能量守恒定律與能源教學設計教案

1、 教學準備 1. 教學目標 1、知識與技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散；2、過程與方法通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識；（2）通過能量守恒定律的教學，讓學生領略物理規(guī)律的和諧美和簡潔美，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲。2. 教學重點/難點 教學重點能量守恒定律的內(nèi)容。教學難點理解能量守恒定律的確切含義；能量轉(zhuǎn)化的方向性。3. 教學用具 多媒體、板書4. 標簽 教學過程 一、能量守恒定律1.基本知識（1）定律內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到

2、別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變（2）建立定律的兩個重要事實確認了永動機的不可能性各種自然現(xiàn)象之間能量的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化(3)機械能守恒定律與能量守恒定律的關系機械能守恒定律是能量守恒定律的特殊背景下一種特殊表現(xiàn)形式2思考判斷（1）當一個物體的能量減少時，一定有其他物體的能量增多()（2）做功越多，能量的轉(zhuǎn)化也越多()（3）外力對物體不做功，這個物體就沒有能量()探究交流一個叫丹尼斯李(DennisLee)的美國人在美國今日、新聞周刊等全國性報刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演，展示其號稱無須任何能源的發(fā)電機你認為這種發(fā)電機能造出來嗎？【提示】不能能量守恒定律是自然界最普遍、最重

3、要、最可靠的規(guī)律之一，物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總能量不變，任何事物都不可能違背能量守恒定律丹尼斯李發(fā)明的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能，違背了能量守恒，因此這種發(fā)電機不能制造出來.二、能源和能量耗散1.基本知識（1）能量耗散燃料燃燒時把自己的熱量釋放出去，電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物體吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用（2）能源危機的含義在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了（3）能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性能量

4、耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的，所以自然界的能量雖然守恒，但還是很有必要節(jié)約能源2思考判斷（1）煤、石油、天然氣屬于常規(guī)能量()（2）電能、焦炭、氫能屬于一次能源()（3）冒起的煤煙和散開的炭灰可以重新合成一堆煤炭()探究交流近幾年流行一種“自發(fā)電電動車”(如圖)，基本原理是將一小型發(fā)電機緊靠車輪處，車輪轉(zhuǎn)動時，帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，發(fā)出的電又繼續(xù)供給電動車，你認為僅靠這種方式，電動車能持續(xù)運動下去嗎？【提示】僅靠這種方式，不能使電動車持續(xù)運動下去因為靠這種方式，只能將電動車的一部分能量收集起來，但電動車運動時受到的阻力做負功，不斷把電動車的機械能轉(zhuǎn)化

5、為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，要想使電動車持續(xù)運動下去，必須不斷地給電動車補充新的能量，如用腳蹬電動車或給電動車的電源充電.三、對功、能關系的理解【問題導思】1能量轉(zhuǎn)化用什么量度？2某種力的功常與某種能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，對嗎？3常見的功能關系有哪些？1功與能量的轉(zhuǎn)化不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過程，且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度2功與能的關系由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，具體功能關系如下：誤區(qū)警示功與能是兩個不同的概念，功是力在空間上的積累，做功需要一個過程，能反

6、映了物體對外做功的本領二者有本質(zhì)的區(qū)別，且功與能不能相互轉(zhuǎn)化，但物體的能量轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的例：如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0從左側(cè)沖上質(zhì)量為M、長為l置于光滑水平面C上的木板B，剛好不從木板上掉下，已知A、B間的動摩擦因數(shù)為，此時木板對地位移為x，求這一過程中：（1）木板增加的動能；（2）小鐵塊減少的動能；（3）系統(tǒng)機械能的減少量【審題指導】求解本題應注意以下三點：（1）木板增加的動能等于它受到的合力做的功（2）鐵塊減少的動能等于它克服合外力做的功（3）系統(tǒng)機械能的減少量等于系統(tǒng)克服摩擦力做的總功【答案】(1)mgx(2)mg(xl)(3)mgl規(guī)律總結(jié)兩個相互作用的物體有相

7、對運動時，例如一個物體在另一個物體上滑動，子彈打木塊等此時兩物體所受的作用力大小相等，方向相反，求解功時應分別對應相應的位移系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，等于摩擦力與相對位移的乘積四、對能量守恒定律的理解【問題導思】1能量守恒定律有條件嗎？2能量守恒定律有什么重要意義？3應用能量守恒定律分析問題的一般步驟是什么？1能量守恒定律的重要意義（1）能量守恒定律是普遍適用的，對宏觀世界與微觀世界、高速運動與低速運動等都成立（2）能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系，對人類認識自然、改造自然起著重要的指導作用（3）能量守恒定律徹底否定了第一類永動機的存在，即不需要任何動力和燃料，卻能不斷對外做功的機械是不可能存在的2

8、表達式：E1減E2增3含義（1）某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量一定和增加量相等（2）某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等4應用步驟（1）分清哪些形式的能(如機械能、熱能、電能等)在變化（2）分別列出減少的能量E減和增加的能量E增的表達式（3）依據(jù)能量守恒列式求解特別提醒1能量守恒定律是個普遍規(guī)律，它不受條件約束，是自然科學的基本規(guī)律之一2應用能量守恒定律解題時，一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能，什么能發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移例：如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角為30，其上A、B兩點間的距離為x5m，傳送帶在電動機的帶動下以v1m/s的速度勻速運

9、動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m10kg的小物體(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶的A點，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，在傳送帶將小物體從A點傳送到B點的過程中，(g取10m/s2)求：（1）傳送帶對小物體做的功（2）電動機做的功【審題指導】解答本題應明確以下幾點：（1）小物體的運動有什么特點？（2）傳送帶對小物體做功等于其增加的機械能（3）電動機做的功又對應什么能量轉(zhuǎn)化？【答案】（1）255J（2）270J規(guī)律總結(jié)求解物體在傳送帶上運動的問題，首先要正確分析物體的受力和運動情況，一般情況下物體的運動有兩個或兩個以上的過程，要將各個過程的做功和能量的轉(zhuǎn)化弄清楚，然后根據(jù)題目條件求解五能源的開發(fā)利用例：風能是一種很好的再生能源，而且對環(huán)境的污染較小，近年來我國在西北地區(qū)，建立了許多風力發(fā)電廠如圖所示，為風力發(fā)電的情景通過風輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃