能量守恒定律與能源教案2篇

課題

能量守恒定律與能源

課時

1課時

教

材

分

析

1．本節(jié)是對本章知識內(nèi)容的總結(jié)和擴(kuò)展。能量就是從千差萬別的各種自然現(xiàn)象中抽象出來的概念。學(xué)生學(xué)習(xí)到這里，已經(jīng)可以從機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒擴(kuò)展到自然界各種能量的轉(zhuǎn)化和守恒了。

2．能量從更深的層次上反映了物質(zhì)運動和相互作用的本質(zhì)。能量守恒定律是人們認(rèn)識自然的重要工具。能源關(guān)系到人們的衣食住行，關(guān)系到國家的興旺發(fā)達(dá)。能源的開發(fā)和利用，是關(guān)系人類生存和發(fā)展的一個重大的社會問題。這一節(jié)教學(xué)目標(biāo)的落腳點是使學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、形成可持續(xù)發(fā)展的意識上。

3．本節(jié)“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質(zhì)疑的范例，它引導(dǎo)我們考慮能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。通過實例說明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可以被人直接利用的能量在逐漸減少，這就是能量耗散現(xiàn)象。所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源。

內(nèi)

容

標(biāo)

準(zhǔn)

通過能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識提高效率的重要性。了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系，知道可持續(xù)發(fā)展的重大意義。

具

體

要

求

1．了解能量守恒，了解能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有方向性，知道不可能把已耗散的能量又沿相反方向自發(fā)地聚集起來，知道提高能源利用效率的重要性。

2．了解人類對能源的開發(fā)與利用和人類生存、社會發(fā)展的關(guān)系。

3．能用一些事例說明能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系，有節(jié)約能源的意識，知道可持續(xù)發(fā)展的意義。

教

學(xué)

探

討

1．著重強(qiáng)調(diào)“守恒”的思想和觀念。它應(yīng)該伴隨學(xué)習(xí)物理學(xué)的全過程，但是它又是一個不斷體驗和深化理解的過程。因此在安排教學(xué)時，應(yīng)采取循序漸進(jìn)的方式?？梢詮臍v史的淵源入手，從現(xiàn)實經(jīng)驗入手，讓學(xué)生先接受這么一種思想和觀點，在此基礎(chǔ)上不斷加深認(rèn)識。也可以在機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)上認(rèn)識和理解。

2．由于能源與每個人都息息相關(guān)，大家都想更深入地了解它，所以這一課的教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生更多地參與進(jìn)來。從課前的資料搜集到課上的成果展示都是以學(xué)生為主體，老師只是導(dǎo)演，學(xué)生成為“明星演員”。

3．在教學(xué)中通過各種教學(xué)手段（包括學(xué)生實驗），激發(fā)學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的動機(jī)和興趣，其中特別注意用相互聯(lián)系的觀點來使學(xué)生認(rèn)識世界，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)生通過這一階段的學(xué)習(xí)，認(rèn)識實物的能力將會產(chǎn)生質(zhì)的變化。

教

學(xué)

目

標(biāo)

知識與技能

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗。

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。

情感，態(tài)度與價值觀

1．通過能量守恒定律的教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)略物理規(guī)律的和諧美和簡潔美，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲。

2．培養(yǎng)學(xué)生參與科技活動的熱情，勇于探索與日常生活有關(guān)的物理問題。

3．通過能源和環(huán)境的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的意識和為社會服務(wù)的責(zé)任感。

重

點

難

點

教學(xué)重點

1．能量守恒定律的內(nèi)容；

2．應(yīng)用能量守恒定律解決問題。

教學(xué)難點

1．理解能量守恒定律的確切含義；

2．能量轉(zhuǎn)化的方向性。

教

學(xué)

方

法

1．教師啟發(fā)、引導(dǎo)；

2．學(xué)生自主閱讀、思考，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。

設(shè)

計

理

念

1．對能量守恒定律這一知識點的教學(xué)，通過學(xué)生舉例和演示實驗，說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，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。應(yīng)用先猜想、后用實驗檢驗的方法，讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程，體會科學(xué)研究的方法，調(diào)動學(xué)生的能力，對學(xué)過的知識重新編排和整合，創(chuàng)造性地應(yīng)用于新的物理情景之中，解決物理問題。通過中微子發(fā)現(xiàn)這一歷史事件培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀和方法論。同時從能量守恒的教學(xué)中嘗試讓學(xué)生品味科學(xué)美。

2．對能量耗散的教學(xué)，先舉例幫助學(xué)生建立自然界的宏觀過程具有方向性的概念，然后通過探究生活中的事例建立能量耗散的概念。用專題的形式幫助學(xué)生建立能量和環(huán)境的關(guān)系，和節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的緊迫感，使學(xué)生認(rèn)識到可持續(xù)發(fā)展的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生對社會的責(zé)任感。對設(shè)計的問題情景，先讓學(xué)生獨立思考，完成不了的，再小組討論，組內(nèi)交流，組與組之間交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。

教學(xué)流程設(shè)計

教師活動

學(xué)生活動

情

景

導(dǎo)

入

新

課

1．提出問題：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請同學(xué)們說出你所知道的能量形式。我們還知道不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請你舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子。

2．播放能量轉(zhuǎn)化的資料，讓學(xué)生觀看后思考：有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化？

3．演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放入面粉，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到面粉中。

思考：小木塊運動過程中機(jī)械能是否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

4．演示實驗2：用手提物理課本勻速上升，讓學(xué)生分析機(jī)械能的變化情況。這個物體在運動過程中機(jī)械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，機(jī)械能是怎樣變化的？

5．指出：物體所處的系統(tǒng)機(jī)械能守恒是有條件的，當(dāng)外力對物體做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，此時外力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化．

6．聽取學(xué)生匯報，總結(jié)點評。回答學(xué)生可能提出的問題。

7．引入課題：從這兩個例子中我們可以看到，機(jī)械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，當(dāng)涉及到多個能量之間的相互轉(zhuǎn)化時，我們應(yīng)該怎樣研究這些能量之間的關(guān)系呢？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，一個物體的能量減少，必定其他物體能量增加，能量的總和并沒有不化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。

1．思考并回答問題，列舉實例。

2．觀看資料，進(jìn)行思考。

3．思考：小球運動過程中機(jī)械能是否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

4．小球在運動過程中機(jī)械能不守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈力做功，在小球下落的過程中，除了受到的重力做功之外，還有面粉對它做功，面粉對鐵球做負(fù)功，鐵球在下落過程中機(jī)械能是減少的。

5．觀察實驗并積極思考。在各自獨立思考的基礎(chǔ)上相互交流。討論后發(fā)表見解。這個物體在運動過程中機(jī)械能不守恒，原因是不符合機(jī)械能守恒定律成立的條件，有外力對物體做了功，這個力是人對物體向上的拉力．在運動過程中，物體動能沒有發(fā)生變化，而物體的重力勢能增加了，所以系統(tǒng)的機(jī)械能是增加的。

進(jìn)行新課

一、能量守恒定律

1．讓學(xué)生閱讀28頁的有關(guān)能量守恒定律建立的過程，回答相應(yīng)的問題。

2．引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義？導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么？

3．引導(dǎo)學(xué)生理解變式表述：①物體系統(tǒng)內(nèi)，某些形式能的增加等于另一些形式能的減?。虎谖矬w系統(tǒng)內(nèi)，某些物體的能量的增加等于另一些物體的能量的減小。上述表述是利用能量守恒定律分析問題時建立數(shù)學(xué)關(guān)系式的依據(jù)。

4．多媒體播放能量守恒定律的建立過程。

5．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)器即永動機(jī)，這樣的機(jī)器能不能制成？為什么？

6．總結(jié)能量守恒定律的意義：能量守恒定律的建立過程，是人類認(rèn)識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式，和諧美是科學(xué)的魅力所在。

7．引出下一課題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？

二、能源和能量耗散

8．引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會發(fā)展所起的作用；人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

9．什么是能量耗散？能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解？從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性理解能量的耗散。

10．我們?yōu)槭裁匆?jié)約能源呢？

11．指出：正是因為能量轉(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的。

12．多媒體播放世界能源的解決途徑。

1．在教師的指導(dǎo)下閱讀教材并大聲朗讀能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式．或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變。

2．在教師引導(dǎo)下理解變式表述。

3．導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是確立了永動機(jī)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)系與轉(zhuǎn)化。

4．認(rèn)真觀看。感受能量守恒定律的建立過程，是人類認(rèn)識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式，和諧美是科學(xué)的魅力所在。

5．認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題。

6．認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題。理解能量轉(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的。

7．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，我們也無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。

8．理解能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧恕?/p>

9．通過材料的閱讀，加深對能源的理解。

課

堂

總

結(jié)

引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容；

組織學(xué)生在交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行小結(jié)；

對學(xué)生在交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行小結(jié)。

1．根據(jù)要求回顧本節(jié)知識內(nèi)容；

2．認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容；

3．在相互交流的基礎(chǔ)上做好小結(jié)。

4．聽講。

當(dāng)堂鞏固

1．下列說法正確的是（）

A．燃料燃燒時把自己的熱量釋放出去，它還會自動聚集起來供人類重新利用

B．熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫問題，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體

C．自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源

D．兩種氣體放到一個容器內(nèi)，總會均勻地混合到一起，但不會再自發(fā)地分離開來。

2．指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況：

(1)植物的光合作用；

(2)雨天時發(fā)生雷電；

(3)人在跑步時，身體發(fā)熱；

(4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光；

風(fēng)吹動帆船前進(jìn)。

3．如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點滑至B點，接著沿水平路面滑至C點停止。人與雪橇的總質(zhì)量為70 kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題：

(1)人與雪橇從A到B的過程中，產(chǎn)生的熱量為多少？

(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小。(g=10m/s2)

4．一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大?。ń^對值）為A，斜面對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。當(dāng)用這些量表達(dá)時，小滑塊的動能的改變（指末態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？

1．根據(jù)要求完成隨堂練習(xí)設(shè)計。

2．通過練習(xí)總結(jié)得出：利用能量守恒定律解題的步驟：

①選取研究對象：物體系。

②分析研究對象所經(jīng)歷的物理過程，判斷有哪些形式的能參與了相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。

③分析有哪些形式能的增加了，哪些形式能的減小了；或分析哪些物體的能量的增加了，哪些物體的能量的減小了。

④根據(jù)能量守恒定律的變式表述列方程，進(jìn)行求解。

板書設(shè)計

10能量守恒定律與能源

1．在一定的條件下，各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；

2．能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式。或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變。

3．能量守恒定律的變式表述：（1）物體系統(tǒng)內(nèi)，某些形式能的增加等于另一些形式能的減??；（2）物體系統(tǒng)內(nèi)，某些物體的能量的增加等于另一些物體的能量的減小。

4．能源和能量耗散

課 題

7.10 能量守恒定律與能源

課 型

新授課（2課時）

教 學(xué) 目 標(biāo)

知識與技能

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．

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．

情感，態(tài)度與價值觀

1．用能量的觀點分析問題應(yīng)該深入學(xué)生的心中，因為這是最本質(zhì)的分析方法．

2．感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識．

教學(xué)重點、難點

教學(xué)重點

1．能量守恒定律的內(nèi)容．

2．應(yīng)用能量守恒定律解決問題．

教學(xué)難點

1．理解能量守恒定律的確切含義．

2．能量轉(zhuǎn)化的方向性．

教 學(xué) 方 法

探究、講授、討論、練習(xí)

教 學(xué) 手 段

教具準(zhǔn)備

投影儀、教學(xué)錄像或課件、玻璃容器、沙子、小鐵球、水、小木塊．

教 學(xué) 活 動

[新課導(dǎo)入]

師：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請同學(xué)們說出你所知道的能量形式．我們還知道不同量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子．

生1：電燈能夠發(fā)光是因為電能轉(zhuǎn)化為了光能．

師：當(dāng)電燈發(fā)光的同時．還能感覺到電燈是熱的，說明什么問題呢?

生1：說明在電能轉(zhuǎn)化為光能的同時還產(chǎn)生了熱能．

生2：我舉一個例子，當(dāng)兩個物體相互摩擦的時候，它們的溫度會升高，這個過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

生3：在火箭發(fā)射的時候，推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能．

生4：汽車在行駛過程中，汽車內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能．

師：剛才同學(xué)們分析得都很好，看起來自然界除了我們在上幾節(jié)學(xué)過的機(jī)械能之外，還有各種各樣的能量，機(jī)械能守恒定律成立的條件是什么?

生：機(jī)械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈力做功．

師：我們看一下下面幾種情況下物體所處的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．

[新課教學(xué)]

一、能量守恒定律

(演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放人沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中)

師：大家看這樣一個問題：小球運動過程中機(jī)械能是否守恒?請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況．

生：小球在運動過程中機(jī)械能不守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈力做功，在小球下落的過程中，除了受到的重力做功之外，還有沙子對它做功，沙子對鐵球做負(fù)功，鐵球在下落過程中機(jī)械能是減少的．

師：從這個問題中我們可以得到什么結(jié)論?

生：外力(除了重力和彈力之外的力)對系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能減少．

[演示實驗2：用手提一個物體勻速上升，讓學(xué)生分析機(jī)械能的變化情況(物體可以是身邊的物體，例如黑板擦、課本等等)]

師：這個物體在運動過程中機(jī)械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，機(jī)械能是怎樣變化的?

生：這個物體在運動過程中機(jī)械能不守恒，原因是不符合機(jī)械能守恒定律成立的條件，有外力對物體做了功，這個力是人對物體向上的拉力．在運動過程中，物體動能沒有發(fā)生變化，而物體的重力勢能增加了，所以系統(tǒng)的機(jī)械能是增加的．

師：我們可以得出什么結(jié)論?

生：當(dāng)外力(除了重力或彈力以外的力)對物體做正功，物體的機(jī)械能增加，物體機(jī)械能的增加量等于外力對物體做的功．

師：從這兩個例子中我們能夠得出什么結(jié)論?

生：物體所處的系統(tǒng)機(jī)械能守恒是有條件的，當(dāng)外力對物體做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，此時外力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化．

師：這里的外力是指的什么?

生：這里的外力是指的除了物體本身重力和彈力之外的力．

師：這個結(jié)論叫做功能原理．從這兩個例子中我們可以看到，機(jī)械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，當(dāng)涉及到多個能量之間的相互轉(zhuǎn)化時，我們應(yīng)該怎樣研究這些能量之間的關(guān)系呢?

師：下面大家閱讀28頁中有關(guān)能量守恒定律建立的過程，回答相應(yīng)的問題．

(學(xué)生閱讀課本，總結(jié)能量守恒定律的表達(dá)方式)

師：導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么?

生：導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是確立了永動機(jī)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)系與轉(zhuǎn)化．

師：能量守恒定律的內(nèi)容是什么?

生：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式．或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變．

師：能量守恒定律是一個人發(fā)現(xiàn)的嗎?

生：能量守恒定律不是一個人發(fā)現(xiàn)的，到了19世紀(jì)40年代前后．科學(xué)界已經(jīng)形成一種思想氛圍，即用聯(lián)系的觀點去觀察自然，各種不同能量可以相互轉(zhuǎn)化，這預(yù)示著，到了把分立環(huán)節(jié)

連成一體的時候了，也就是到了建立能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的時候了，不同國家、不同領(lǐng)域的十幾位科學(xué)家，以不同的方式，各自獨立提出了能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體．而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中．能量的總和保持不變．

師：看起來能量守恒定律是人類進(jìn)步的一個必然的結(jié)果，那么對能量守恒定律作出貢獻(xiàn)比較大的科學(xué)家是誰呢?

生：對能量守恒定律貢獻(xiàn)比較大的科學(xué)家有：德國物理學(xué)家和醫(yī)生邁爾，英國物理學(xué)家焦耳，德國物理和生理學(xué)家女姆霍茲等人．

師：現(xiàn)在看一個科教片：能量守恒定律的建立過程．

(多媒體播放能量守恒定律的建立過程)(參考案例)

能量守恒定律是建立在自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上的，從16世紀(jì)到18世紀(jì)．經(jīng)過伽利略、牛頓，惠更斯、萊布尼茨以及伯努利等許多物理學(xué)家的認(rèn)真研究，使動力學(xué)得到了較大的發(fā)展，機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想，在這一時期已經(jīng)萌發(fā)．18世紀(jì)末和19世紀(jì)初，各種自然現(xiàn)象之間聯(lián)系相繼被發(fā)現(xiàn)．倫福德和戴維的摩擦生熱實驗否定了熱質(zhì)說．把物體內(nèi)能的變化與機(jī)械運動聯(lián)系起來．1800年發(fā)明伏打電池之后不久，又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和其他的一些電磁現(xiàn)象．這一時期，電流的化學(xué)效應(yīng)也被發(fā)現(xiàn)，并被用來進(jìn)行電鍍．在生物學(xué)界，證明了動物維持體溫和進(jìn)行機(jī)械活動的能量跟它所攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)，自然科學(xué)的這些成就，為建立能量守恒定律作了必要的準(zhǔn)備．能量守恒定律的最后確定，是在19世紀(jì)中葉由邁爾、焦耳和荄姆霍茲等人完成．德國醫(yī)生邁爾是從生理學(xué)的角度開始對能量進(jìn)行研究的．1842年，他從“無不生有，有不變無”的哲學(xué)觀念出發(fā)．表達(dá)了對能量轉(zhuǎn)化和守恒思想，他分析了25種能量的轉(zhuǎn)化和守恒現(xiàn)象，成為世界上最先闡述能量守恒思想的人．英國物理學(xué)家焦耳從1840年到1878年將近40年的時間里．研究了電流的熱效應(yīng)，壓縮空氣的溫度升高以及電、化學(xué)和機(jī)械作用之間的聯(lián)系，做了400多次實驗，用各種方法測定了熱和功之間的當(dāng)量關(guān)系，為能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的實驗基礎(chǔ)．在1847年，當(dāng)焦耳宜布他的能量觀點的時候，德國學(xué)者荄姆霍茲在柏林也宜讀了同樣課題的論文．在這篇論文里，他分析了化學(xué)能、機(jī)械能、電磁能、光能等不同形式的能的轉(zhuǎn)化和守恒，并且把結(jié)果跟永動機(jī)不可能制造成功聯(lián)系起采，他認(rèn)為不可能無中生有地創(chuàng)造一個永久的推動力，機(jī)器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．女姆霍茲在論文里對能量守恒定律作了一個清晰、全面而且概括的論述，使這一定律為人們廣泛接受．在19世紀(jì)中葉，還有一些人也致力于能量守恒地研究．他們從不同的角度出發(fā)，彼此獨立地研究，卻幾乎同耐發(fā)現(xiàn)了這一偉大的定律．因此，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果．此時，能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得到了科學(xué)界的普遍承認(rèn)．這一原理指出：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，對應(yīng)于不同的運動形式，能量也有不同的形式，如機(jī)械運動的動能和勢能，熱運動的內(nèi)能．電磁運動的電磁能，化學(xué)運動的化學(xué)能等，他們分別以各種運動形式特定的狀態(tài)參量來表示。當(dāng)運動形式發(fā)生變化或運動量發(fā)生轉(zhuǎn)移時，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)化和傳遞中總能量始終不變．恩格斯曾經(jīng)把能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為“偉大的運動基本規(guī)律”，認(rèn)為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一．(另兩個發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞學(xué)說，達(dá)爾文的生物進(jìn)化論)

師：通過學(xué)習(xí)能量守恒定律，你受到了什么啟示?

生：能量守恒定律的建立過程，是人類認(rèn)識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式．和諧美是科學(xué)的魅力所在．

師：這位同學(xué)總結(jié)得很好，美是無處不在的，物理學(xué)中更是處處存在著美，希望同學(xué)們在學(xué)習(xí)中注意發(fā)現(xiàn)，注意體會，這樣我們的學(xué)習(xí)將會更加的豐富多彩．

[課堂訓(xùn)練]

下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)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(jī)器——永動機(jī)是不可能制成的

D。石子從空中落下，最后慘止在地面上，說明機(jī)械能消失了

解析；能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的守恒．在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移．不需要任何外界動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器是違背能量守恒定律的，是永遠(yuǎn)不可能制成的．機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不會消失的．

A選項是指不同形式的能量間在轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中是守恒的．B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移過程中是守恒的．這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移．任何永動機(jī)都是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，所以ABC正確．D選項中石子的機(jī)械能在變化，比如受空氣阻力作用，機(jī)械能可能要減少，但機(jī)械能并沒有消失，能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生，也不能消失．故D是錯的．

說明：此題考查能量守恒定律的理解，以及對水動機(jī)的認(rèn)識，凡是違背能量守恒定律的永動機(jī)是永遠(yuǎn)不能制成的．

二、能源和能量耗散

師：大家下面思考這樣一個問題：既然能量是守恒的，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源．帶著這個問題．大家閱讀課本第28頁到29頁有關(guān)能量和能量耗散的內(nèi)容，回答相關(guān)問題．

(學(xué)生閱讀教材，了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會發(fā)展所起的作用；人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染)

師：什么是能量耗散?

生：然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．

師：能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?

生：能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少．但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧耍?/p>

師：這說明什么問題?

生：這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性．

師：我們?yōu)槭裁匆?jié)約能源呢?

生：正是因為能量轉(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的．

生：節(jié)約能源同時開發(fā)可再生能源．

師：通過下面材料的閱讀。加深你對能源的理解．

學(xué) 生 活 動