2018年高中物理必修二教案：7.10 能量守恒定律与能
- 格式：pdf
- 大小：390.83 KB
- 文档页数：4
7.10 能量守恒定律与能源教学目标一、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环境保护对可持续发展的重要意义。
二、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，培养学生的自学能力。
三、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。
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，知道既然能量守恒为什么还要节约能源。
教学过程一、导入新课如果现在有人说，他发明了永动机，你相信吗？二、新课教学（一）能量守恒定律1．让学生阅读教材有关能量守恒定律建立的过程，回答相应的问题。
（1）说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义？导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么？永动机的不可能性和各种自然现象之间的相互联系和转化。
（2）引导学生理解变式表述：①物体系统内，某些形式能的增加等于另一些形式能的减小；②物体系统内，某些物体的能量的增加等于另一些物体的能量的减小。
（3）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？不可能，因为它违背了能的转化和守恒定律。
2. 教师与学生共同探讨并总结：（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一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
（2）定律的表达式：E初=E终ΔE增=ΔE减。
（3）发现能量守恒定律的意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，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。
重点说明：该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。
在应用中，要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
3.学生分析以下情况中的能量转化情况课件展示各种图片，让学生认真观察，并说明各种装置能量的转化情况。
通过图片展示，让学生更加形象地感受能量的转化或转移过程。
图1 图2 图3 图4学生通过认真观察图片并回顾相关知识，归纳总结：图1：太阳能电站：太阳能转化为电能。
图2：内燃机车：内能转化为机械能。
图3：水电站：机械能转化为电能。
图4：水果电池：化学能转化为电能。
教师提出问题：既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？（二）能源和能量耗散教师：引导学生阅读教材，让学生了解能量的利用受能量转化方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。
了解能源对人类社会发展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。
请同学们思考：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？从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性理解能量的耗散。
2.我们为什么要节约能源呢？学生阅读、讨论、回答，师生共同总结：1.能量耗散：流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散。
2.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。
教师提出问题，学生分析，强化学生对能量转化的方向性、能量的耗散的理解，从而做到自发的节约能源。
1.草地上滚动的足球，逐渐慢下来，最后静止，足球不能主动从静止开始运动。
足球的机械能减少，转化成内能，内能不能自发地转化为机械能。
2.同学们围着火炉取暖，热量从高温的火炉转移到同学们身上，同学们却不能利用比自身温度低的物体取暖。
热能够自动地从高温的火炉向人体传输却不能从低温物体自发地向高温物体传输。
师生总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的。
例如：摩擦力做功的过程，要损耗机械能而产生热，产生的热不可能全部转化为机械能。
在其他的宏观过程中也是如此，例如：两种气体放到一个容器内，总会均匀地混合到一起，但不会再自发地分离开来。
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，可被人直接利用的能在逐渐减少，这是能量耗散现象。
所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。
阅读教材，举例说明自然界能量转化过程的方向性，如：冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香水、松弛后的发条等。
学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。
因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然。
阅读材料：课件展示阅读材料，让学生了解能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责。
常规能源1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。
2.常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。
3.常规能源的储藏是有限的。
4.常规能源的大量消耗带来了环境问题。
（1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。
石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。
（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。
煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。
（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧。
另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染。
常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质，使生态受到破坏。
绿色能源的开发和利用常规能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急。
绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源。
人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：1.风能2.水流（河流、潮汐）能3.太阳能4.氢能源5.反物质能大自然赐给人类的绿色能源储量丰富，只要我们科学开发、合理利用，必将对人类作出前所未有的贡献。
课堂小结新课程更多地与社会实际相联系，鼓励学生提出问题。
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。
从物理学的角度研究宏观过程的方向性，在现阶段只需用一些简单的实例，让学生初步地体会一下就可以了。
例如：摩擦力做功的过程，要损耗机械能而生热，产生的热不可能全部转化为机械功。
在其他的宏观过程中也是如此，例如：两种气体放到一个容器内，总会均匀地混合到一起，但不会再自发地分离开来。
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，可被人直接利用的能在逐渐减少，这是能量耗散现象。
所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。
四、课堂练习1．下列燃料中不属于化石燃料的是（）。
A．煤B．木柴C．石油D．天然气答案：B2．下列关于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——永动机不可能制成D ．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了答案：ABC3．利用下列哪种能源时，给人类带来的污染较小（ ）。
A ．煤B ．石油C ．天然气D ．核能答案：D4．下列关于能量转化的说法中正确的是（ ）。
A ．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能B ．电流通过电阻丝使电能转化为内能C ．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D ．做功的过程是能量转化的过程，做了10J 功，就有10J 能量发生转化答案：ABCD5．一小物体以50J 的初动能滑上斜面，当动能为25J 时，机械能减少2J ，则当物体滑回原出发点时动能= J 。
答案：426．AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B 与水平直轨道相切，如图所示。
一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆轨道半径为R ，小球的质量为m ，不计各处摩擦。
求：（1）小球运动到B 点时的动能；（2）小球下滑到距水平轨道的高度为R /2时的速度大小和方向：（3）小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时，所受轨道支持力N B 、N C 各是多大？答案：（1）E k =mgR （2） v =速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30°gR （3）N B =3mg N C =mg五、布置作业1.教材P82问题与练习 第1、2题。
2.设想有一间房间，与外界没有热量交换，完全绝热。
房间里有一台电冰箱在工作，如果电冰箱的门是开着的，那么，房间里的温度会变化吗？认真讨论一下，形成书面材料，与同学们交流。
O m AB VC VR。
