《能量守恒定律》学案

《能量守恒定律与能源》导学案一、学习目标1、理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

2、了解能量守恒定律的发现过程，体会科学家的探索精神和科学方法。

3、认识能源的种类和特点，了解能源的利用现状和面临的问题。

4、树立节约能源和保护环境的意识，增强社会责任感。

二、学习重点1、能量守恒定律的内容和意义。

2、能源的分类和特点。

3、能源的利用和可持续发展。

三、学习难点1、对能量守恒定律的深入理解和应用。

2、分析能源问题的复杂性和解决能源问题的思路。

四、知识链接1、初中物理中关于功和能的初步知识。

2、日常生活中对各种能源的使用和观察。

五、学习过程（一）引入新课在我们的生活中，能量无处不在。

比如电灯发光需要电能，汽车行驶需要汽油燃烧产生的化学能，人的生命活动需要食物提供的化学能等等。

那么，能量是如何转化和守恒的？能源又有哪些种类和特点？这就是我们今天要学习的内容。

（二）能量守恒定律1、历史回顾在 19 世纪 40 年代，不同领域的科学家们通过大量的实验和研究，逐渐发现了能量守恒定律。

德国医生迈尔从生理学角度提出了能量守恒的思想，英国物理学家焦耳通过实验精确地测定了热功当量，从而为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。

2、定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

3、理解与应用（1）举例说明生活中的能量转化和守恒现象，如：水电站中水的势能转化为电能，电动机中电能转化为机械能等。

（2）分析一些看似“违反”能量守恒定律的现象，如永动机的设想为什么不能实现。

（三）能源1、能源的定义能源是能够提供能量的资源。

2、能源的分类（1）按照产生方式可分为：一次能源和二次能源。

一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等。

二次能源是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、汽油、柴油等。

16.5《能量的转化和守恒》导学案一、教学目标：1、知道能量守恒定律2、能举出日常生活中能量守恒的实例3、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识二、教学重、难点：1、各种形式能量之间的相互转化。

2、能量守恒定律的得出。

三、自主学习：1、自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。

做想想做做，观察实验所发生的现象，发生了哪些能量转化？实验1 现象_______________________能转化为_________________。

实验2 现象_______________________能转化为_________________。

实验3 现象_______________________能转化为_________________。

实验4 现象_______________________能转化为_________________。

通过想想做做,我们发现在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化：摩擦生热，_______能转化为_____能；水电站里水轮机带动发电机发电，_____能转化为____能；电动机带动水泵把水送到高处，___能转化为____能；植物吸收太阳光进行光合作用，____能转化为___能；燃料燃烧时发热，_____能转化为____能。

2、想想议议：为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了？科学工作者经过长时间的探索，发现自然界的各种现象不是孤立的，而是互相联系的。

大量事实证明，任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，能的总量是保持不变的。

什么是能量守恒定律？四、合作探究：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，图11.6-1给出了两个实例，能做些补充吗？五、当堂训练（大约用10分钟左右）1、火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，请你写出能量转化形式：2、在庆祝小强生日的晚会上，同学们为他点燃了生日蜡烛，并拍手唱歌祝贺，同学们拍手时伴随有___能产生，蜡烛燃烧时___ 能转化为___能和光能。

2.3能量守恒定律【学习目标】①通过实验能验证机械能守恒定律。

②理解机械能守恒定律。

会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。

③了解自然界中存在多种形式的能量。

知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。

【学习重难点】1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。

2．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。

通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。

【学习过程】一、导读提纲：1．复习习机械能包含哪些形式的能量、守恒的条件、守恒表达式；2．熟练应用机械能守恒进行解题；3．机械能的改变与什么有关？会求解机械能的变化量；4．理解能量守恒定律；二、自主检测：1．机械能里包含三种能量；2．机械能守恒的条件：；当堂训练（10分钟）：1)、下列关于机械能守恒的说法中，正确的是( )A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒C．如果没有摩擦力和介质阻力，运动物体的机械能一定守恒D．物体只发生动能和势能的相互转换时，物体的机械能守恒2)、在下列情况中，物体的机械能守恒的是(不计空气阻力) ( )A．推出的铅球在空中运动的过程中B．沿着光滑斜面匀加速下滑的物体C ．被起重机匀速吊起的物体D ．细绳的一端系一小球，绳的另一端固定，使小球在竖直平面内做圆周运动3、机械能守恒定律的表达式：①机械能总量保持不变 ；②能量转化 ；③能量转移 ；4．能说出应用机械能守恒解题的几个步骤；（1）（2）（3）（4）5．能量守恒定律：（1）内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式 为另一种形式，或从一个物体 到另一个物体，在 的过程中其总量保持不变。

《能量守恒定律》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解能量守恒定律的内容，知道能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

（2）学生能够列举生活中常见的能量转化和转移的实例，并用能量守恒定律进行解释。

（3）学生能够运用能量守恒定律分析一些简单的物理过程，计算能量的转化和转移。

2、过程与方法目标（1）通过观察、实验和分析，培养学生的观察能力、实验能力和逻辑思维能力。

（2）通过对能量守恒定律的探究和应用，培养学生的科学探究能力和解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）通过对能量守恒定律的学习，让学生认识到自然界的规律是客观存在的，培养学生尊重科学、遵循规律的意识。

（2）通过对能量转化和转移的实例分析，让学生体会到科学知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。

（3）通过对能量守恒定律的探究过程，培养学生的合作精神和创新意识。

二、教学重难点1、教学重点（1）能量守恒定律的内容和理解。

（2）能量守恒定律在生活和物理问题中的应用。

2、教学难点（1）对能量守恒定律的深入理解，尤其是对能量转化和转移过程中总量不变的理解。

（2）运用能量守恒定律分析复杂的物理过程和解决实际问题。

三、教学方法1、讲授法讲解能量守恒定律的内容、概念和相关知识，使学生对其有初步的了解。

2、实验法通过实验演示能量的转化和转移过程，让学生直观地感受能量守恒定律。

3、讨论法组织学生讨论生活中的能量转化和转移实例，引导学生运用能量守恒定律进行解释，加深对定律的理解。

4、案例分析法通过分析具体的物理问题和实际案例，培养学生运用能量守恒定律解决问题的能力。

四、教学过程1、导入新课（1）展示一些生活中常见的能量转化和转移的现象，如电灯发光、电动机转动、燃料燃烧等，提问学生这些现象中能量是如何变化的。

（2）播放一段关于能源利用和环境问题的视频，引导学生思考能源的有限性和能量转化的规律，从而引出能量守恒定律的课题。

《能量守恒定律的发现历程》导学案一、学习目标1、了解能量守恒定律的发现背景和重要意义。

2、熟悉在能量守恒定律发现过程中做出重要贡献的科学家及其研究成果。

3、理解能量守恒定律的内涵和基本表达式。

4、培养科学思维和探究精神，认识到科学发现是一个不断积累和发展的过程。

二、学习重难点1、重点（1）能量守恒定律的发展脉络和主要科学家的贡献。

（2）能量守恒定律的内涵和表达式。

2、难点（1）理解不同形式能量之间的转化和守恒关系。

（2）体会科学发现过程中的思维方法和实验研究的重要性。

三、知识链接1、力学中的动能和势能动能：物体由于运动而具有的能量，表达式为$E_k ＝＼frac{1}｛2}mv^2$（其中$m$为物体质量，＄v$为物体速度）。

势能：物体由于位置或状态而具有的能量，如重力势能$E_p ＝mgh$（其中$m$为物体质量，＄g$为重力加速度，＄h$为物体相对参考平面的高度）。

2、热力学中的内能内能是物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和。

四、学习过程（一）早期的能量观念在古代，人们对能量的认识是非常有限的。

例如，在农业生产中，人们知道利用水力和风力来驱动机械，但并没有对这种现象进行深入的理论研究。

到了 17 世纪，伽利略和牛顿等科学家建立了经典力学体系，为能量的研究奠定了基础。

牛顿的第二定律$F ＝ ma$（其中$F$为物体所受合力，＄m$为物体质量，＄a$为物体加速度），虽然没有直接涉及能量的概念，但为后续能量的研究提供了重要的理论支持。

（二）迈尔的贡献1840 年，德国医生迈尔（Julius Robert Mayer）在为病人治疗时，思考了人体的能量问题。

他通过分析血液在人体中的流动和热量的产生，推测出能量是守恒的。

迈尔从“无不生有，有不变无”的哲学思想出发，大胆地提出了能量守恒的思想。

他计算了在热带地区，人通过血液流动所放出的热量与环境温度的关系，得出了热和机械功之间存在一定的当量关系。

然而，迈尔的工作在当时并没有得到广泛的认可，他甚至受到了嘲笑和攻击，但他始终坚持自己的观点。

《能量守恒定律的发现历程》导学案一、学习目标1、了解能量守恒定律的发现背景和重要意义。

2、熟悉在能量守恒定律发现过程中做出重要贡献的科学家及其研究成果。

3、掌握能量守恒定律的基本内容和表达式。

4、学会运用能量守恒定律分析和解决实际问题。

二、学习重难点1、重点（1）能量守恒定律的发现过程和主要科学家的贡献。

（2）能量守恒定律的内容和表达式。

2、难点（1）理解能量守恒定律的本质和普遍性。

（2）运用能量守恒定律解决复杂的物理问题。

三、知识链接1、功和能的概念功是力在空间上的积累效果，能是物体具有做功的本领。

2、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

四、学习过程（一）能量守恒定律的孕育在古代，人们已经开始对能量的概念有了一些初步的认识。

例如，古希腊哲学家亚里士多德认为，物体的运动需要力来维持。

但这种观点后来被伽利略和牛顿等人推翻，他们指出，物体在不受外力或所受合外力为零的情况下，将保持匀速直线运动或静止状态。

17 世纪，伽利略通过实验研究了落体运动，发现了重力势能和动能之间的转化关系。

他的工作为后来能量概念的发展奠定了基础。

19 世纪初，英国科学家托马斯·杨提出了能量的概念，认为能量是物体做功的能力。

（二）迈尔的贡献德国医生迈尔是第一个提出能量守恒思想的人。

1840 年，他在一次为病人治疗时，发现血液的颜色比平时更红，这引起了他的思考。

他联想到，食物中含有化学能，在体内转化为热能，从而维持了人体的体温。

迈尔通过对热、功、化学能等多种形式能量的研究，于 1842 年发表了《论无机界的力》一文，提出了能量守恒的初步思想。

但他的观点在当时并没有得到广泛的认可，反而遭到了一些人的嘲笑和攻击。

（三）焦耳的实验英国物理学家焦耳通过大量的实验，为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。

焦耳最著名的实验是通过摩擦生热来测量热量与功之间的关系。

他让重物下落带动搅拌器在水中转动，测量水的温度升高所吸收的热量，以及重物下落所做的功。

第3节热力学第一定律能量守恒定律1．理解热力学第一定律，能应用热力学第一定律分析和解决实际问题。

2．理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。

3．知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。

一、热力学第一定律1．功和热：□01做功和□02热传递这两种方法在改变内能方面是等效的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。

2．内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的□03热量与外界对它所做的□04功的和。

3．数学表达式：ΔU□05Q＋W。

二、能量守恒定律1．大量事实证明：各种形式的能可以相互转化，并且在转化过程中□01总量不变。

2．能量守恒定律：□02能量既不会凭空产生，也不会凭空□03消失，它只能从一种形式□04转化为另一种形式，或者从一个物体□05转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的□06总量保持不变。

3．定律表明(1)各种形式的能可以互相□07转化。

(2)各种互不相关的物理现象可以用能量转化和守恒定律联系在一起。

三、永动机不可能制成1．第一类永动机：它不需要任何□01动力或□02燃料，却能不断地对外做功。

2．失败原因：违背了□03能量守恒定律。

判一判(1)对物体做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变。

()(2)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的。

()(3)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。

() 提示：(1)×(2)×(3)√课堂任务热力学第一定律对热力学第一定律的理解1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了做功和热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位统一为国际单位制中的焦耳。

2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定符号W Q ΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少3．几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，外界对物体所做的功等于物体内能的增量。

《能量守恒定律与能源》导学案一、学习目标1、理解能量守恒定律的内容和意义。

2、了解各种能源的分类、特点和利用情况。

3、认识能源利用过程中的能量转化和效率问题。

4、培养节约能源和可持续发展的意识。

二、知识要点（一）能量守恒定律1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

2、理解：能量的形式多种多样，如机械能、内能、电能、光能、化学能等。

能量的转化是指能量由一种形式变为另一种形式，例如摩擦生热是机械能转化为内能，发电机发电是机械能转化为电能。

能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，例如热传递是内能的转移。

（二）能源1、分类一次能源：直接从自然界获取的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能等。

二次能源：无法从自然界直接获取，需要通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、汽油、柴油等。

2、特点不可再生能源：在短期内不能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等化石能源。

可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到的能源，如风能、水能、太阳能等。

3、能源的利用化石能源：是目前人类使用的主要能源，但燃烧化石能源会带来环境污染和温室效应等问题。

新能源：太阳能：清洁、无污染，但受天气和地理位置等因素的影响，能量密度较低。

风能：可再生，但风力不稳定，且风力发电设备造价较高。

水能：是一种较为成熟的可再生能源，但建设水电站会对生态环境产生一定的影响。

核能：能量巨大，但存在核废料处理和核安全等问题。

（三）能源利用中的能量转化和效率1、能量转化：在能源的利用过程中，往往需要经过多次能量转化，每次转化都会有能量的损失。

2、效率：有用能量与总能量的比值，计算公式为：效率＝有用能量／总能量 × 100%。

提高能源利用效率是节约能源的重要途径。

三、例题解析例 1：下列过程中，能量发生了怎样的转化？（1）电动机带动水泵抽水。