中，熱量只能自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項B、C、D正確．

答案：BCD 閱讀材料：課件展示閱讀材料，讓學生了解能源和環境是兩個全球所關注的問題，能源是現代社會生活的重要物質基礎，而常規能源的有限儲藏量與人類的需求存在矛盾，同時大量消耗常規能源帶來了環境問題，正確地協調和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個人的職責．

(一)常規能源

1．能源：凡是能夠提供可利用能量的物質統稱為能源．

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

4．常規能源的大量消耗帶來了環境問題．(1)溫室效應：溫室效應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．石油和煤炭燃燒時產生二氧化碳．

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

(3)光化學煙霧：氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈的紫外線照射后產生的二次污染物質——光化學煙霧，主要成分是臭氧．

另外常規能源燃燒時產生的浮塵也是一種污染．

常規能源的大量消耗所帶來的環境污染既損害人體健康，又影響動植物的生長，損壞建筑物及文物古跡，嚴重時可改變大氣的性質，使生態受到破壞．

(二)綠色能源的開發和利用

常規能源的短缺和利用常規能源帶來的環境污染，使得新能源的開發成為當務之急． 綠色能源：在釋放能量或能量轉化過程中對環境不造成污染的能源叫綠色能源．人類可開發和利用的綠色能源主要有下列幾種：

1．風能．

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

大自然賜給人類的綠色能源儲量豐富，只要我們科學開發、合理利用，必將對人類作出前所未有的貢獻．

課堂小結

新課程更多地與社會實際相聯系，鼓勵學生提出問題．本節“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質疑的范例，它引導我們考慮能量轉化和轉移的方向性．從物理學的角度研究宏觀過程的方向性，在現階段只需用一些簡單的實例，讓學生初步地體會一下就可以了．例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產生的熱不可能全部轉化為機械能．在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內，總會均勻地混合到一起，但不會再自發地分離開來．通過實例說明，在能量的轉化和轉移過程中，能量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源．

布置作業

1．教材“問題與練習”第1、2題．

2．設想有一間房間，與外界沒有熱量交換，完全絕熱．房間里有一臺電冰箱在工作，如果電冰箱的門是開著的，那么，房間里的溫度會變化嗎？認真討論一下，形成書面材料，與同學們交流．

板書設計 能量守恒定律與能源

??1.內容

一、能量守恒定律?

?2.建立過程??1.能量耗散?

二、能量耗散?

?2.自然界中的宏觀過程具有方向性???1.常規能源

三、能源?

?2.綠色能源的開發和利用?

活動與探究

課題：永動機

目的：通過具體的能量轉化的分析，說明永動機不能制造的理由．

內容：有人設計了這樣一臺“永動機”：距地面一定高度架設一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機，水輪機的軸上安裝一個抽水機和一個砂輪．他指望抽水機把地面水槽里的水抽上去，這樣循環不已，機器不停地轉動，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化過程并判斷能否制造．

設計點評

本節重點是讓學生體會能量守恒定律的發現過程與能源危機，培養學生節約能源、保護環境的環保意識．教學中通過大量的實例，采取開放式的教學形式，讓學生通過預習查找資料，發表自己對能量的認識．在能源和能量耗散方面，本教學設計從生活實際出發，讓學生了解了自然界中熱傳導過程和能量轉化、轉移具有方向性，讓學生了解了能源對人類文明的意義和由能源帶來的環境問題，引入了可持續發展的概念．讓學生了解了可持續發展的含義和意義，能夠從自己做起，節約資源，保護環境．

備課資料

一、能量守恒定律的建立過程

能量守恒定律是建立在自然科學發展的基礎上的，從16世紀到18世紀，經過伽利略、牛頓、惠更斯、萊布尼茨以及伯努利等許多物理學家的認真研究，使動力學得到了較大的發展，機械能的轉化和守恒的初步思想，在這一時期已經萌發.18世紀末和19世紀初，各種自然現象之間聯系相繼被發現．倫福德和戴維的摩擦生熱實驗否定了熱質說．把物體內能的變化與機械運動聯系起來.1800年發明伏打電池之后不久，又發現了電流的熱效應、磁效應和其他的一些電磁現象．這一時期，電流的化學效應也被發現，并被用來進行電鍍．在生物學界，證明了動物維持體溫和進行機械活動的能量跟它所攝取的食物的化學能有關，自然科學的這些成就，為建立能量守恒定律作了必要的準備．

能量守恒定律的最后確定，是在19世紀中葉由邁爾、焦耳和亥姆霍茲等人完成．德國醫生邁爾是從生理學的角度開始對能量進行研究的.1842年，他從“無不生有，有不變無”的哲學觀念出發，表達了對能量轉化和守恒思想，他分析了25種能量的轉化和守恒現象，成為世界上最先闡述能量守恒思想的人．英國物理學家焦耳從1840年到1878年將近40年的時間里，研究了電流的熱效應，壓縮空氣的溫度升高以及電、化學和機械作用之間的聯系，做了400多次實驗，用各種方法測定了熱和功之間的當量關系，為能量守恒定律的發現奠定了堅實的實驗基礎．在1847年，當焦耳宣布他的能量觀點的時候，德國學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，他分析了化學能、機械能、電磁能、光能等不同形式的能的轉化和守恒，并且把結果跟永動機不可能制造成功聯系起來，他認為不可能無中生有地創造一個永久的推動力，機器只能轉化能量，不能創造和消滅能量．亥姆霍茲在論文里對能量守恒定律作了一個清晰、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，彼此獨立地研究，卻幾乎同樣發現了這一偉大的定律．因此，能量守恒定律的發現是科學發展的必然結果．此時，能量轉化和守恒定律得到了科學界的普遍承認．這一原理指出：自然界的一切物質都具有能量，對應于不同的運動形式，能量也有不同的形式，如機械運動的動能和勢能，熱運動的內能，電磁運動的電磁能，化學運動的化學能等，他們分別以各種運動形式特定的狀態參量來表示．當運動形式發生變化或運動量發生轉移時，能量也從一種形式轉化為另一種形式，從一個系統傳遞給另一個系統；在轉化和傳遞中總能量始終不變．恩格斯曾經把能量轉化和守恒定律稱為“偉大的運動基本規律”，認為它的發現是19世紀自然科學的三大發現之一(另兩個發現是細胞學說，達爾文的生物進化論)．

二、高空的氣溫為什么低

研究大氣現象時常常用到熱力學第一定律．通常把溫度、壓強相同的一部分空氣作為研究的對象，叫做氣團，直徑上千米．由于氣團很大，邊緣部分和外界的熱交換對整個氣團沒有明顯的影響，所以氣團的內能的增減只等于外界對它做功或它對外界做功的多少．

陽光烤暖了大地，地面又使得下層的氣團溫度升高，密度減小，因而上升．上升時氣團膨脹，推擠周圍的空氣，對外做功，因此內能減小，溫度降低．所以，越高的地方，空氣的溫度越低．對于干燥的空氣，大約每升高1 km溫度降低7 ℃.飛機在萬米高空飛行的時候，艙外氣溫往往在－50 ℃以下．由于機上有空調設備，艙內總是溫暖如春．不過這時空調的作用不是使空氣升溫，而是降溫．高空的大氣壓比艙內氣壓低，要使艙內獲得新鮮空氣必須使用空氣壓縮機把空氣從艙外壓進來．在這個過程中，空氣壓縮機對氣體做功，使氣體的內能增加，溫度上升．如果不用空調，機艙內的溫度可能達到50 ℃以上！

第四篇：能量守恒定律與能源說課

能量守恒定律與能源

1．學生現狀：

學生已經在前面學習了什么是功，機械能守恒及動能定理，但知識范圍僅限于勢能、動能及機械能所做的功，這在現實的生活中是不具備普遍性的，所以要學習能量守恒定律。2．教材簡介：

能量守恒定律及能源這部分知識是機械能守恒的延伸，但不是本章的重點知識，所以放在第八章的最后一節。主要內容是能量守恒定律及能源消耗，重點是能量守恒定律。本節特點通過生活中的一些實例一點點的將能量守恒定律的內容引出，并介紹該定律被總結概括所經歷的艱難過程。緊接著介紹了能量耗散，說明能量轉化的方向性，也將能量守恒與人類生活緊密相連，呼吁大家節約能源。3．教學目標：

1、知識與能力目標：

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．

2、過程與方法目標：

通過對生活中能量轉化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義．

3、情感態度價值觀目標：

1．用能量的觀點分析問題應該深入學生的心中，因為這是最本質的分析方法．

2．感知我們周圍能源的耗散，樹立節能意識． 4．教學難點與重點：

教學重點

1．能量守恒定律的內容．

2．應用能量守恒定律解決問題．

教學難點

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

探究：通過兩個小實驗，同學們自己動手，觀察思考發現其中的規律并總結。

講授：將學生的回答凝練總結，同學著重分析本節重點內容，加深對重點知識的理解。討論：提問一些小問題，或給出一些材料，學生們討論得出結果，老師予以適當點評修改。

練習：布置一些練習題下課做鞏固著捷克所學知識點。6．教學程序：（1）導入新課

通過幾個圖片把同學們引入到今天所要學的內容上來。同時也激發了學習興趣，使更容易展開講課。（2）新課教學

1． 通過幾個實驗是大家明白機械能守恒定律在自然界中不具有普遍性，需要學習新內容；

2． 帶著問題的思考，同學們自行學習本節內容，以此來提高同學們的自學能力； 3． 闡述出能量守恒定律，分析這則定律；

4． 學生自學能源內容，通過幾個問題引出能量轉化的方向性； 5． 通過性小短片使同學們認識到節約能源對人類生存的重要性。（3）鞏固與聯系

為使學生所學識是具有穩定性，使知識順利遷移，為節約時間，分析了一道小練習題，即：

下列對能的轉化和守恒定律的認識正確的是???????????（）

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力而持續對外做功的機器——永動機是不可能制成的 D。石子從空中落下，最后慘止在地面上，說明機械能消失了

解析；能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉化和轉移過程中的守恒．在不同形式的能量間發生轉化，在不同的物體間發生轉移．不需要任何外界動力而持續對外做功的機器是違背能量守恒定律的，是永遠不可能制成的．機械能轉化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不會消失的．

A選項是指不同形式的能量間在轉化，轉化過程中是守恒的．B選項是指能量在不同的物體間發生轉移，轉移過程中是守恒的．這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉化與轉移．任何永動機都是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，所以ABC正確．D選項中石子的機械能在變化，比如受空氣阻力作用，機械能可能要減少，但機械能并沒有消失，能量守恒定律表明能量既不能創生，也不能消失．故D是錯的．

說明：此題考查能量守恒定律的理解，以及對水動機的認識，凡是違背能量守恒定律的永動機是永遠不能制成的．（4）布置作業

為使學生們將所學知識與實際生活相聯系，布置了如下作業： 這里準備了一個關于節約能源的小短片，大家看后下課結合今天所學知識，寫一篇簡短的觀后感言，這是給大家留得作業。

另外也布置了教材上的課后題。7． 板書設計：

由于本節內容是實驗，講授為主，所以半數之將學習框架和重點內容羅列出來，即：

10．能量守恒定律與能源

一、能量守恒定律

1.能量：一個物體做了功，就說物體具有能量。2．內容：能量既不會消滅，也不會創生；

它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另外一個物體；

而在轉化和轉移的過程中，能量的總和保持不變．

3．定律建立過程．

二、能源和能量耗散

1．內容：能量轉化具有方向性． 2．節約能源的重要意義．

8．小結：

新課程更多地與社會實際相聯系，鼓勵學生提出問題．本節“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質疑的范例．它引導我們考慮能量轉化和轉移的方向性．從物理學的角度研究宏觀過程的方向性，在現階段只需用一些簡單的實例，讓學生初步地體會一下就可以了．通過實例說明．在能量的轉化和轉移過程中，能量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源．

第五篇：九年級物理 第十七章 能源與可持續發展1、能源家族教案 人教新課標版

第十七章 能源與可持續發展

第一節 能源家族

? 教材分析 屬于可再生資源。初步知道能源的分類和解本節教材是從能源知識的普及教育出決能源問題的重要性及主要出路。發寫的，是同學們對人類開發和利用能源這一關系到人類生存與發展的重大社會問題獲得初步的認識。由于各種能源的廣泛利用，促進了社會的巨大進步，伴隨著這種進步，人類對能源的需求越來越大，因此，石油危機與能源的有效利用便成了解決能源問題的重要出路之一。本章節通過舉例引出能源的概念，介紹室友是世界上許多國家的主要能源，以及能源的分類，由此，過度到能源問題引發的能源科學的崛起。其中對化石能源、一次能源、二次能源、再生能源、不可再生能源等概念作了介紹。? 教學目標 知識與能力

了解能源、一次能源、二次能源、生物質能的概念。知道哪些屬于不可再生資源，哪些? 教師活動 課前活動

布置學生課前利用書籍、網絡等手機下列資料： ①我們生活中常用的能源。②世界能源的發展情況。

引入新課

通過播放多媒體課件，讓學生體驗生活中豐富的物理知識。

進行新課

參與學生小組的討論活動，在小組

? 學生活動

課外利用各種工具收集相關資料、信息。

觀看、思考。

體現從生活走向物理。

把課前收集得到

? 說明

布置安排學生收集信息，充分發揮學生學習的主動性，把學生延伸到課外和生活中，豐富學生學習方式，校內校外想配合。

（用多媒體引入）播放開采

用心

愛心

專心

過程與方法

①通過舉例列舉數據的方法，了解能源的種類及發展趨勢。②閱讀、討論、講授配合進行。

情感態度與價值觀

①初步認識能源對人類社會發展具有巨大的促進作用。

②培養學生的求職欲，使學生樂于探究，并初步具有解決問題的能力，提高學習物理的興趣。

? 教學設計

煤炭石油三峽水電站大亞灣核電站以及日常生活中燒飯、取暖、照明等有關能量的多媒體課件

間巡看，引導學生思考、討論、交流。

與學生一起總結歸納能源的概念。讓學生弄清什么是一次能源、二次能源。提出問題。用圖表方法進行比較，引出能源的供求矛盾后，從而使學生知道世界能源消耗量迅速增長，人類必須節約能源。

概括歸納不可再生能源可再生能源概念。分析，知道學生進行探究。

引導學生總結。批改、解答。的資料拿出來，分小組討論、交流，合作學習。學生小組討論學習成果并分析、歸納、發言，帶著問題閱讀課本相關內容，積極思考，舉手發言，并提出自己的建議。

認真閱讀、積極思考。積極思考本節學習的過程知識和方法。? 教案案例

學 校：常德市城北中學 主講老師：朱榮華

授課班級：九年級(8)班 人 數：42人

授課準備：多媒體課件、圖表

看書，回顧本章節所學內容。

一、能源的概念

請同學們把課前收集的資料拿出來，分小組討論交流。

二、能源的分類

從產生方式分為一次能源和二次能源。化石能和生物質能。不可再生資源、可再生資源。

三、學生閱讀：石油危機和能源科學

四、小結

五、布置作業

①課本“動手動腦學物理”。②學出能源分類法。

時間的地質變遷形成的，所以稱為化石能源。像化石能源一樣，水能、風能、太陽能、地熱能以及核能是可以直接從自然界獲取的能源，叫做一次能源。（板書）

師：一次能源是自然界直接提供的能源。電燈、電視機等都用電能，電能是哪里來的呢？請同學們思考回答。

生：電廠把煤油、石油等燃料化為電能。師：我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的餓消耗才能得到，所以稱為二次能源。（板書）生：（紛紛取出）師：我們能不能將這些能源分類，請分組討論。

生：（同學們參考資料及課本的分類方法討論，歸納）

師：同學們請注意，化石能源和生物質能不屬于這些分類（根據同學們的分類指出問題），只是它們的來源有些特殊。化石能源的形成像化石的形成那樣需要千百萬年。人類的生活中還廣泛運用食物等生命物質中儲存的化學能。這類由生命物質提供的能量稱為生物質能。（板書）師：現在我們大量使用二次能源—電能，但實際消耗的還是轉化電能的一次能源。人類生活的日益現代化以及人口增長等，是能量消耗的增長趨勢十分明顯，我國目前利用能源中的90﹪是煤和石油。煤和石油是有限的，會不會出現“能源危機”呢？人類能不能解決這個問題呢？

生：因為煤和石油越來越少，人類可能要出課前活動：布置學生課前利用手邊的一切資料收集下列信息：1我們生活中常用的能源。2現階段世界能源發展情況。教學過程

播放開采煤炭、石油，三峽水電站、大亞灣核電站，以及日常生活中燒飯、取暖、照明等有關能量的多媒體課件。

師：同學們每天都要吃飯、喝水用什么來煮飯呢？

生：煤氣、煤、天然氣??

師：同學們說得對，把生米做成熟飯需要能量。煤氣、天然氣等燃燒時都提供能量，那么要開動汽車、火車交通工具需要需要消耗什么呢？

生：汽油柴油

師：對，汽車、柴油燃燒時也能提供能量，同學們再想想，江河里的水流能不能提供能量呢？

生：能，水流可以推動船前進。師：對，水流還可以推動水輪機轉動。同樣，流動的空氣—風也有能量，風能推動風車做功。像煤、石油、天然氣又是從哪里來的呢？ 生：從地下開采出來的。（搶答）

師：地下這些東西又是從哪里來的呢？煤、石油、天然氣都是古代的生物植物經過長久

用心

愛心

專心

現能源危機。

生：人們可以尋找新的能源。

師：同學們知道煤、石油、天然氣等化石燃料是古代生長的植物經過長時間的地質變遷而形成的，化石能源核能會越來越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源。而水的動能、風能、太陽能、生物質能可以在自然界里源源不斷地得到，所以它們屬于可再生能源。（板書）師：開發和利用資源是人類解決能源問題的主要出路。我國雖然蘊藏著豐富的煤炭資源，新油田也不斷被發現，但是我國人口眾多，消耗巨大，能源問題是不是應該引起人們的重視呢？請大家看課本STS“石油危機和能源科學”。生：（安靜看書。）課堂小結 師：好，大部分同學都看完了，請大家討論，本節你學到了什么？

生：(積極思考，認真討論）

布置作業

將“動手動腦學物理”第2題做在書上。

用心

愛心 專心3