能量守恒定律与能源教案

能量守恒定律与能源

1．学生现状：

学生已经在前面学习了什么是功，机械能守恒及动能定理，但知识范围仅限于势能、动能及机械能所做的功，这在现实的生活中是不具备普遍性的，所以要学习能量守恒定律。

2．教材简介：

能量守恒定律及能源这部分知识是机械能守恒的延伸，但不是本章的重点知识，所以放在第八章的最后一节。主要内容是能量守恒定律及能源消耗，重点是能量守恒定律。

本节特点通过生活中的一些实例一点点的将能量守恒定律的内容引出，并介绍该定律被总结概括所经历的艰难过程。紧接着介绍了能量耗散，说明能量转化的方向性，也将能量守恒与人类生活紧密相连，呼吁大家节约能源。

3．教学目标：

1、知识与能力目标：

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．

2、过程与方法目标：

通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义．

3、情感态度价值观目标：

1．用能量的观点分析问题应该深入学生的心中，因为这是最本质的分析方法．

2．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识．

4．教学难点与重点：

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． 理解能量守恒定律的确切含义．

2． 能量转化的方向性．

5．教学方法：

探究：通过两个小实验，同学们自己动手，观察思考发现其中的规律并总结。

讲授：将学生的回答凝练总结，同学着重分析本节重点内容，加深对重点知识的理解。

讨论：提问一些小问题，或给出一些材料，学生们讨论得出结果，老师予以适当点评修改。

练习：布置一些练习题下课做巩固着捷克所学知识点。

6．教学程序：

（1）导入新课

通过几个图片把同学们引入到今天所要学的内容上来。同时也激发了学习兴趣，使更容易展开讲课。

（2）新课教学

1． 通过几个实验是大家明白机械能守恒定律在自然界中不具有普遍性，需要学习新内容；

2． 带着问题的思考，同学们自行学习本节内容，以此来提高同学们的自学能力；

能量守恒定律与能源

【教学目标】

知识与技能

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。

过程与方法

通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义

情感、态度与价值观

感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。

【教学重点】

能量守恒定律的内容。

【教学难点】

理解能量守恒定律的确切含义。

【教学课时】

1课时

【自主学习】

1能量

(1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这个物体具有 。如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功.因此都具有能量。

(2〕形式：能量有各种不同的形式。运动的物体具有 ;被举高的重物具有 ;发生弹性形变的物体具有 ;由大量粒子构成的系统具有 。另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。

不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ;内能与大量微观粒子的 相对应

(3)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中

保持不变。也就是说当某个物体的能量 时,一定存在其他物体的能量 且减少量一定 增加量;当 的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定 增加量。

（4）功是能量转化的量度

不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的

的过程。且做了多少功,就有 能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的 。

2能量守恒定律

(1)内容:能量既不会 ，也不会 ,它只会从一种形式

现在的物理书上有一篇文章——《热的本质》。根据这篇文章我们可以知道——在200多年以前，人们普遍认为：热量一种没有质量的„„特殊物质。“热质说”能解释许多热学现象„„因此，直到19世纪初大多数学者都支持“热质说”。

可是由于当时的科学：一没有证明“质量亏损”——没能证明热量的质量。二没有证明金属的燃烧值——没能证明金属在发生化学变化时也能够放出热量、没能正确地解释摩擦生热。所以，这就使得20世纪的大多数人都认为：热不是一种特殊的物质，而是物体内部的一种能量——物体的内能；热的本质是——物质微粒的振动。

随着科学的发展，在现有的科学基础上重读《热的本质》，我们可以认为：

一、由于当时的科学没有证明“质量亏损”——没能证明物质吸收或放出热量时的质量变化。所以，那些支持“热质说”的学者才认为“热是一种没有质量„„的特殊物质。”如果科学能够早一点证明“质量亏损”，也许那些勇敢的科学家就可以根据物质所放出的热量与“质量亏损”计算出热量的质量。

二、由于当时的科学还没能证明：在一定的条件下，金属都是能够燃烧——能够发生化学变化、并且放出热量的。所以，伦福德伯爵只研究了一下铜块与铜屑的比热，而没有研究一下铜变成氧化铜。氢氧化铜所能放出的热量，就把金属发生化学变化时所放出的热量，说成是机械能转化成的，并在近2个世纪造成了很大的影响。

[ 从现在的书上我们可以看到这样的话：“一千克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量。”众所周知：煤所释放的“能量”其实就是热量，铀在核电站中释放的“能量”其实也是热量。现在的书上所以把热量写成“能量”，就是由于写书的人受伦福德伯爵和焦耳等人的影响，认为热量只是一种能量。

根据元素周期表我们可以算出：1000克铀（235）裂变成钡和氪时少了59.0341克，裂变成锑和铌时少了86.5687克，裂变成锶和氙时少了72.8014克。因为这6种元素都有可能形成，在此我们就取它的平均值——72克。1000克铀（235）裂变时质量大约少了72克。

1 机械能守恒定律

一、教材分析

本章教学内容范围及变化

在物理知识方面，本章主要介绍了功、功率、重力势能、弹性势能、动能等基本概念；动能定理、机械能守恒定律、能量守恒与能源；一个探究性的实验：探究功与速度的变化的关系，一个验证性实验：验证机械能守恒定律。

在物理技能方面，打点计时器的使用、以及用打点计时器测量速度在前面的第二章和第四章学生已经接触过，应该说学生并不陌生，在这一章里面的两个实验中，一方面是对用打点计时器测量速度的巩固另一方面也是一个具体的应用。在探究功与速度变化关系中，涉及应用打点计时器测量速度、在实验数据处理上，作w-v图像和w-v2图像，利用假想、猜测、验证、归纳是一种常用的物理学研究方法，用图像寻求相关物理量之间的关系充分的体现了探究的思想。验证机械能守恒定律的实验，虽然是验证性的实验，但仍然是按着探究的方式进行的，在培养学生的探究能力提出了很高的要求。

在物理思想方法方面，从第一节追寻守恒量，到后面的探究弹性势能的表达式、探究功与速度的变化的关系、验证机械能守恒定律的实验无不体现探究的思想以及探究的方法。功和能是贯穿在整个物理学中的基本概念，能的转化和守恒、以及在自然界中反映出的宏观过程的方向性则揭示了物理学各部分的内在联系，有助于培养学生的物理思想和科学素质。

与原大纲教材相比本章在内容上的变化主要是：

（1）第一节不再是功，而是追寻守恒量，这是一节增加的内容，与以往前几个版本的教材都不相同。能量究竟是什么，迄今为止人们还不能真正下一个定义，但这并不重要，人类在长期科学实践中已经建立起各种形式能量的定量量度，如动能、重力势能、弹性势能、电能、磁能等等，能量并不是一个含糊不清、定性的概念。人类经过长期的研究后发现，能量有一个至为重要的性质，就是能量在任何过程中都守恒，即能量可以转化，但总量保持不变，这一节要让学成初步建立这样一种思想。

（2）原教材中的变力做功属于阅读材料，新教材中已经删去了，但在第5节探究弹性势能的表达式中，让学生运用极限的思想探究弹簧的变力做功的计算方法，比原来要求更高。