高中物理必修二教案-7.10能量守恒定律与能源4-人教版
- 格式：docx
- 大小：19.62 KB
- 文档页数：3
第7章 第10节 能量守恒定律与能源
教材分析
本节是对本章知识内容的总结和扩展。能量就是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。能量守恒定律是人们认识自然的重要工具。能源关系到人们的衣食住行，关系到国家的兴旺发达。能源的开发和利用，是关系人类生存和发展的一个重大的社会问题。本节“思考与讨论”对能源问题做了讨论，这是一个质疑的范例，它引导我们考虑能量转化和转移的方向性。通过实例说明，在能量的转化和转移过程中，能量是守恒的，但能量的品质却降低了，可以被人直接利用的能量在逐渐减少，这就是能量耗散现象。所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。
学情分析
学生已经学习了机械能守恒定律，学习到这里已经可以从机械能转化和守恒扩展到自然界各种能量的转化和守恒了。但对能量转化和转移的方向性并不了解，通过本节课的学习，使学生了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。
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。会用能量守恒定律解决实际问题
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：
1．通过能量守恒定律的教学，让学生领略物理规律的和谐美和简洁美，发展对科学的好奇心与求知欲。
2．培养学生参与科技活动的热情，勇于探索与日常生活有关的物理问题。
3．通过能源和环境的教学，培养学生可持续发展的意识和为社会服务的责任感。
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．能量转化的方向性。
2．应用能量守恒定律解决问题
教学方法
1．教师启发、引导；
2．学生自主阅读、思考，并讨论、交流学习成果。
教学过程
引入：
1．给出能量转化的一些实例，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？
我们已学习了多种形式的能，说出你还知道哪些不同能量之间是可以相互转化的例子。
2．实例分析：
1）小球自由下落后陷入沙坑静止
2）手托物体匀速上升
让学生分析机械能的变化情况。这个物体在运动过程中机械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，机械能是怎样变化的？
指出：物体所处的系统机械能守恒是有条件的，当外力对物体做功时，系统的机械能不守恒，此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化．从这两个例子中我们可以看到，机械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，当涉及到多个能量之间的相互转化时，我们应该怎样研究这些能量之间的关系呢？。这就是我们今天要学习的能量守恒定律。
新授课：
一、让学生阅读教材P81页，思考以下问题：
（1）能量守恒定律内容是？
（2）导致能量守恒定律最终确立的两类重要事实？
（3）能量守恒定律确立的重要意义？
阅读后由学生回答上述问题。
（1）能量守恒定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式．或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。
（2）导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化
（3）能量守恒定律的意义：能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式，和谐美是科学的魅力所在。
二、教师引导下写出能量守恒的表达式，并说出表达式的含义。
E初=E末 总能量保持不变。 ——守恒形式
E减=E增
一种形式能量减少，必有其他形式能量增加。——转化形式
一个物体能量减少，必有其他物体能量增加。——转移形式
练习：1、下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（ ）
A、某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
B、某个物体的能减少．必然有其他物体的能增加
C、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器是不可能制成的
D、石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
三、引出下一课题：能源和能量耗散。既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？
让学生阅读教材P82页，思考以下问题：
（1）人类利用能源大致经历的三个时期？
（2）什么是能量耗散？
（3）能量耗散表明了什么，反应了什么物理规律？
阅读后由学生回答上述问题。
（1）柴新时期、煤炭时期、石油时期
（2）燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的耗散。
（3）能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。能量耗散从能量转化的角度反应出自然界中宏观过程的方向性。
教师总结：我们之所以要节约能源，一是因为人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染，二是存在着能量耗散，这是要节约能源的根本原因。 四、课堂练习
1、回馈开头课堂引入
例题1：例题1：如图所示，小球从距离沙坑表面上方H处自由下落，然后陷入沙坑中静止，已知沙对小球的阻力大小恒定，为其重力的5倍，求小球陷入沙坑的深度d？
由学生分析：分析整个过程中减少的能量：重力势能 减少量为mg(H+d)
增加的能量：摩擦产生的内能 fd
列方程mg(H+d)= fd 可得 d=H/4
例题2：如图所示，水平传送带正在以v＝4.0m/s的速度匀速转动，某物块（可视为质点）与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，将该物块从A点无初速地在传送带上，AB两点间距离为L=20m，则物块由A端运动到B端的过程中， g取10m/s2，求：
（1）经历多长时间？
（2）电动机消耗的电能？(不计电动机自身消耗)
由学生分析并得出结论。
例题3：能力提升：如图所示，倾角α=37°的传动带以v=2m/s顺时针转动。质量为m=1kg的物块静止放在A端,已知物体与传送带间动摩擦因数μ=0.8，g=10m/s2，AB间距离L=10m，物块由A端运动到B端过程中，求：（1）运动时间；（2）电动机消耗的电能(不计电动机自身消耗)
由学生分析此题与例题2再求解时的不同之处：
（两题模型基本相同）（1）求解运动时间时，求解加速度受力分析必例题2复杂（2）求解消耗的电能时，系统比例题2多增加了重力势能。
五、课堂小结
由学生总结：
（1）不同形式能量是可以相互转化的。
（2）能量守恒定律及其表达式
（3）能量耗散和能源
六、布置作业：课后习题
