高中物理《能量守恒定律與能源》教案6 新人教版必修2.doc_第1頁(yè)
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7.10 能量守恒定律與能源教學(xué)目標(biāo):知識(shí)與技能理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析,理解能量守恒定律的確切含義情感態(tài)度與價(jià)值觀感知我們周圍能源的耗散,樹(shù)立節(jié)能意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)能量守恒定律、應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題教學(xué)難點(diǎn)理解能量守恒定律的確切含義、能量轉(zhuǎn)化的方向性教具準(zhǔn)備玻璃容器、沙子、小鐵球、水、小木塊教學(xué)過(guò)程:一、課前導(dǎo)學(xué)實(shí)驗(yàn)引入:演示實(shí)驗(yàn)1:在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子,拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放,使其落到沙子中。(思考:小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。)演示實(shí)驗(yàn)2:在盛有水的玻璃容器中放一小木塊,讓小木塊在水中上下浮動(dòng),過(guò)一段時(shí)間,小木塊停止運(yùn)動(dòng)。(思考:小木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。學(xué)生活動(dòng):觀察實(shí)驗(yàn)并積極思考。討論后,選出代表發(fā)表見(jiàn)解。)(教師聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào),總結(jié)點(diǎn)評(píng):說(shuō)明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。)引入課題:以上實(shí)驗(yàn)表明,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,一種能量減少,必有其他能量增加,一個(gè)物體的能量減少,必定有其他物體的能量增加,但能量的總和并沒(méi)有變化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。二、質(zhì)疑討論(一)能量守恒定律引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P75質(zhì)疑1:說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容,并引用教材上的話,說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義?質(zhì)疑2:歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器,即永動(dòng)機(jī),這樣的機(jī)器能不能制成?為什么?(學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,思考并回答問(wèn)題)質(zhì)疑3:既然能量是守恒的,不可能消滅(或創(chuàng)生),為什么我們還要節(jié)約能源?(二)能源和能量耗散引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,了解人類應(yīng)用能源的歷程,能源對(duì)人類社會(huì)發(fā)展所起的作用;人類在利用能源的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。質(zhì)疑4:什么是能量耗散?能量耗散與能量守恒是否矛盾,該怎樣理解?(學(xué)生閱讀教材,思考并回答問(wèn)題。)三、反饋矯正1、功與能能是狀態(tài)量,功是過(guò)程量。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化的過(guò)程。且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量的具體值往往無(wú)多大意義,我們關(guān)心的大多是能量的變化量,能量的變化必須通過(guò)做功才能實(shí)現(xiàn),某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系。例1、分析常見(jiàn)力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系:重力做功: 彈力做功: 電場(chǎng)力做功: 電流做功:解答:重力做功:重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化;彈力做功:彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化; 電場(chǎng)力做功:電勢(shì)能與其他能相互轉(zhuǎn)化;電流做功:電能和機(jī)械能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)化2、能量守恒定律能量守恒定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一,是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線。要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能,發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能,即Q=FL相注意:(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(gè)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。這也是我們列能量守恒表達(dá)式時(shí)的兩條基本思路。ABKF2-10-1例2、如圖2-10-1所示,在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K,一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)K分別與物塊A、B相連,A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A,使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時(shí),B的速度為v。求此過(guò)程中物塊A克服摩擦力所做的功(重力加速度為g)。解答:由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未松,故AB有一樣的速度大小,對(duì)AB系統(tǒng),由功能關(guān)系有:FhWmBgh=(mA+mB)v2 求得:W=FhmBgh(mA+mB)v22-10-2例3、一小滑塊放在如圖2-10-2所示的凹形斜面上,用力F沿斜面向下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過(guò)程中,拉力F所做的功的大小(絕對(duì)值)為A,斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B,重力做功的大小為G,空氣阻力做功的大小為D。用這些量表達(dá)小滑塊的動(dòng)能改變量(指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于多少?,滑塊的重力勢(shì)能的改變量等于多少?滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和)的改變量等于多少?解析:根據(jù)動(dòng)能定理,動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和,其中做負(fù)功的有空氣阻力,斜面對(duì)滑塊的作用力的功(因彈力不做功,實(shí)際上為摩擦阻力的功),因此Ek=A - B+C - D;根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系,重力勢(shì)能的減少等于重力做的功,因此Ep= - C;滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功,因此E = A B D3、能源和能量耗散能量耗散表明,在能源的利用過(guò)程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。是能源危機(jī)更深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因。能量和能源是兩回事;非再生能源和可再生能源是兩回事。作為常規(guī)能源的煤炭、石油、天然氣等面臨枯竭.節(jié)能和開(kāi)發(fā)新的能源已是人類必須面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題.能源對(duì)造福人類具有極重要的意義,節(jié)約每一份能源,不僅能提高能源的利用價(jià)值,對(duì)于維護(hù)人類賴以生存的環(huán)境也有不可忽視的作用新的能源有待于人類去開(kāi)發(fā).有待開(kāi)發(fā)和利用的新能源主要指:太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水、能、核能。由于煤、石油和天然氣都是幾億年以前的生物遺體形成的,所以人們也稱它們?yōu)榛剂?由于這些能源是不能再次生產(chǎn),也不可能重復(fù)使用的,所以稱為非再生能源例4、太陽(yáng)能的儲(chǔ)存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鹽水湖被太陽(yáng)曬久了,湖底的濕度會(huì)越來(lái)越高,并難以通過(guò)湖水的對(duì)流將熱散發(fā)出去,而淡水湖不具備這一特點(diǎn).根據(jù)這一特點(diǎn),可以利用鹽水湖來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能.你能分析這是為什么嗎?你能根據(jù)這規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲(chǔ)存太陽(yáng)能的具體方案嗎?(提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留存湖底不會(huì)上浮)解答:在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽(yáng)能之后,部分水分被蒸發(fā),使湖水表面水層含鹽量變大

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