一、能量守恒定律教案1

能量守恒定律与能源教学设计

一、教材分析

在学习了机械能守恒定律之后，很自然地过渡到能量守恒的概念，同时这是学生初中学习的知识，因此本节课应当在唤起学生初中时期对于能量守恒感性认识的同时，借助对机械能守恒的定量的分析，充分理解能量守恒的定律，加深对于能量守恒规律的认识，在此基础上，形成从能量的角度分析问题解决问题的思维习惯，培养学生的发散思维能力，体会科学探索的乐趣。

二、教学目标

1、

参与能量守恒定律问题的探讨，体验从日常生活中的能量转移现象形成能量守恒概念的过程

2、

认识传统能源与新能源，能够区分它们的使用范围、局限性，能够认识到能源对推动人类社会发展所产生的巨大的作用，体会的科学的伟大的力量

3、

学会用能量守恒的观念解决日常物理问题，形成对地于科学的认同感

三、教学重难点

1、

能量守恒作为本节课的切入点，起到串接整节课的作用，是学生学生的重点，同时，其于能量守恒的知识的应用也是教学的侧重点，对于形成解决问题的能力有重要作用。

2、

难点在于如何形成能量守恒的概念，由于能量的守恒涉及到学生并不熟悉的能量种类如内能、生物能、化学能等等，不像机械能那样形象客观，因此，如何通过举证大量的事例，逐步引导学生思考总结是本节课的难点

四、教学用具

单摆的实验展示

五、教学过程

1、

新课的导入

同学们还记得在第8节中学生机械能守恒时的单摆吗，无论我从什么样的高度阻挡物体的摆动，在空气中摩擦力足够小的情况下都能保证在摆到另一端时高度与初始是一样的，而这个也就说明机械能是守恒的。

今天我们从考虑另外一个问题，由于在空气中运动，单摆肯定是受到摩擦力的作用，既如此，如果让摆球长时间摆动，比如3个小时，那么那里它的能摆动到的最大高度是不是跟原来一样呢？如果不是，那这说明什么问题？

（学生）由于除了重力与弹力做功外，物体还受到空气的摩擦力的作用，因此不满足机械能守恒的概念。

（老师）对，同学们说得很对。现在机械能是不守恒了，那么减少的机械能到哪里去了呢？是挥发了？还是变成其它类型的能量？如果是转换成了其它类型的能量，那么这个其它类型的能量是什么能量呢？

（学生）转化成了热能

（老师）对，是热能。机械能通过与空气间的摩擦力做功转换成热能，机械能并不是减少了，而是转化成了其它形式的能量！

2、

其实，机械能不守恒的实例还是很多的，生活中触手可及，下面同学们再看看这样的一些物理情境，请帮老师分析其中机械能的增减或是转移情况，如果是转换的情况，请务必说明转换成的其它能量的类型。

1）

水果电池：

2）

内燃机车：

3）

高山流水：

4）

太阳能热水器：

5）

冷热物体接触：

给3分钟的时间讨论

3、

根据上面的分析，我们得出这样的结论：能量是守恒的。

怎样理解？

1）

能量是个守恒量，不会凭空产生也不会凭空消失，就像我们初中化学学质量守恒的概念一样，在化学反应中各种原子的总数始终不变，只是组合不同

2）

能量的守恒并不是只某一种能量始终不变，是指能量的集合不变，在能量的集合中各种能量之间是可以转换的，一种形式的能量减少了，那么肯定有另一种能量的增加

3）

机械能守恒是能量守恒的一种特殊形式，它的存在是有一定条件的

下面，请同学们思考下面的问题：

例1：一小滑块放在如图7-10-1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？

7-10-1

例2．如图7-10-2所示，A,B,C,D处于一个竖直平面内，质量为1Kg物体将一轻质弹簧压缩在A点，使弹簧获得的弹性势能为12.5J，AB段光滑，hCD=0.8m （1）

放开弹簧后，物体在光滑水平面内运动，求脱离弹簧后，物体在B点速度为多少？

（2）

若BC段光滑，则物体滑到C点时的速度是多少？

（3）若实际上物体弹出后，经过C点平抛落地，落地点距D点水平距离为0.8m，则物体在BC面上滑行时产生了多少热能？

例3.如图7-10-3水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上。设工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，则在工件相对传送带滑动的过程中(

)

A．滑动摩擦力对工件做的功为mv2/2

B．工件的机械能增量为mv2/2

C．工件相对于传送带滑动的路程大小为v2/2μg

D．传送带对工件做功为零

同学们，通过求解，你们能告诉我这三种方法哪种更方便吗？对你有什么启示

4、

能量是守恒的，就是不会消失，那么是不是可以利用这点做成永动机呢？使能量不断循环而不消失？

看看前人设计的永动机。（PPT展示永动机并分析）

事实上，即使不考虑到力矩的问题，上面的永动机也不太可能成为现实，因为在机器运行的过程中肯定会有摩擦力的作用，而这点注定不可能实验机器的“永动”。

在机器对能量的损耗过程中，不能实现永动，必须要有能源。我们常见的能源又有哪些呢？

传统的生物质能（煤、石油、天然气）、新能源（太阳能、水电能、风能、地热能、核能）

对于能源同学们首先要明白，人类社面临的问题是能源短缺，煤、石油天然气为代表的传统

能源为代表的一次性能源日益枯竭，促使人们找寻更多的可利用的新能源。能不能举出比较有代表性的例子。

如：乙醇添加汽油，在美国玉米是大面积种植的粮食作物，通过催化剂的作用对其进行发酵可以得到大量的乙醇

在深海地区存在许多可燃冰，即固态的甲烷或是其它有机可燃的气体，由于海洋面积巨大，如果对其利用技术成熟，可以山极大缓解人类对于能源的需求

在地球上无处不在的水其实也是人类解决能源问题的一种方式，如果有一种方法可以使水分解成氢气和氧气，那么就可以直接对氢气进行燃烧得到动力

所以，需求一种解决能源危机的方法要集合全人类的意志，努力进取，不断创新。与此同时，对现有能源有效开发利用做到合理利用资源、科学规划、减少浪费也是非常重要的要求。

请同学们回答下面的问题：

一次性能源有哪些？可循环能源有哪些？

一次性能源：煤、石油、天然气、核能

可循环能源：太阳、水、风

5、

课堂总结

1）

能量是守恒量，机械能守恒是能量守恒的一种表现。能量守恒没有条件，是自然界的一种基本规律

2）

能源是推动人类社会发展的动力，在传统能源日趋减少的今天，我们不仅需要节约能源也需要开发新的能源

6、

作业布置

（1）．关于能源的利用中，下列说法不正确的是

(

) A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源

B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的

环境温度

C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应

D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的

（2）．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）．如图7-10-4所示，物体在光滑水平面匀速向左运动时具有的动能为100J，后来碰到一轻弹簧，当弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能为

7-10-4 J，在物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力做了

J功。

（4）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

（5）．一质量为1 kg的物体被人用手以2 m/s的速度竖直向上匀速提升1 m，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)(

) A．物体上升过程中机械能守恒

B．物体的机械能增加10 J C．合外力对物体做功2 J D．物体克服重力做功2 J （6）一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（

）

A. 逐渐升高

B. 逐渐降低

C. 先降低后升高

D. 始终不变

A

C

D

B