高中物理必修二教案-7.10 能量守恒定律与能源2-人教版

能量守恒定律与能源-人教版必修2教案一、教学目标1.了解能量守恒的含义和基本定律；2.掌握能量转化的基本方式；3.培养学生思考能源使用的合理性和节约意识。

二、教学重难点1.重点：能量守恒的含义和能量转化的基本方式；2.难点：能源的合理使用和节约意识的培养。

三、教学环节及内容1. 热能与能量转化（20min）1.简述能量的含义及形式，介绍热能在能量转化中的重要性；2.讨论不同物质在受热时的变化过程，引导学生发现热能转化的现象。

2. 能量守恒定律（30min）1.展示物体在不同场合下的能量转化过程；2.介绍能量守恒定律的概念及其表达式；3.讨论有关实例，引导学生理解能量守恒定律的意义。

3. 能源的种类及使用（40min）1.就现有人类生活和工业生产中常用的各种能源，介绍它们的来源、性质、优点和缺点；2.引导学生思考有关能源使用存在的问题，如能源的浪费、地球环境的污染等；3.通过配合实例，让学生理解探究新型能源对于人类未来的作用。

四、教学方法及手段1.情境教学法：通过一些常见的、生动有趣的实例，引起学生的情感共鸣，使他们在真实情境下亲身感受和认知能量守恒的主要内容和意义。

2.探究式学习法：通过对一些有关能源的问题进行提问和探究、让学生思考、交流、发表意见，使他们逐步认识能源对人类的作用重要性。

3.影音教学法：通过结合一些教育影视资料，配以实地参观、讨论、讲解等教学手段，使学生在情境中收获体验感和实践感。

五、教学评估1.学生学习笔记及讨论记录；2.课后练习。

3.课堂小测验六、教学反思1.因材施教，根据学生的实际情况及时调整教学步骤，使教学更有针对性和可操作性；2.引导学生了解能源知识的同时，加强对能源的管理、降低能源的消耗，培养学生的环保意识和节能意识，做到应用和理论相结合。

高三复习课教学设计题目：功能关系-高三复习课——《功能关系》教学设计一、学习任务分析功能关系是高中物理至关重要的规律，掌握好功能关系，动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律就会得到更好的理解和应用。

对于学生来说，很多学生对于功、动能定理、机械能守恒定律的理解仅仅停留在公式的书面表达上，对于规律反映的物理意义本质，没有一定的理解和体会。

有一部分同学对功能关系有一定的理解，在脑海中有一定印象，比如列动能定理方程时经常列出功能关系，但是，不能将功能关系归纳掌握，因此，本人一直在实际教学中不断渗透功能思想，意图是学生掌握功能关系的真谛，本节课正是基于此因，旨在使学生加深对各种常用力做功与对应能量变化之间的关系，合外力做功与动能变化的关系，机械能守恒定律，能量守恒定律等规律的掌握。

二、学习目标分析知识目标：1.理解做功的过程是能量转化的过程2.理解功是能量转化的量度3.掌握不同种力做功对应不同形式能量的转移转化能力目标：1.理论联系实际，培养学生分析问题的能力2.加深对功能关系的理解，提高运用功能关系解决问题的能力情感目标：1.渗透理论联系实际、学以致用的观点。

2.使学生了解外在表现纷繁复杂的自然运动是有规律的，可以通过认知物理规律理性的认知自然世界。

三、教学重点难点分析1.教学重点：①理解功是能量转化的量度②掌握不同种力做功对应不同形式能量的转移转化2.教学难点：对功能关系的理解和运用功能关系解决问题四、学习者特征分析1．学习特点：学习对象为高三学生，可以进行基本的公式计算，有一定的知识基础和分析问题的能力，但对规律的理解不够,不能掌握功能关系的实质，需要老师的指导提高。

2．学习习惯：学生比较习惯于教师传道授业解惑这种被动接受式的传统教学，习惯于做习题完成学习任务，但是独立发现和总结规律自主学习能力较缺乏。

3．学习交往：高三学生在共同的学习环境中，具有较多的群体性的小组交流与协同讨论学习机会。

五、教学方法1.创设问题式学习情境：利用多媒体课件创设不同问题实例2.讲授与讨论结合：老师讲授与学生小组讨论相结合六、教学过程教学环节教师活动学生活动目标达成课前准备布置课前任务：安排学生思考相关问题：1、行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；2、运动员用力将足球踢出，如果运动员对足球做功25J，问足球获得多少动能？通过实例思考回忆：1、实例中物体的动能为什么发生变化？做正功对动能的影响？做负功对动能的影响？2、物体动能变化量与做功多少的数量关系？初步回忆复习引入引导学生通过课前思考回忆，引出功能关系讨论得出：①做功的过程是能量转化的过程②功是能量转化的量度创设情境那么我们如何运用功能关系解决实际问题呢？请看例题：质量1kg的物体从倾角为37°的固定斜面顶点滑下，若斜面光滑则：①重力对物体做功多少？②物体重力势能变化多少？③物体动能变化多少？④物体机械能变化多少？分析思考老师提出的问题，运用重力做功与重力势能变化的关系计算结果。

7.10 能量守恒定律与能源学习目的知识与技能1、了解什么是常规能源，什么是新型能源。

2、知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现。

3、通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。

4、了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与保护对可持续发展的重要意义。

过程与方法1、通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力。

2、通过指导学生阅读教材，培养学的自学能力。

情感态度与价值观1、了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题，树立环保意识。

2、感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。

3、学习重点：能量守恒定律的内容4、学习难点：理解能量守恒定律的确切含义，知道既然能量守恒为什么还要节约能源预习案●新课预习1.能量守恒定律（1）内容：能量既不会创生，也不会消灭，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，而在转移和转化过程中，能量的总和保持不变。

（2）建立定律的两个重要事实①确认了永动机的不可能性；②各种自然现象之间的相互联系与转化。

2.能源和能量耗散（1）能源是人类社会活动的物质基础。

人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。

（2）能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会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，它又通过灯泡转化为热能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能。

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）能源危机含义：能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。

（4）能量的耗散从能量转化的角度反映出了自然界中宏观过程的方向性。

●我的疑问——请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，等待课堂上与老师和同学探究解决。

探究案探究一：能量守恒定律1、历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？2、如何理解能理守恒？（从转化和转移两个方面去理解）3、既然能量是守恒的，不可能消失，为什么我们还要节约能量？探究二：能源和能量消耗1、什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？2、现在能源的利用对人类生存环境有哪些影响？举例说明。

7．10 能量守恒定律与能源【教材分析】1．本节课是对本章知识内容的总结和扩展，是力学中的一个重要内容，它从能量的观点来分析物质的运动规律，学生学习到这里，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。

2．教材是通过永动机的不可能制成以及科学家们发现的各种形式能量之间的转化和转移过程中的联系这两个重要事实确立了能量守恒定律的内容；从能量耗散及能源的枯竭讲述了节约能源的重要性；在化石能源的使用中带来的环境污染和温室效应阐述了保护环境和开发新能源的重要性；把德育教育穿插到物理教学中。

【学生分析】经过将近一年的高中物理的学习，学生的逻辑思维已经有了一定的提高，已经比较熟悉由牛顿运动定律判断物体的运动规律，再通过学习功的知识，加深了知识的联系性，知道分析一个物体的运动规律还可以通过做功来实现能量的转化，即由能量观点来分析运动规律。

但在能量守恒定律的应用中还是存在一定的困难，把握不了有哪些能量发生转化。

【教学目标】1．知识与技能（1）了解各种形式的能，知道确立能量守恒定律的两类重要形式。

（2）理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。

（3）了解能量耗散，认识提高能量利用效率的重要性。

（4）知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题，增强节约能源和环境保护的意识。

2．过程与方法：（1）通过收集信息、阅读教材和资料、相互交流，感受物理规律得出的历程，体会哲学和自然科学长期发展和进步历程。

（2）通过能量守恒定律事例分析，提高分析问题和理论联系实际的能力。

从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法。

3．情感态度价值观：（1）学习科学家不畏艰辛的探索精神、体验科学的和谐美，了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题，树立环保意识。

（2）感知我们周围能源的耗散对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。

《能量守恒定律与能源》教学设计一、教学目标1、知识与技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散；2、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。

3、情感、态度与价值观（1）感知我们周围能源的耗散，树立节能意识；（2）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。

二、教学重点、难点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；能量转化的方向性。

三、教学用具多媒体、板书教学过程一、回顾旧知，引入新课本章，我们已经学习了重力势能、弹性势能和动能，它们是机械能的三种表现形式。

通过对它们的认识，同学们能不能对能量这一抽象概念下一个通俗的定义呢？1、能量（1）定义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。

(2)多样性：对应于不同的运动形式，能的形式是多种多样举例：机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等．Q:不同形式的能量之间有联系吗？有什么联系呢？PPT图片展示，实例讨论：太阳能发电厂、内燃机车、水电站、水果电池结论：不同形式的能之间可以相互转化，但在转化过程中总量保持不变。

（3）能量转化：功是能量转化的量度探究交流历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断对外做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？教学处理策略：学生提出自己的观点，并通过视频观看加强认识结论：能量不可能凭空的产生，第一类永动机不可能制成二、推进新课基于两个重要事实：②认了永动机的不可能性．②各种自然现象之间能量的相互联系与转化．最终确立了能量守恒定律1、能量守恒定律（1）定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．(2) 定律的表达式E初＝E终；△E增＝△E减（3）意义：a、能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。

第10节能量守恒定律与能源1．了解各种不同形式的能量，知道确立能量守恒定律的两类重要事实，认识建立能量守恒定律的重大意义．2．能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．(重点)3．了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量转化和转移的方向性，知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的重大问题．一、能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．二、能源和能量耗散1．能量耗散燃料燃烧时把自己的热量释放出去，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之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．2．能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源．判一判(1)在水平路面行驶的汽车，关闭油门后慢慢停下来，说明能量正在消失．( )(2)能量能从一种形式转化为另一种形式，也能从一个物体转移到另一个物体．( )(3)能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散．( )(4)既然能量守恒，所以不必担心会发生“能源危机”．( )提示：(1)×(2)√(3)×(4)×做一做关于能源的利用和节能，下列说法正确的是( )A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉提示：选D．能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失，虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等，选项A错误，D正确；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大，同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技手段来提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，选项B、C错误．想一想有人在报刊上刊登大幅广告，在各地表演、展示其发明的号称无需任何能源的发电机．你认为这种发电机能制造出来吗？提示：不能．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但总能量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律．这个人发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守恒定律，因此这种发电机不可能制造出来．对能量守恒定律的理解及应用1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．2．表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量．3．应用步骤(1)明确研究对象及研究过程．(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化．(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少．(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)．(1)机械能守恒定律实际上是能量守恒定律的一种特殊形式．(2)应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能，什么能发生了转化或转移．构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以通过发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图中线①所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图中线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是( )A．200 J B．250 JC．300 J D．500 J[思路点拨] 一种能量减少，一定伴随着另一种能量的增加，在转化和转移过程中能量的总量保持不变．[解析]电动车在运动过程中的摩擦力大小不变，从题图看出，第二次的位移是第一次的35.故节约的能量为初动能的25，由能量守恒得所充的电能为25E k0＝200 J，A正确．[答案] A下列说法正确的是( )A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既让马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生解析：选C.永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律．人类只能发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律，违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长．但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的化学能，C正确；所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动．如果把这种表放在桌面上静置两天，它很可能会停摆的，D 错．对功能关系的理解与应用1．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能量之间转化(或转移)的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度．2．功与对应能量的变化关系3．对功能关系的理解(1)不同的力对物体做功会引起不同能量的转化或转移，应根据题中已知和所求，选择合适的功能关系来分析问题．(2)重力势能、弹性势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反．功能关系的各种类型关系可由下图表示：命题视角1 做功与能量变化的对应关系如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 点的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )A ．重力做功2mgRB ．机械能减少mgRC ．合外力做功mgRD ．克服摩擦力做功12mgR[思路点拨] 解答本题时应把握以下两点：(1)小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力，说明此时只有重力提供向心力；(2)合外力对小球做的功等于小球动能的变化．[解析] 小球从A 点正上方由静止释放，通过轨道最高点B 时恰好对轨道没有压力，此时只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg ＝m v 2R ，解得v 2＝gR ，小球从P 点运动到B 点，重力做的功为mgR ，设摩擦力做的功为W ，根据动能定理有mgR ＋W ＝12m v 2＝12mgR ，故合外力做的功为12mgR ，摩擦力做的功为W ＝－12mgR ，由功能关系知小球的机械能减少12mgR .故选项D 正确．[答案] D命题视角2 传送带模型中的功能关系如图所示，电动机带动传送带以速度v 匀速传动，一质量为m的小木块静止放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块获得的动能；(2)摩擦过程产生的热量；(3)传送带克服摩擦力所做的功；(4)电动机输出的总能量．[思路点拨] 当木块的初速度为零时，木块的位移和木块相对皮带的位移恰好相等，从而小木块获得的动能和产生的热量相等；传送带克服摩擦力所做的功与电动机输出的总能量相等．[解析] 木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动，达到与传送带相同速度后不再有相对运动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生摩擦热．对木块：相对滑动时，a ＝μg ，达到相对静止所用的时间为t ＝v μg ，木块的位移l 1＝12v t ＝v 22μg ，传送带的位移l 2＝v t ＝v 2μg ，木块相对传送带的位移Δl ＝l 2－l 1＝v 22μg. (1)小木块获得的动能E k ＝12m v 2. (2)产生的热量Q ＝F f ΔL ＝F f (l 2－l 1)＝μmg (l 2－l 1)＝12m v 2.(3)传送带克服摩擦力所做的功W ＝μmgl 2＝m v 2.(4)电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量E ＝E k ＋Q ＝m v 2.[答案] (1)12m v 2 (2)12m v 2 (3)m v 2 (4)m v 2 命题视角3 滑块—滑板模型中的功能关系如图所示，质量为m 的小铁块A (A 的长度可忽略)以水平速度v 0从左侧冲上质量为m 1、长为l 、置于光滑水平面C 上的木板B ，刚好不从木板上掉下，已知A 、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x 1，求这一过程中：(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量．[思路点拨] 根据能量守恒定律，知道“该过程中系统产生的热量(内能)，是由系统减少的机械能转化而来的”是处理问题的关键．[解析] (1)对木板B 根据动能定理得μmgx 1＝12m 1v 2－0 所以木板增加的动能ΔE k B ＝μmgx 1.(2)滑动摩擦力对小铁块A 做负功，根据能量关系可知ΔE k A ＝12m v 2－12m v 20＝－μmg (x 1＋l ) 即小铁块的动能减少了μmg (x 1＋l )．(3)系统机械能的减少量为ΔE 减＝－ΔE k A －ΔE k B ＝μmgl .(4)根据能量守恒定律，系统减少的机械能全部转化为内能，则Q ＝ΔE 减＝μmgl .[答案] (1)μmgx 1 (2)μmg (x 1＋l ) (3)μmgl (4)μmgl传送带问题的解题策略(1)要正确分析物体的运动过程，判断物体是一直匀加速运动还是先匀加速再匀速运动；(2)计算力所做的功时，位移是对地位移；计算因滑动摩擦产生的内能时，常用功能关系Q ＝fs ，需注意的是s 为物体之间的相对路程；只有存在滑动摩擦力时才有内能产生．【通关练习】1．(多选)将一质量为1 kg 的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带正以4 m/s 的速度顺时针运行，滑块与传送带间的动摩擦因数为0．2，传送带左右距离无限长，当滑块放上去2 s 时，突然断电，传送带以1 m/s 2的加速度做匀减速运动至停止，则滑块从放上去到最后停下的过程中，下列说法正确的是( )A ．前2 s 传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JB ．前2 s 传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为16 JC ．2 s 后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JD ．2 s 后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为0解析：选AD.前2 s ，滑块的位移x 1＝12μgt 2＝4 m ，传送带的位移x 2＝v t ＝8 m ，相对位移Δx ＝x 2－x 1＝4 m ，2 s 后滑块随传送带一起做匀减速运动，无相对位移，整个过程中传送带与滑块之间因摩擦力而产生的热量为Q ＝μmg ·Δx ＝8 J ，选项A 、D 正确．2．(多选)如图所示，质量为M 的木块放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L ，子弹进入木块的深度为s ．若木块对子弹的阻力F f 视为恒定，则在此过程中产生的热量( )A ．Q ＝F f (L ＋s )B ．Q ＝12m v 20－12m v 2 C ．Q ＝F f sD ．Q ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2 解析：选CD.对木块：F f L ＝12M v 2 对子弹：－F f (L ＋s )＝12m v 2－12m v 20 联立可得，F f s ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2 依据能量转化和守恒定律，Q ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2 产生的热量Q ＝F f s ，故C 、D 正确．[随堂检测]1．设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将( )A ．升高B ．降低C ．不变D ．都有可能解析：选A.电冰箱是利用制冷剂，如氟利昂从箱内蒸发器处吸热而汽化后，到箱外冷凝器中放热液化，然后又到蒸发器中吸热汽化…如此循环而制冷的．由于蒸发器温度低，冷凝器温度高，制冷过程中，全靠压缩机将蒸发器中的氟利昂抽出再压缩到冷凝器中，以实现热量从低温物体传递到高温物体．其中压缩机对氟利昂蒸汽做了功．电能转化为内能，所以制冷剂从蒸发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，房间又是绝热的，故室内温度升高．故A 正确，B 、C 、D 均错．2．滑雪运动深受人民群众喜爱．某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB 下滑过程中( )A ．所受合外力始终为零B ．所受摩擦力大小不变C ．合外力做功一定为零D ．机械能始终保持不变解析：选C.运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A 项错误；由动能定理可知，合外力做功一定为零，C 项正确；运动员所受滑动摩擦力大小随运动员对滑道压力大小的变化而变化，B 项错误；运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，D 项错误．3．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A ．物体克服阻力做功B ．物体的动能转化为其他形式的能量C ．物体的势能转化为其他形式的能量D ．物体的机械能转化为其他形式的能量解析：选AD.在这三个现象中，物体运动过程中都受到阻力，汽车受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，故选项A 正确；三个物体运动过程中，汽车是动能转化为了内能，流星、降落伞是重力势能转化为其他形式的能量，总之是机械能转化为其他形式的能量，故选项D 正确．4．如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C 平台上，C 平台离地面的高度一定．传输机的皮带以一定的速度v 顺时针转动且不打滑．将货物轻轻地放在A 处，货物随皮带到达平台．货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹．已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ，满足tan θ<μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力( )A ．皮带对货物做的功等于货物动能的增加量B ．皮带对货物做的功等于货物对皮带做的功C ．因传送货物，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D ．货物质量m 越大，系统产生的热越多解析：选D.皮带对货物做的功等于货物的机械能的增加量，即动能和势能的增加量的和，A 错；设货物向上加速时的加速度为a ，则它加速过程沿皮带方向的位移为x 物＝v 22a ，此过程皮带前进的距离x 带＝v ·v a ＝v 2a.故皮带对货物做的功W 1＝μmg cos θ·x 物，货物对皮带做的功W 2＝－μmg cos θ·x 带，W 1<W 2，B 错；根据能量守恒定律知，电动机对皮带多做的功，等于货物机械能的增加量和系统内能增加量的和，C 错；系统产生的热量Q ＝μmg cos θ·(x带－x 物)＝μmg cos θ·v 22a，故m 越大，产生的热量越多，D 对． 5．风力发电是一种环保的电能获取方式．设计使每台风力发电机的功率为40 kW ．实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1．29 kg/m 3，当地水平风速约为10 m/s ，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？解析：设叶片的长度为L ，风速为v ，在时间t 内流向叶片的空气质量为m ＝ρV ＝ρπL 2v t ，空气的动能E k ＝12m v 2． 由能量关系知：ηE k ＝Pt ，整理得功率P ＝12ρπL 2v 3η． 代入题给数据，解得L ≈10 m ．答案：10 m[课时作业]一、单项选择题1．下列说法中正确的是( )A．能就是功，功就是能B．做功越多，物体的能量就越大C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量D．能量转化的多少可以用做功来量度解析：选D.功和能是两个不同的概念，故选项A错误；做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明能量的多少，故选项B错误；外力是否做功不能说明物体能量的有无，故选项C错误；功是能量转化的量度，故选项D正确．2．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变解析：选B.由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C均错误；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错误；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确．3．如图所示，两个完全相同的物体分别自斜面AC和BC顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E A和E B，下滑过程中产生的热量分别为Q A和Q B，则( )A．E A>E B Q A＝Q B B．E A＝E B Q A>Q BC．E A>E B Q A>Q B D．E A<E B Q A>Q B解析：选A.设斜面倾角为θ，底边长为b，则W F f＝μmg cos θ·bcos θ＝μmgb，即摩擦力做功与斜面倾角无关，所以两物体的摩擦力做功相同，产生的热量相同．由题图知A物体的重力做的功大于B物体的重力做的功，再由动能定理知，E A>E B.故A正确．4．如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物，A、B都向前移动一段距离．在此过程中( )A．外力F做的功等于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能增量解析：选B.物体A所受的合外力等于B对A的摩擦力，对物体A应用动能定理，则有B 对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量，B正确；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不相等，故二者做功不相等，C错误；对B应用动能定理，W F－W F f＝ΔE k B，即W F＝W F f＋ΔE k B，就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D错误；由上述讨论知B克服摩擦力所做的功与B对A的摩擦力所做的功不相等，即W F f≠ΔE k A，W F ≠ΔE k A＋ΔE k B，故A错误．5．蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的床垫(A位置)上，随床垫一同向下做变速运动到达最低点(B位置)，如图．有关运动员从A运动至B的过程，说法正确的是( )A．运动员的机械能守恒B．运动员的速度一直减小C．运动员的机械能先增加后减小D．运动员先失重后超重解析：选D.运动员从A运动至B的过程，床垫弹力对运动员做负功，运动员的机械能转化成了蹦床的弹性势能，运动员的机械能不断减小，A、C错；该过程运动员受到的合力先是向下后向上，加速度也是先向下后向上，所以运动员先失重后超重，D对；运动员的速度是先增加后减小的，B错．6．如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( )A．最大速度相同B．最大加速度相同C ．上升的最大高度不同D ．重力势能的变化量不同解析：选C.当弹簧的弹力和物块重力沿斜面向下的分力大小相等时，物块的速度最大，由于两物块的质量不同，故两物块速度分别达到最大时，与质量大的物块接触的弹簧的形变量较大，根据能量守恒定律可知，质量大的物块的最大速度较小，选项A 错误；刚撤去外力时，两物块的加速度最大，根据牛顿第二定律得kx －mg sin θ＝ma (θ为斜面倾角)，a ＝kx m －g sin θ，由于两物块的质量不同，故两物块的最大加速度不同，选项B 错误；从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能，由于两物块质量不同，故上升的最大高度不同，选项C 正确；两物块重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的减少量，故重力势能的变化量相同，选项D 错误．7．如图所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m ．在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中液体机械能的减少转化为的内能是( )A ．116mgh B ．18mgh C ．14mgh D ．12mgh 解析：选A.去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能．如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确． 二、多项选择题8．下列关于能量转化的说法中，正确的是( )A ．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用B ．各种形式的能量在转化中，总能量是不变的C ．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的D ．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的解析：选ABC.根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的．由能量耗散知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这些内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量仍是守恒的．故选项A、B、C正确，D错误．9．质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，下列说法正确的有( ) A．物体的重力势能增加了mgHB．物体的动能减少了FHC．物体的机械能增加了FHD．物体势能的增加量小于动能的减少量解析：选AC.物体向上运动时，重力做负功，重力势能增加mgH，选项A正确；合力做负功，动能减少了(mg－F)H，选项B错误；除重力以外的力F做了正功，机械能增加FH，选项C正确；由于机械能增加，所以物体重力势能的增加量大于动能的减少量，选项D错误．10．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点．已知杆与水平面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长．现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是( )A．小球的动能与重力势能之和保持不变B．小球的动能与重力势能之和先增大后减小C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变解析：选BC.以弹簧为研究对象，小球运动过程中，弹簧的形变量先变小到原长，后变大，所以弹簧的弹性势能E p1先减小后增大．再以弹簧和小球组成的系统为研究对象，只有重力、弹力做功，所以系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能E p1、小球的动能E k和重力势能E p2之和保持不变，即E k＋E p1＋E p2＝恒量．由于E p1先减小后增大，故选项A错误，选项B正确；由于E p2一直减小，所以E k与E p1之和一直增大，选项C正确；由题意可知，小球的速度先增大后减小，即E k先增大后减小，所以E p1与E p2之和先减小后增大，选项D错误．三、非选择题。

能量守恒定律与能源课题能量守恒定律与能源课型新授课教学目标1、知道能量的定义，理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒。

2、理解功是能量转化的量度。

3、从能量及能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关问题。

重点1、理解功和能的关系2、知道能量的转化用做功来量度．难点在具体的物理现象中能确认具体能量的转化情况，能用做功来定量地反映这种转化教法及教具自主探究、交流讨论、自主归纳教学过程教学内容个案调整教师主导活动学生主体活动任务一自学导引：（一）能量守恒定律：阅读课本“能量守恒定律”，回答：1、能量守恒定律的内容是什么？2、引用教材上的话，说明导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?3、举出生活中能量守恒的例子。

4、历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？（二）能源与能量耗散1、了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用。

2、人类在利用能源的同时对环境造成了哪些严重污染。

3、什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？4、我们为什么要节约能源呢?任务二自我展示：1、指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热（）（2）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）（6）用毛巾反复擦背，感觉后背热了（）2、思考：在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将 ( )A．升高． B．不变． C．降低 D．不可能升高．3、下列说法中正确的是（）【使用说明及学法指导】阅读教材认真完成导学案，疑难问题用红笔标出，组内讨论完成【展示】：阅读课本，思考问题，学生代表发表见解教学过程A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的B. 做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）C. 某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少 10JD. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加 10J4、．能量耗散是指 ( )A．在能源的利用过程中，能量在数量上减少了。

能量守恒定律与能源教案-物理-教学设计-人教版第一章：能量守恒定律的发现1.1 能量守恒定律的背景介绍热量和机械能的转化解释能量守恒定律的概念1.2 能量守恒定律的实验验证演示热量转化为机械能的实验演示机械能转化为热量的实验1.3 能量守恒定律的应用探讨能量守恒定律在日常生活中的应用分析能量守恒定律在能源利用中的重要性第二章：能源的分类与利用2.1 传统能源与可再生能源介绍煤炭、石油、天然气等传统能源的特点介绍太阳能、风能、水能等可再生能源的特点2.2 能源的转化与损失解释能源转化的过程和效率探讨能源在转化过程中的损失问题2.3 能源利用的可持续性强调能源利用对环境的影响探讨可持续能源利用的策略和方法第三章：能量转换与能源效率3.1 能量转换的原理与技术介绍热机、电动机等能量转换设备的工作原理探讨能量转换技术的最新发展3.2 能源效率的评估与提高解释能源效率的概念和计算方法探讨提高能源效率的措施和方法3.3 能源效率在日常生活中的应用分析能源效率在家庭、工业和交通等领域的应用强调提高能源效率对可持续发展的重要性第四章：能源政策与可持续发展4.1 能源政策的目标与挑战介绍我国能源政策的基本目标分析我国能源政策面临的挑战和问题4.2 可持续发展的概念与原则解释可持续发展的概念和原则探讨可持续发展在能源领域的应用4.3 个人在可持续发展中的责任强调个人在能源节约和环境保护中的责任探讨个人如何积极参与可持续发展第五章：新能源技术的探索与应用5.1 太阳能技术的探索与应用介绍太阳能电池的原理和特点探讨太阳能光伏发电和太阳能热利用的最新应用5.2 风能技术的探索与应用介绍风力发电的原理和特点探讨风力发电在国内外的发展现状和趋势5.3 核能技术的探索与应用介绍核能的原理和特点探讨核能在未来能源供应中的地位和作用第六章：生物质能源的利用与挑战6.1 生物质能源的定义与分类解释生物质能源的概念探讨生物质能源的种类和特点6.2 生物质能源的利用技术介绍生物质燃烧、生物质气化和生物质发酵等技术分析各种生物质能源利用技术的优缺点6.3 生物质能源发展的挑战与前景探讨生物质能源发展面临的政策、经济和技术挑战展望生物质能源在未来能源体系中的发展前景第七章：地热能源的开发与利用7.1 地热能源的定义与特点解释地热能源的概念探讨地热能源的优点和局限性7.2 地热能源的开发技术介绍地热能的热泵技术、地热发电等技术分析各种地热能源开发技术的应用和前景7.3 地热能源在我国的开发现状与展望分析我国地热能源的开发利用情况展望我国地热能源未来的发展趋势第八章：海洋能源的探索与利用8.1 海洋能源的种类与潜力介绍潮汐能、波浪能、海流能等海洋能源的特点探讨海洋能源的开发潜力8.2 海洋能源的利用技术介绍海洋能源的转换和利用设备分析各种海洋能源利用技术的现状和挑战8.3 海洋能源开发的环保与安全问题探讨海洋能源开发对海洋环境和生态的影响强调海洋能源开发的安全性和环保性第九章：能源互联网与智能化能源系统9.1 能源互联网的概念与架构解释能源互联网的概念探讨能源互联网的架构和关键技术9.2 智能化能源系统的构建介绍智能化能源系统的特点和优势探讨智能化能源系统的构建和发展方向9.3 能源互联网与智能化能源系统的挑战与前景分析能源互联网与智能化能源系统面临的技术、政策和市场挑战展望能源互联网与智能化能源系统的发展前景第十章：跨学科能源教育与创新10.1 跨学科能源教育的意义与目标解释跨学科能源教育的概念探讨跨学科能源教育的重要性和目标10.2 跨学科能源教育的方法与实践介绍跨学科能源教育的教学方法和实践案例探讨跨学科能源教育的有效性和发展趋势10.3 能源创新与青年责任强调能源创新在可持续发展中的重要性探讨青年学生在能源创新中的角色和责任重点和难点解析重点环节1：能量守恒定律的实验验证环节解析：本环节通过实验验证能量守恒定律，是学生理解能量守恒概念的关键。

7.10 能量守恒定律与能源解析：根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力，斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功），因此ΔE k=A - B+C - D；根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔE p= - C；滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE = A – B – D板书设计第十节能量守恒定律与能源1、能量守恒定律内容意义2、能源和能量耗散教学反思高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。

则该波的波速可能是A．1.5m/sB．2m/sC．3m/sD．6m/s2．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．下列判断中正确的是A．线框能旋转起来，是因为电磁感应B．俯视观察，线框沿顺时针方向旋转C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大3．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为m mol(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A，已知1克拉＝0.2 g，则( )A．a克拉钻石所含有的分子数为B．a克拉钻石所含有的分子数为C．每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)D．每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)4．如图所示，质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上，其上放置质量为m1的物块A，A通过跨过定滑轮的细线与质量为M的物块C连接，释放C，A和B一起以加速度a从静止开始运动，已知A、B间动摩擦因数为，则细线中的拉力大小为A．Mg B．Mg+MaC．D．5．每种原子都有自己的特征谱线，所以运用光谱分析可以鉴别物质成分。