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2019-2020年人教版高中物理必修二 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源 教案2 【教材分析】 1． 本節(jié)課是對本章知識內(nèi)容的總結(jié)和擴展，是力學(xué)中的一個重要內(nèi)容，它從能量的觀點來分析物質(zhì)的運動規(guī)律，學(xué)生學(xué)習(xí)到這里，已經(jīng)可以從機械能轉(zhuǎn)化和守恒擴展到自然界各種能量的轉(zhuǎn)化和守恒了。 2． 教材是通過永動機的不可能制成以及科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的各種形式能量之間的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的聯(lián)系這兩個重要事實確立了能量守恒定律的內(nèi)容；從能量耗散及能源的枯竭講述了節(jié)約能源的重要性；在化石能源的使用中帶來的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)闡述了保護環(huán)境和開發(fā)新能源的重要性；把德育教育穿插到物理教學(xué)中。 【學(xué)生分析】 經(jīng)過將近一年的高中物理的學(xué)習(xí)，學(xué)生的邏輯思維已經(jīng)有了一定的提高，已經(jīng)比較熟悉由牛頓運動定律判斷物體的運動規(guī)律，再通過學(xué)習(xí)功的知識，加深了知識的聯(lián)系性，知道分析一個物體的運動規(guī)律還可以通過做功來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，即由能量觀點來分析運動規(guī)律。但在能量守恒定律的應(yīng)用中還是存在一定的困難，把握不了有哪些能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。 【教學(xué)目標】 1．知識與技能 （1）了解各種形式的能，知道確立能量守恒定律的兩類重要形式。 （2）理解能量守恒定律的內(nèi)容，會用能量守恒的觀點分析、解釋一些實際問題。 （3）了解能量耗散，認識提高能量利用效率的重要性。 （4）知道能源短缺和環(huán)境惡化是關(guān)系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題，增強節(jié)約能源和環(huán)境保護的意識。 2．過程與方法： （1）通過收集信息、閱讀教材和資料、相互交流，感受物理規(guī)律得出的歷程，體會哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進步歷程。 （2）通過能量守恒定律事例分析，提高分析問題和理論聯(lián)系實際的能力。從可持續(xù)發(fā)展角度分析能源、資源及日常諸多現(xiàn)象，提出自己的觀點及其可行的做法。 3．情感態(tài)度價值觀： （1）學(xué)習(xí)科學(xué)家不畏艱辛的探索精神、體驗科學(xué)的和諧美，了解大量的能源消耗帶來的全球性環(huán)境問題，樹立環(huán)保意識。 （2）感知我們周圍能源的耗散對環(huán)境的影響，認識科技對人類社會發(fā)展的負面影響，提高節(jié)能意識和環(huán)保意識，并在個人所能及的范圍內(nèi)對社會的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻。 【教學(xué)重點】能量守恒定律，節(jié)約能源的意義。 【教學(xué)難點】用能量守恒定律分析具體問題。 【教學(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo)；學(xué)生自主閱讀、思考、討論、展示交流。 【教學(xué)準備】幻燈片，多媒體教學(xué)設(shè)備，影片。 【教學(xué)過程】 一、知識鏈接 從前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道做功的過程實際上是能量的轉(zhuǎn)化過程，例如：重力做了多少功，_______________就改變了多少；彈簧的彈力做了多少功，_____________就改變了多少；合力做了多少功，_______________就改變了多少；所以功是能量轉(zhuǎn)化的__________。 二、新課導(dǎo)入 老師：上節(jié)課我們驗證機械能守恒定律實驗中，計算結(jié)果是：重錘下落減小的重力勢能總是略大于增加的動能，為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？滑滑梯時減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為什么能？ 學(xué)生：因為重錘下落時克服阻力做功，減小的重力勢能有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；滑滑梯時減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能。 老師：除了動能、勢能和內(nèi)能之外，你還知道哪些形式的能？各種形式的能之間有何聯(lián)系？ 學(xué)生：化學(xué)能、太陽能、光能、電能、風(fēng)能、核能、生物能等等，各種形式的能相互轉(zhuǎn)化。 多媒體播放能量轉(zhuǎn)化的資料（內(nèi)燃機車、水力發(fā)電站、火力發(fā)電站、塔式太陽能熱電站、水力發(fā)電站、微波爐、電風(fēng)扇、光合作用、手握冰塊等），請同學(xué)們說說有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化？ 三、新課教學(xué) 探究一：能量守恒定律 （1）能量的概念是人類在對物質(zhì)運動規(guī)律進行長期探索中建立的，請你說說人類在建立起能量守恒定律的過程中經(jīng)歷了哪些主要事件？哪些科學(xué)家作出了卓越的貢獻？ （學(xué)生回答，老師小結(jié)。） 老師：從科學(xué)家對物質(zhì)運動規(guī)律的長期探究發(fā)現(xiàn)各種能量之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律，我們要學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神，只有付出艱辛的努力才有收獲。 （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器，即永動機，這樣的機器能不能制成？為什么？（視頻介紹永動機？） （ 師生共同分析永動機不能制成的原因） 從探究一得出結(jié)論： 板書1．導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的重要事實：確認了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。 板書2．能量守恒定律內(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)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變 。 表達式：E初＝E終 ΔE增＝ ΔE減 [課堂訓(xùn)練] 1．判斷下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法是否正確 A．舉重運動員把重物舉起來，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能 B．電流通過電爐子后電爐絲變熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程，某過程中做了10 J的功，一定有10 J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 D．石子從空中落下，最后慘止在地面上，說明機械能消失了 E．風(fēng)吹動帆船前進是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能 F．用毛巾反復(fù)擦背，感覺后背熱了，是機械能轉(zhuǎn)化為熱能。 G．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生 2．質(zhì)量為m、速度為v0的子彈水平勻速飛行，擊中前方懸掛于繩長為L的繩下端的木塊（質(zhì)量為M），子彈未能穿出木塊,使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為θ，則子彈擊中木塊后產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？ （由學(xué)生展示，再發(fā)現(xiàn)問題解決問題） 老師：解題過程重視細節(jié)，細節(jié)決定成敗。 老師：既然能量是守恒的，不可能消失，為什么我們還要節(jié)約能源？ 探究二：能源和能量耗散 （1）能源是人類社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類利用能源大致經(jīng)歷了哪幾個過程？現(xiàn)在人類消耗的能源主要有哪些？ （學(xué)生回答） （2）什么是能量耗散？ （ 老師分析燃燒能源散發(fā)的熱量被周圍環(huán)境吸收后不能再回收使用，給學(xué)生理解能量耗散。） 板書3．能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用．這種現(xiàn)象叫做能量的耗散． （3）請大家查閱資料，了解人類社會生活依賴的主要能源的儲藏量，以及化石能源的利用帶來的環(huán)境污染。談?wù)劰?jié)約能源和保護環(huán)境的重要性。（播放有關(guān)能源利用帶來的各種環(huán)境污染和溫室效應(yīng)的圖片） （學(xué)生討論回答） 老師：能源的危機及利用能源造成了環(huán)境污染和溫室效應(yīng)，所以我們要節(jié)約能源，加強保護環(huán)境的意識，在向地球所取的同時也要回報地球，保護環(huán)境，與大自然和諧相處；同時要懂得感恩，長大后回報父母，回報國家，為國家的興旺和富強貢獻自己的力量。 板書4．節(jié)約能源的意義：使人類得到持續(xù)發(fā)展。 （4）根據(jù)我國實際情況談?wù)勅绾伍_發(fā)新能源？ （學(xué)生討論回答） （5）能源的短缺和環(huán)境的惡化是當(dāng)今社會存在的重大問題，為了節(jié)約能源和保護環(huán)境，談?wù)勀銓⒃趺醋觯? （學(xué)生討論回答） [課堂訓(xùn)練] 3．“能源危機”是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題。對此，以下措施可行的是（ ） A．人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費和人為毀壞物品　 B．關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站 C．各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站 D．停止使用石油資源，而以核能和太陽能取代 4．關(guān)于能量耗散，下列說法中正確的是 （ ） A．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量減少了 B．能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性 C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了 D．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度，反映出自然界中宏觀過程的方向性 課堂小結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？ 一、能量守恒定律 1．能量守恒定律的內(nèi)容 2．能量守恒定律的表達式 ： E初＝E終；ΔE增＝ΔE減 二、能源和能量耗散 1．能量耗散(能量轉(zhuǎn)化的方向性） 　　 2．節(jié)約能源的意義 課后練習(xí)： 1．自由擺動的秋千擺動的幅度越來越小,下列說法中正確的是 (　 　) A．機械能守恒 B．能量正在消失 C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化 D．減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒。 2．運動員把原來靜止的足球踢出去,使足球獲得了100 J的動能,則在運動員踢球的過程中,運動員消耗的體能 (　 　) A．等于100 J　　B．大于100 J　　C．小于100 J　　D．無法確定 3．下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認識正確的是 ( ) A．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 B．某個物體的能減少．必然有其他物體的能增加 C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不可能制成的 D．手搖發(fā)電機發(fā)電使燈泡發(fā)光是機械能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為光能和熱能 4．下列說法正確的是 (　 　) A．某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加 B．因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的 C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了 D．能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的 5．設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊，并留在木塊中不再射出，子彈鉆入木塊深度為d，木塊前進的距離為L，子彈和木塊相互摩擦力恒為f。求： （1）子彈和木塊組成的系統(tǒng)損失的機械能； （2）因摩擦產(chǎn)生的熱量；