2019-2020年高中物理 4.3 能量的转化与守恒教案 沪科版必修2.doc

2019-2020年高中物理 4.3 能量的转化与守恒教案 沪科版必修2教学目标知识及技能：知道自然界存在各种形式的能，各种形式的能可以相互转化，能也可以由一个物体转移给另一个物体，在转化或转移过程中能的总量保持不变。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；通过对人类对能量转化与守恒定律的认识过程的了解，感悟科学研究的一般方法与过程；初步建立守恒思想。情感态度价值观：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，从欣赏美的角度探究物理规律，发展对科学的好奇心与求知欲；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；学会运用守恒观点分析物理、生活、社会现象。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主要教学方法1.教师启发、引导；2.学生自主阅读、思考，并讨论交流。教学过程情境创设1.提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同形式的能之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。2.播放能量转化的视频，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？3.演示实验1：在一个玻璃容器内放入细沙，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到细沙中。思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。小球最后静止在细沙中，它所具有的机械能那里去了？4.演示实验2：用手提物理课本匀速上升，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？5.教师讲述：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。6.听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。7.引入课题：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，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体能量增加。那么能量的总和变不变化呢？人类是怎样研究这个问题的？得出了什么样的结论呢？通过这节课的讨论和学习，对这些问题将会有明确的认识。新课学习一、认识各种形式能的转化1.播放视频：运动中的汽车2.观察课本67页图4-18，分组讨论问题：小汽车行驶时，燃料燃烧释放的内能都哪里去了？供电动机、车灯、音响、空调使用汽车的机械能，使汽车行驶化学能内能机械能转移给了有关部件，使其发热尾气带走一部分电能克服各部件间的摩擦3.讨论课本 68页图4-19所示个现象中，能的转化情况a：原子能（核能）转化为内能、光能、电磁辐射能等b：植物的化学能转化为人体的化学能c：电能转化为光能、声能、内能4.教师小结：在自然界里，有各种各样的运动形式，每一种运动形式都有一种相应的能，随着物体运动形式的转化，能的形式也随着转化，这是自然界的普遍现象。二、人类对能量转化的进一步研究能量守恒定律的确立1.阅读讨论（1）古希腊的运动不灭思想（2）近代笛卡尔、莱布尼兹等科学家宇宙运动量不灭思想（3）迈尔、焦耳、亥姆霍兹的研究迈尔：研究分析了25种形式能量的转化现象，发现总能量不变（守恒）。焦耳：研究分析了电能与内能转化，机械能与内能转化，电能、化学能、机械能间的相互转化，发现总能量守恒。亥姆霍兹对人类关于能量转化与守恒研究的总结与概括能量守恒定律的建立。2.师生总结能量守恒定律的内容能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中其总量不变。3.教师讲述对定律的理解：关键词转化（能的形式）、转移（能的载体），守恒（能的总量）（1）能量不能凭空产生，也不能凭空消失（2）能量只能从一种形式转化为另一种形式，或者有一个物体转移到另一种物体（3）在能量的转化或转移过程中，能的总量保持不变3.教师讲述能量守恒定律建立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，也是人类思想史上的一次飞跃，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。这么普遍，这么重要的科学规律，却有着如此简洁和谐的表述，这就是物理规律的简洁美，和谐美，也是物理学的简洁美，和谐美。4.学生讨论课本69页“案例分析”（1）第一类永动机的设计思想是什么？不消耗能量或少消耗能量而做大量的功。（2）这能实现吗？听起来，就像天上掉馅饼。“没有免费的午餐”，应该不会实现。仔细分析可以看出，重锤产生的两个方向的转动力矩总是平衡的，即就是让它转起来，但转动过程中由于要克服各部分间及与空气的摩擦而消耗机械能，所以不可动永远转动下去，永远对外做功。人类的任何创造发明，都不能违背自然规律。5.学生讨论能的转化或转移有方向性吗？回顾必修1所学的机械能守恒定律有关内容及日常实力进行讨论。案例分析质量为m的子弹以水平vo射入速度Vo沿同一方向运动的木块中，木块质量为M。当子弹进入木块的深度为d时，子弹和木块的速度分别v为和V。若子弹和木块的相互作用力为F，不计木块与水平面的摩擦力及空气阻力，证明这一过程中子弹和木块总共损失的动能为Ek=Fd。证：从子弹接触木块到进入d，对子弹运用动能定理有：；对木块运用动能定理有：。这一过程中子弹、木块系统总共损失的动能是：，由于s1-s2=d，所以有巩固练习1.下列说法正确的是（ ）A.燃料燃烧时把自己的热量释放出去，它还会自动聚集起来供人类重新利用B.热量会自发地从高温物体传给低温问题，但却不能自发地从低温物体传给高温物体C.自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源D.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。2.指出下列现象中能量的转化或转移情况(1)植物的光合作用；(2)雨天时发生雷电；(3)人在跑步时，身体发热；(4)手摇发电机发电使灯泡发光；(5)风吹动帆船前进。3.一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？教师小结能量守恒定律的变式表述：（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。布置作业1.复习课文，书面完成课本70页“家庭作业与活动”3、4、5。2.撰写小论文：守恒3.预习能源与可持续发展板书设计各种形式的能可以相互转化能可以由一个物体转移给另一个物体能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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另一个物体，在转化或转移过程中其总量不变。应用：对于一个系统来说，一种形式能的减少，等于另一种形式能的增加。反思与改进