高中物理《能量守恒定律与能源》教案9 新人教版必修2
10.能量守恒定律与能源-人教版必修2教案
能量守恒定律与能源-人教版必修2教案一、教学目标1.了解能量守恒的含义和基本定律;2.掌握能量转化的基本方式;3.培养学生思考能源使用的合理性和节约意识。
二、教学重难点1.重点:能量守恒的含义和能量转化的基本方式;2.难点:能源的合理使用和节约意识的培养。
三、教学环节及内容1. 热能与能量转化(20min)1.简述能量的含义及形式,介绍热能在能量转化中的重要性;2.讨论不同物质在受热时的变化过程,引导学生发现热能转化的现象。
2. 能量守恒定律(30min)1.展示物体在不同场合下的能量转化过程;2.介绍能量守恒定律的概念及其表达式;3.讨论有关实例,引导学生理解能量守恒定律的意义。
3. 能源的种类及使用(40min)1.就现有人类生活和工业生产中常用的各种能源,介绍它们的来源、性质、优点和缺点;2.引导学生思考有关能源使用存在的问题,如能源的浪费、地球环境的污染等;3.通过配合实例,让学生理解探究新型能源对于人类未来的作用。
四、教学方法及手段1.情境教学法:通过一些常见的、生动有趣的实例,引起学生的情感共鸣,使他们在真实情境下亲身感受和认知能量守恒的主要内容和意义。
2.探究式学习法:通过对一些有关能源的问题进行提问和探究、让学生思考、交流、发表意见,使他们逐步认识能源对人类的作用重要性。
3.影音教学法:通过结合一些教育影视资料,配以实地参观、讨论、讲解等教学手段,使学生在情境中收获体验感和实践感。
五、教学评估1.学生学习笔记及讨论记录;2.课后练习。
3.课堂小测验六、教学反思1.因材施教,根据学生的实际情况及时调整教学步骤,使教学更有针对性和可操作性;2.引导学生了解能源知识的同时,加强对能源的管理、降低能源的消耗,培养学生的环保意识和节能意识,做到应用和理论相结合。
人教版高中物理必修二教学设计-能量守恒定律与能源
10 能量守恒定律与能源整体设计本节从能量守恒定律入手,从机械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展,阐述了能量守恒定律推出的艰辛历程,让学生感受物理规律得出的历程,使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神.并且指出能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进步的结果,展示了科学的和谐美.教材第二部分,能源和能量耗散,从生活实际出发,让学生了解自然界中热传导过程和能量转化、转移是有一定方向的,让学生了解能源对人类文明的意义和由能源带来的环境问题,引入可持续发展的概念.让学生认识节约能源,开发新能源与可持续发展的关系,可以让学生通过查阅相关材料,提出自己的见解.思考怎样探索和使用未来的理想能源,使学生体会物理学与技术发展的互动关系.建议本节采取开放式的教学形式,让学生通过预习查找资料,谈谈自己对能量的认识.特别应该对教材中“思考与讨论”栏目中所说的“既然能量是守恒的,不可消灭,为什么我们还要节约能源?”的话题进行讨论.在讨论中逐渐使学生认识到,能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质.能量守恒定律是人们认识自然的重要工具.能源关系到人们的衣食住行,关系到国家的兴旺发达,能源的开发和利用,是关系人类生存和发展的一个重大的社会问题.这一节教学目标的落脚点应放在使学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识上.本节课为物理规律与实际生活的结合课程,重点为物理规律与实际问题的辩证关系,课堂教学要大量引用其他相关学科的知识,比如地理、历史等.教学重点能量守恒定律的内容.教学难点理解能量守恒定律的确切含义,知道既然能量守恒为什么还要节约能源.课时安排1课时三维目标知识与技能1.了解什么是常规能源,什么是新型能源.2.知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现.3.通过能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性.4.了解能源与人类生存和社会发展的关系,使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义.过程与方法1.通过指导学生分析事例,培养学生分析问题和理论联系实际的能力.2.通过指导学生阅读教材,培养学生的自学能力.情感态度与价值观1.了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题,树立环保意识.2.感知我们周围能源的耗散,树立节能意识.教学过程新课导入情景导入在20世纪的最后几分钟里,一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录,在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生.中国、日本和韩国的62名青年学生成功推倒340多万张骨牌,一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录.这就是“多米诺骨牌效应”,该效应产生的能量是十分巨大的.大不列颠哥伦比亚大学物理学家A.怀特海德曾经制作了一组骨牌,共13张,第1张最小,长9.53 mm,宽4.76 mm,厚1.19 mm,还不如小手指甲大.以后每张体积扩大1.5倍,这个数据是按照一张骨牌倒下的时候能推倒一张1.5倍体积的骨牌而选定的.最大的第13张长61 mm,宽30.5 mm,厚7.6 mm,把这套骨牌按适当间距排好,轻轻推倒第1张,必然会波及到第13张,第13张骨牌倒下时释放的能量比第1张牌倒下时整整要扩大20多亿倍.而按同样比例制作的第32张骨牌倒下时释放的能量将高达1.24×1015J,又扩大了20多亿倍.不过,A.怀特海德毕竟未能制作第32张骨牌,因为它将高达415 m,两倍于纽约帝国大厦.如果真有人制作了这样一套骨牌,那摩天大厦就会在一指之力下被轰然推倒!这种巨大的能量从何而来?能量之间又是如何转化的?故事导入在2004年,某杂志报道,一位家住“河南郑州二七区齐扎阎乡”,自称是“新加坡籍华人”“博士、院士、专家委员”名为“梁星人”的一个人,成了当时的网上名人,其原因是他声称建成了“宇宙引力能永动机”,并获得了中国专利(实际上只是申请了专利,还未获得批准),而且还有一家“海南星人永动机发电厂有限公司”正在生产改永动机装备的车辆,你分析一下制造这种永动机的可行性.问题导入我国人均能源占有量只有世界平均值的1/4,解决我国的能源问题的基本方针是:能源开发与节约并重.但有人认为“能量是守恒的”,不需要节约,谈一下你对此的看法,并观察周围可利用的能源哪些是“绿色的”.新闻导入2003年12月8日国内某媒体报道了下面的这则消息:这个冬天,对于湖南长沙市的150多万市民来说,将格外漫长,因为从今年11月30日起,可能一直要持续到明年三月份,这里的市民,将分区分片“享受”每连续供电三天后,停电24小时的“待遇”.《某某晚报》11月27日的报道中,已经赫然出现了商店秉烛营业的景观.长沙并不是唯一的例子,从今年春天就开始逐渐浮出水面的电力危机,在盛夏季节达到一个短暂的高峰,至今这个阴影仍然挥之不去,影响范围先后涉及到全国几乎三分之二的省份,有人戏称,中国电力市场又退回到了20世纪80年代.仅仅是电力吗?似乎没有这么简单,入秋之后,柴油的紧张状况,从珠江三角洲到长江三角洲,从福建到浙江,已经形成了一种新的“流行病”,即使在北京地区,限量供应的情况也再次出现,就差没有“凭票供应”了.同学们思考,为什么会出现能源危机?如何应对?推进新课一、能量守恒定律问题:在验证机械能守恒定律的实验中,重物带着纸带下落时,计算结果发现,减少的重力势能的值大于增加的动能的值,即机械能的总量在减少.原因就是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等.是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢?学生根据所学知识总结归纳:没有,它转化成为除机械能外的其他的能量了.教师引导:它转化成了机械能外的其他形式的能量,除重力、弹力之类的力外,其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程,实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程,在转化的过程中,能的总量是不变的.这是大自然的一条普遍的规律,而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况.问题:验证机械能守恒定律中,减少的机械能转化为内能.生活中还有很多这样能量转化或转移的例子,同学们能否举出几例,并说明其中的能量转化或转移过程?参考案例:−空气的机械能转移到柳枝上.1.风吹动柳枝摆动−→−内能由火炉转移到冰.2.放在火炉旁的冰融化变热−→−电能转化为光能.3.电流通过灯泡,灯泡发光−→−光能转化为化学能.4.植物进行光合作用−→思维拓展课件展示各种图片,让学生认真观察,并说明各种装置能量的转化情况.通过图片展示,让学生更加形象地感受能量的转化或转移过程,为能量守恒定律的提出作准备.学生通过认真观察图片并回顾相关知识,归纳总结:图1:太阳能电站:太阳能转化为电能图2:内燃机车:内能转化为机械能图3:水电站:机械能转化为电能图4:水果电池:化学能转化为电能从上面的例子我们可以看出,能量之间是可以相互转化或转移的.引导学生阅读教材,说出能量守恒定律的内容,并引用教材上的话,说明能量守恒定律的建立有何重大意义.师生总结:1.能量守恒定律的内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变.2.定律的表达式:E初=E终ΔE增=ΔE减3.发现能量守恒定律的意义:能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进步的结果,它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.重点说明:该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是学习物理学的一条主线.在应用中,要分清系统中有多少种形式的能,发生了哪些转化和转移.例一小滑块放在凹形斜面上,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C,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?解答:根据动能定理,动能的改变等于外力做功的代数和,其中做负功的有空气阻力、斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功,实际上为摩擦阻力的功),因此ΔE k=A-B+C-D;根据重力做功与重力势能的关系,重力势能的减少等于重力做的功,因此ΔE p=-C;滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功,因此ΔE=A-B-D.二、能源和能量耗散问题:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源?情景引导:有些事可以倒过来进行,但有些事情却是不可能倒过来进行的.你可以向前走路,也可以倒退着走路,但是,打碎的镜子不可能自动复原成原来完好的样子,冒起的煤烟和散开的炭灰不可能重新组合成一堆煤炭.类似的,自然界中自发的能量的转化和转移也具有某种方向性.问题:根据上面的提示,能否举出生活中关于这种方向性的例子,并说明其中能量的变化? 参考案例:1.草地上滚动的足球,逐渐慢下来,最后静止,足球不能主动从静止开始运动.足球的机械能减少,转化成内能,内能不能自发地转化为机械能.2.同学们围着火炉取暖,热量从高温的火炉转移到同学们身上,同学们却不能利用比自身温度低的物体取暖.热能够自动地从高温的火炉向人体传输却不能从低温物体自发地向高温物体传输.师生总结:与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的.例如:摩擦力做功的过程,要损耗机械能而生热,产生的热不可能全部转化为机械能.在其他的宏观过程中也是如此,例如:两种气体放到一个容器内,总会均匀地混合到一起,但不会再自发地分离开来.通过实例说明,在能量的转化和转移过程中,能的量是守恒的,但能量的品质却降低了,可被人直接利用的能在逐渐减少,这是能量耗散现象.所以,能量虽然守恒,但我们还要节约能源.阅读课本,举例说明自然界能量转化过程的方向性,如:冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香水、松弛后的发条等.学生交流:自然现象的变化也具有类似的不可逆性,例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲.因此人类不仅要珍惜能源和资源,还要自觉地保护自然.总结:能量耗散1.能量耗散:流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散.2.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.例2 下列判断正确的是()A.电流的能不可能全部变为内能B.在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变为电能C.热机中,燃气内能不可能全部变为机械能D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析:凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,电流的能可全部变为内能(由电流热效应中的焦耳定律可知),而内能不可能全部变成电流的能.机械能可全部变为内能,而内能不可能全部变成机械能.在热传导中,热量只能自发地从高温物体传递给低温物体,而不能自发地从低温物体传递给高温物体,所以选项B、C、D正确.答案:BCD阅读材料:课件展示阅读材料,让学生了解能源和环境是两个全球所关注的问题,能源是现代社会生活的重要物质基础,而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾,同时大量消耗常规能源带来了环境问题,正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责.(一)常规能源1.能源:凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源.2.常规能源:人们把煤、石油、天然气叫做常规能源,人类消耗的能量主要是常规能源.3.常规能源的储藏是有限的.4.常规能源的大量消耗带来了环境问题.(1)温室效应:温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的.石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳.(2)酸雨:大气中酸性污染物质,如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等,在降水过程中溶入雨水,使其成为酸雨.煤炭中含有较多的硫,燃烧时产生二氧化硫等物质.(3)光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾,主要成分是臭氧.另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染.常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康,又影响动植物的生长,损坏建筑物及文物古迹,严重时可改变大气的性质,使生态受到破坏.(二)绿色能源的开发和利用常规能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染,使得新能源的开发成为当务之急.绿色能源:在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源.人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种:1.风能.2.水流(河流、潮汐)能.风能和水流能是可再生能源.而石油、煤炭是不可再生能源.3.太阳能.4.氢能源.5.反物质能.大自然赐给人类的绿色能源储量丰富,只要我们科学开发、合理利用,必将对人类作出前所未有的贡献.课堂小结新课程更多地与社会实际相联系,鼓励学生提出问题.本节“思考与讨论”对能源问题做了讨论,这是一个质疑的范例,它引导我们考虑能量转化和转移的方向性.从物理学的角度研究宏观过程的方向性,在现阶段只需用一些简单的实例,让学生初步地体会一下就可以了.例如:摩擦力做功的过程,要损耗机械能而生热,产生的热不可能全部转化为机械功.在其他的宏观过程中也是如此,例如:两种气体放到一个容器内,总会均匀地混合到一起,但不会再自发地分离开来.通过实例说明,在能量的转化和转移过程中,能量是守恒的,但能量的品质却降低了,可被人直接利用的能在逐渐减少,这是能量耗散现象.所以,能量虽然守恒,但我们还要节约能源.布置作业1.教材“问题与练习”第1、2题.2.设想有一间房间,与外界没有热量交换,完全绝热.房间里有一台电冰箱在工作,如果电冰箱的门是开着的,那么,房间里的温度会变化吗?认真讨论一下,形成书面材料,与同学们交流.板书设计10 能量守恒定律与能源一、能量守恒定律⎩⎨⎧建立过程内容.2.1二、能量耗散⎩⎨⎧有方向性自然界中的宏观过程具能量耗散.2.1 三、能源⎩⎨⎧绿色能源的开发和利用常规能源.2.1活动与探究课题:永动机目的:通过具体的能量转化的分析,说明永动机不能制造的理由.内容:有人设计了这样一台“永动机”:距地面一定高度架设一个水槽,水从槽底的管中流出,冲击一个水轮机,水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮.他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去,这样循环不已,机器不停地转动,就可以永久地用砂轮磨制工件做功了.分析这种装置的能量转化过程并判断能否制造.习题详解1.解答:家用电饭锅是把电能转化为内能;洗衣机是把电能转化为动能,等等.2.解答:(1)依题意可知,三峡水库第二期蓄水后,用于发电的水流量为:1.35×104m3/s-3 500 m3/s=10 000 m3/s,每秒钟转化为电能的是:mgh×20%=ρVgh×20%=1.0×103×1.0×104×10×135×20% J/s =2.7×109J/s发电功率最大是2.7×109W=2.7×106 kW.(2)设三口之家每户的家庭生活用电功率为1 kW,考虑到不是每家同时用1 kW的电,我们平均每家同时用电0.5 kW,则三峡发电站能供给5.0109.26=5.4×106户用电,人口数为3×5.4×106=16.2×106人,即可供16个百万人口城市的生活用电.设计点评本节重点是让学生体会能量守恒定律的发现过程与能源危机,培养学生节约能源、保护环境的环保意识.教学中通过大量的实例,采取开放式的教学形式,让学生通过预习查找资料,发表自己对能量的认识.在能源和能量耗散方面,本教学设计从生活实际出发,让学生了解了自然界中热传导过程和能量转化、转移具有方向性,让学生了解了能源对人类文明的意义和由能源带来的环境问题,引入了可持续发展的概念.让学生了解了可持续发展的含义和意义,能够从自己做起,节约资源,保护环境.。
【人教版】高中物理必修二教案:7.10能量守恒定律与能
7. 10能量守恒定律与能源教课目的一、知识与技术1.认识什么是惯例能源,什么是新式能源。
2.知道能量转变和转移的方向性以及第二类永动机不行能实现。
3.经过能量转变和转移的方向性,认识提升效率的重要性。
4.认识能源与人类生计和社会发展的关系,使学生认识能源的合理利用与环境保护对可连续发展的重要意义。
二、过程与方法1.经过指导学生剖析案例,培育学生剖析问题和理论联系实质的能力。
2.经过指导学生阅读教材,培育学生的自学能力。
三、感情态度与价值观1.认识大批的能源耗费带来的全世界性环境问题,建立环保意识。
2.感知我们四周能源的耗散,建立节能意识。
教课要点能量守恒定律的内容。
教课难点理解能量守恒定律确实切含义,知道既然能量守恒为何还要节俭能源。
教课过程一、导入新课假如此刻有人说,他发了然永动机,你相信吗?二、新课教课(一)能量守恒定律1.让学生阅读教材有关能量守恒定律成立的过程,回答相应的问题。
(1)说出能量守恒定律的内容,并引用教材上的话,说明能量守恒定律的成立有何重要意义?致使能量守恒定律最后确定的两类重要事实是什么?永动机的不行能性和各样自然现象之间的互相联系和转变。
(2)指引学生理解变式表述:①物系统统内,某些形式能的增添等于另一些形式能的减小;②物系统统内,某些物体的能量的增添等于另一些物体的能量的减小。
(3)历史上曾有人假想制造一种不需要耗费任何能源就能够不停做功的机器即永动机,这样的机器能不可以制成?为何?不行能,因为它违反了能的转变和守恒定律。
2.教师与学生共同商讨并总结:(1)能量守恒定律的内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转变成其余形式,或许从一个物体转移到另一个物体,而在转变和转移过程中,能量的总量保持不变。
( 2)定律的表达式: E 初=E终 E 增= E 减。
( 3)发现能量守恒定律的意义:能量守恒定律的成立,是人类认识自然的一次重要飞跃,是哲学和自然科学长久发展和进步的结果,它是最广泛、最重要、最靠谱的自然规律之一,并且是大自然广泛和睦性的一种表现形式。
高中物理第七章机械能守恒定律第10节能量守恒定律与能源学案解析版新人教版必修2
第10节能量守恒定律与能源一、能量守恒定律1.建立能量守恒定律的两个重要事实(1)确认了永动机的不可能性。
(2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。
2.内容能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
3.意义能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃。
它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
二、能源和能量耗散1.能源与人类社会人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
自工业革命以来,煤和石油成为人类的主要能源。
2.能量耗散燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。
电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的内能,我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
3.能源危机的含义在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。
4.能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性。
所以,能源的利用是有条件的,也是有代价的,所以自然界的能量虽然守恒,但还是很有必要节约能源。
1.自主思考——判一判(1)当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多。
(√)(2)做功越多,能量的转化也越多。
(√)(3)外力对物体不做功,这个物体就没有能量。
(×)(4)煤、石油、天然气属于常规能源。
(√)(5)电能、焦炭、氢能属于一次能源。
(×)(6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭。
(×)2.合作探究——议一议(1) 一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告,在全美各地表演,展示其号称无需任何能源的发电机。
能量守恒定律与能源教案
能量守恒定律与能源教案一、教学目标1. 让学生理解能量守恒定律的概念及其在自然界中的普遍适用性。
2. 使学生掌握能源的分类、开发和利用,认识新能源的重要性。
3. 培养学生节约能源、保护环境的意识。
二、教学内容1. 能量守恒定律:能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
2. 能源分类:常规能源(煤炭、石油、天然气等)、可再生能源(太阳能、风能、水能、生物质能等)、新能源(核能、地热能、海洋能等)。
3. 能源开发与利用:煤炭、石油、天然气等常规能源的开发利用;太阳能、风能、水能等可再生能源的利用技术;核能、地热能、海洋能等新能源的研究与发展。
4. 能源与环境:能源开发利用对环境的影响;节能减排、低碳生活的重要性。
5. 节约能源、保护环境:培养学生的节能意识,提出节能措施;了解环保知识,提高环保意识。
三、教学重点与难点1. 教学重点:能量守恒定律的概念及其应用;能源的分类、开发与利用;新能源的特点及发展趋势。
2. 教学难点:能量守恒定律的微观解释;新能源技术的原理及应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生思考和探讨能量守恒定律在实际生活中的应用。
2. 采用案例分析法,介绍各类能源的开发利用实例,使学生了解能源技术的发展。
3. 开展小组讨论,让学生分享自己的节能减排经验和想法,提高环保意识。
五、教学安排1. 课时:10课时2. 教学过程:第1课时:能量守恒定律的概念及应用第2课时:能源分类与开发利用第3课时:新能源的特点及发展趋势第4课时:能源与环境第5课时:节约能源、保护环境六、教学评价1. 评价方式:过程性评价与终结性评价相结合。
2. 评价内容:a. 学生对能量守恒定律的理解和应用能力;b. 学生对能源分类、开发与利用的了解程度;c. 学生对新能源特点和发展趋势的认识;d. 学生对节约能源、保护环境的实践行动。
高中物理人教新课标教案:必修2能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源教学设计一、教学目标:1知识与技能理解能量守恒定律,能应用能量守恒定律解释简单的物理现象;了解能源与人类生存和社会发展的关系,知道可持续发展的重大意义;培养信息搜集能力和分析解决问题的能力。
2过程与方法通过能量耗散资料的搜集,说出为什么要节约能源,如何节约能源。
3情感态度与价值观通过能量守恒定律的学习,培养可持续发展观。
养成节约能源,保护环境的意识。
二、教学分析能量守恒的思想学生在初中的学习中已经接触过,因此理解起来比较容易,本节的重点是用能量守恒的思想来理解可持续发展和为什么要节约能源。
三、教学策略选择采用协作学习策略四、协作学习环境设计1初始问题通过实物(电灯等)、播放能量转化的影视(电镀、电热器等)说出他们的能量转化和感想。
2能将讨论一步步引向深入的后续问题1)举例说明能量守恒2)既然自然界能量守恒,要不要节约能源,阅读教材、搜集资料和小组讨论说明自己的观点。
3)扮演能源悲观论和能源乐观论,讨论你对能源的态度。
3要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上(即最邻近发展区)通过提问来引导讨论,切忌直接告诉学生应该做什么(即不能代替学生思维)。
4对于学生在讨论过程中的表现,要适时作出恰如其分的评价。
5学习效果评价小组对学生的评价要求(1)自主学习能力(2)协作学习过程中作出的贡献(3)是否达到意义建构的要求小组间评价(1)小组间任务分工(组织者、管理者、汇报者)确保每一个小组成员明确做什么、怎么做、和做的结果。
(2)小组间角色互换。
(3)小组学习效率。
五、学习资源设计1再现生活中应用能源的影视、图片2再现能源的应用带来环境恶化的影视、图片。
3 关于能源应用的电子图书4 关于能源的相关网站六、教学流程设计(1(2知识与技能(3)三、教学策略选择采用协作学习策略 四、协作学习环境设计初始问题们的能量转化和感想。
人教版高一物理必修二《能量守恒定律与能源》说课稿
人教版高一物理必修二《能量守恒定律与能源》说课稿一、教材简介《能量守恒定律与能源》是人教版高中物理必修二的其中一个单元,主要介绍能量守恒的基本原理和应用,以及能源的概念和分类。
通过学习这个单元,学生可以理解和掌握能量守恒定律的基本概念和应用方法,认识到能源在日常生活和社会发展中的重要性。
二、教学目标1.知识目标:–理解能量守恒定律的基本原理;–掌握计算物体势能、动能、机械能的方法;–理解能源的概念和分类;–了解能源在日常生活和社会发展中的应用。
2.能力目标:–能够进行能量转化的简单计算;–能够运用能量守恒定律解决物理问题;–具备探究和分析问题的能力。
3.情感目标:–培养学生的科学态度和科学思维;–提高学生的动手实践能力;–培养学生的创新意识和动力。
三、教学重点和难点1.教学重点:–能量守恒定律的基本原理;–能量转化的简单计算方法;–能源的概念和分类。
2.教学难点:–能量守恒定律的应用;–能量转化的例题分析。
四、教学过程设计本单元的教学过程设计分为以下四个部分:概念导入、理论探究、应用拓展和课堂总结。
1. 概念导入1.1 热身引入•利用具体生活例子,引导学生思考能量转化的过程。
例如,发电厂中煤炭的化学能转化为电能,然后通过输电线路传输到家中供电使用。
1.2 引发问题•提出一个问题,激发学生的思考:能源是如何在物体之间转化的?能量转化是否总是能量守恒的?2. 理论探究2.1 能量守恒定律•介绍能量守恒定律的基本内容和原理,引导学生理解能量守恒是物理世界中普遍存在的规律。
2.2 动能、势能和机械能•详细讲解动能、势能和机械能的概念和计算方法,通过例题演示,让学生掌握计算方法并应用于实际问题中。
3. 应用拓展3.1 能量转化的问题解答与分析•给出一些简单的能量转化问题,让学生自行分析并解答。
通过讨论,引导学生理解能量守恒定律在实际问题中的应用。
3.2 能源的概念和分类•介绍能源的概念和常见的能源分类,例如化石能源、可再生能源等。
新人教高中物理必修二 7.10 能量守恒定律与能源 精品教案教案
710 能量守恒定律与能源〖精讲细讲〗〖知识精讲〗知识点1 能量守恒定律(1)定律内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中总的能量保持不变。
(2)某种形式的能量在减少,一定存在另一种形式的能量在增加,且减少量与增加量相等;某个物体的能量减少,一定存在另一个物体的能量增加,且减少量和增加量相等。
〖例1〗试说明下列现象中能量转化的情况。
①在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止。
②植物的光合作用。
③用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰。
④用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处。
〖思路分析〗①发动机熄火后,速度减小,即机械能减小,速度减小的原因是汽车受到摩擦阻力的作用,此过程中将产生内能,因此此过程是:机械能转化为内能。
②植物的光合作用是:太阳能转化为化学能。
③用太阳能电池做动力的电动汽车在赛场上奔驰,此过程是:太阳能转化为电能,然后电能再转化为机械能。
④此过程是:化学能转化为电能,然后电能转化为机械能。
〖总结〗自然界中有许多不同形式的能量,如机械能、内能、光能、电能、化学能、原子能等等,各种形式的能量是可以相互转化的,各种能相互转化是通过做功过程来实现的,并且能量转化多少通过做功的多少来量度,物体对外做多少功,它就等量的转化为多少能,即W=△E,能的转化和转移过程中,能的总量守恒。
功和能的关系及能的转化和守恒思想是解决物理问题的重要法宝。
〖变式训练1〗行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁穿过闭合线圈,线圈中产生电流。
上述不同现象所包含的相同的物理过程是:A、物体克服阻力做功B、物体的动能转化为其他形式的能量C、物体的势能转化为其他形式的能量D、物体的机械能转化为其他形式的能量〖答案〗AD知识点2功是能量转化的量度做功过程就是能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
《能量守恒定律与能源》教案
《能量守恒定律与能源》教案一、教学目标:1. 让学生理解能量守恒定律的概念,掌握能量守恒定律的表述和意义。
2. 让学生了解能源的分类和特点,理解能源转化和利用的原理。
3. 培养学生运用能量守恒定律分析和解决实际问题的能力。
4. 提高学生对能源问题的关注度,培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学内容:1. 能量守恒定律的概念和表述2. 能量守恒定律的证明和意义3. 能源的分类和特点4. 能源转化和利用的原理5. 能源问题和可持续发展三、教学重点与难点:1. 教学重点:能量守恒定律的概念、表述、意义,能源的分类、特点和利用,能源问题及可持续发展。
2. 教学难点:能量守恒定律的证明,能源转化和利用的原理。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探讨能量守恒定律及其在能源问题中的应用。
2. 利用案例分析法,介绍不同能源的特点和利用方式,培养学生分析实际问题的能力。
3. 采用小组讨论法,让学生分组讨论能源问题和可持续发展,提高学生的合作意识。
4. 利用多媒体教学,展示能源利用的图片和视频,增强学生的直观感受。
五、教学安排:1. 第一课时:能量守恒定律的概念和表述2. 第二课时:能量守恒定律的证明和意义3. 第三课时:能源的分类和特点4. 第四课时:能源转化和利用的原理5. 第五课时:能源问题和可持续发展六、教学评价:1. 课堂问答:通过提问学生对能量守恒定律的理解和应用,检查学生对知识的掌握程度。
2. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的参与度和表现,以及对能源问题和可持续发展的理解。
4. 期末考试:设置有关能量守恒定律和能源问题的试题,以评估学生对整个课程内容的掌握情况。
七、教学资源:1. 教材:《物理学》、《能源科学》等相关教材。
2. 多媒体课件:制作有关能量守恒定律和能源问题的多媒体课件。
3. 视频资料:收集与能源利用和可持续发展相关的视频资料。
4. 网络资源:利用互联网查找最新的能源问题和政策信息。
人教课标版高中物理必修二:《能量守恒定律与能源》教案1-新版
7.10 能量守恒定律与能源核心素养:通过《能量守恒定律和能源》的学习过程,用能量的观点分析问题深入学生的心中,因为这是最本质的分析方法;感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。
教学目标:理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散;通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义。
教学重点、难点:教学重点1.能量守恒定律的内容.2.应用能量守恒定律解决问题.教学难点1.理解能量守恒定律的确切含义.2.能量转化的方向性.教学方法:探究、讲授、讨论、练习教学活动:[新课导入]师:我们已学习了多种形式的能,请同学们说出你所知道的能量形式.我们还知道不同量之间是可以相互转化的,请举几个能量转化的例子。
师:例如电灯能够发光是因为电能转化为了光能。
当电灯发光的同时.还能感觉到电灯是热的,说明什么问题呢?学生思考回答。
(说明在电能转化为光能的同时还产生了热能)学生根据生活经验举例。
①当两个物体相互摩擦的时候,它们的温度会升高,这个过程中机械能转化为内能;②在火箭发射的时候,推进剂燃烧产生的化学能转化为火箭的机械能;③汽车在行驶过程中,汽车内燃机产生的化学能转化为汽车的机械能。
类似的还有太阳能电池站,课件展示太阳能电池站的工作原理,请同学诵读,并分析能量的转换方式。
学生思考回答。
(太阳能内能机械能电能)课件展示打雷闪电形成过程,请同学诵读,并分析能量的转换方式。
学生思考回答。
(电能内能、声能、光能)课件展示树苗生长的过程,请同学诵读,并分析能量的转换方式学生思考回答。
(太阳能化学能)师:看起来自然界除了我们在上几节学过的机械能之外,还有各种各样的能量,并且各种能量能够互相转换,那么在能量转化的过程中,是否也和机械能守恒定律一样,有某种守恒规律呢?课件展示:水果电池、钻木取火,分析能量的转换方式学生思考回答。
(化学能电能;机械能内能)课件展示:热鸡蛋在凉水中放置、帆船扬帆远航学生思考回答。
(内能由鸡蛋转移到凉水中机械能由空气转移到帆船上)师:带着问题,我们思考,能量转化和转移的过程中,真的时候由守恒的规律吗?[新课教学]一、能量守恒定律 1 永动机不可能制成课件展示:据说很久很久以前,在印度有一个被地主压迫的可怜人,他每天被迫干好多活,终于有一天,这个可怜的年轻人厌倦了这种生活,他就想:有没有一种机器可以代替我干活呢? 它只干活不休息,也不需要什么能量,要是有的话就太好了。
高中物理必修二教案-7.10能量守恒定律与能源12-人教版
《能量守恒定律与能源》【三维目标】一、知识与技能1、知道功能关系,能量转化与守恒定律;2、理解摩擦力做功;3、会用功能关系解决实际问题。
二、过程与方法1、学会在具体的问题中判断功能关系以及应用;2、精讲精练,演算法。
三、情感态度与价值观通过功能关系的学习对功和能量的转化有了更深的认识。
【教学重点与难点】1、重点;功能关系的相互转化问题;2、难点:应用功能关系解决实际问题。
【教学过程】一、功能关系的理解与应用1、如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点。
用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L。
现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。
已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:(1)物体A向下运动刚到C点时的速度;(2)弹簧的最大压缩量;(3)弹簧中的最大弹性势能。
二、子弹打木块模型2、如图所示,质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力F f视为恒定,则下列关系式中正确的是()A.F f L=Mv2/2B.F f s=m v2/2C.F f s=(m v02 )/2-(M+m)v2/2D.F f(L+s)= (m v02 )/2 -mv2/2三、皮带传动模型中的能量问题3、如图所示,由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向的匀速转动,传送带把A 处的无初速度放入的一个工件(其质量为m)运送到B处.A、B之间的距离为L(L足够长),那么该电动机每传送这样一个工件多消耗的电能为()A. μmgLB. μmgL+mv2/2C.mv2/2D.mv2四、连接体模型4.如图所示,在距水平地面高为0.8m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m1=5kg的滑块A.半径R=0.6m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m2=3kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将滑块与球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A施加一个水平向右、大小为55N的恒力F(g=10m/s2)。
能量守恒定律与能源的教案
能量守恒定律与能源的教案一、教学目标1.1 知识与技能:学生能够理解能量守恒定律的概念及其在自然界中的应用。
学生能够掌握可再生能源和不可再生能源的分类及特点。
学生能够分析生活中的能源利用情况,提出节能减排的建议。
1.2 过程与方法:学生通过实验和观察,探究能量守恒的现象。
学生通过调查和分析,了解我国能源现状及其对环境的影响。
学生通过团队合作,设计节能减排的实施方案。
1.3 情感态度价值观:学生树立节能环保的意识,认识到能源对社会可持续发展的重要性。
学生培养创新精神和团队合作能力,为解决能源问题贡献力量。
学生关注国家能源政策,积极参与能源改革和发展的讨论。
二、教学内容2.1 第一章:能量与能量守恒引入能量的概念,解释能量守恒定律。
分析生活中常见的能量转化现象。
2.2 第二章:可再生能源介绍太阳能、风能、水能等可再生能源的特点和利用。
探讨可再生能源在解决能源危机中的作用。
2.3 第三章:不可再生能源阐述石油、煤炭、天然气等不可再生能源的蕴藏量和消耗状况。
分析不可再生能源使用对环境的影响。
2.4 第四章:我国能源现状及挑战展示我国能源消费、产量和储备的数据。
讨论我国能源结构调整和环境保护的策略。
2.5 第五章:节能减排,从我做起分析节能减排的重要性和紧迫性。
提出日常生活中节能减排的具体措施。
三、教学方法3.1 讲授法:讲解能量守恒定律、可再生能源和不可再生能源的基本概念。
3.2 实验法:组织学生进行能量转化实验,观察能量守恒的现象。
3.3 调查法:学生分组调查生活中的能源利用情况,分析节能减排的潜力。
3.4 讨论法:分组讨论我国能源现状、能源政策及其对环境的影响。
四、教学评价4.1 课堂问答:检查学生对能量守恒定律、可再生能源和不可再生能源的理解。
4.2 实验报告:评估学生在实验中观察到的能量守恒现象。
4.3 调查报告:评价学生对生活中能源利用情况的调查和节能减排建议。
4.4 小组讨论:评估学生在讨论中的表现,包括观点阐述和合作态度。
高中物理《能量守恒定律与能源》教案9 新人教版必修2
能量守恒定律与能源【教学目标】知识与技能理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。
过程与方法通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义情感、态度与价值观感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。
【教学重点】能量守恒定律的内容。
【教学难点】理解能量守恒定律的确切含义。
【教学课时】1课时【自主学习】1能量(1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这个物体具有。
如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。
又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功.因此都具有能量。
(2〕形式:能量有各种不同的形式。
运动的物体具有 ;被举高的重物具有 ;发生弹性形变的物体具有 ;由大量粒子构成的系统具有。
另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。
不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ;内能与大量微观粒子的相对应(3)能量的转化:各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中保持不变。
也就是说当某个物体的能量时,一定存在其他物体的能量且减少量一定增加量;当的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定增加量。
(4)功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
做功的过程就是各种形式的的过程。
且做了多少功,就有能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的。
2能量守恒定律(1)内容:能量既不会,也不会 ,它只会从一种形式为其地形式,或者从一个物体另一个物体,而在转化和转移过程中.能量的总量 ,这个规律叫做能量守恒定律.(2)定律的表达式:①②3.能源和能量耗散(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类利用能源大致经历了三个时期,即,。
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能起来这种现象叫做能量的耗散。
高中物理人教版必修2能量守恒定律与能源教学设计
完了就没有了,是不可再生能源。
③清洁能源和非清洁能源
a.清洁能源
为“绿色环保”能源。
太阳能的利用不污染环境,它是一种清洁能源b.非清洁能源
(4)大量消耗常规能源带来的社会问题①能源枯竭
煤炭和石油资源是有限的。
以今天的开采和消耗速度,石油储藏将在百年内用尽,煤炭资源也不可能永续。
随着生产力的迅速发展,使得能源的消耗也急剧增长,研究人员估计:按照目前的石油开采速度,地球上的石油储藏将在几十年内全部产完,煤的储量稍多一些,但也将在二百多年的时间内采完。
所以常规能源不是取之不尽,用之不竭的。
②环境污染
与此同时,大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气,改变了大气的分。
能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。
例一:石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了温室效应,使得地面的气温上升,两极的冰雪熔化,海平面上升,淹没沿海城市,海水向河流倒灌、耕地盐碱化等.
例二:常规能源的使用会产生有毒气体和浮尘,能引起人的多种疾病。
第七章第十节能量守恒定律与能源
一、能量守恒定律
1.能量守恒定律的内容
2.能量守恒定律的表达式: E初=E终;ΔE增=ΔE减
二、能源和能量耗散
1.能量耗散(能量转化的方向性)
2.节约能源的意义。
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课时作业(二十一)10 能量守恒定律与能源1.关于能量和能源,下列说法中正确的是( )A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源B.在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造[答案] B[解析]自然界的总能量是守恒的,能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到别的物体,能量不可能被创造;在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,能量耗散使能量的利用品质降低了,能量转化具有方向性,因此要节约能源,故B正确,A、C、D错误.2.(2014·大庆高一检测)下列现象中,物体动能转化为势能的是( )A.秋千由最高点荡向最低点B.张开的弓把箭水平射出去C.骑自行车匀速驶上斜坡D.正在腾空上升的礼花弹[答案] D[解析]秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能;张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能;骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能;正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能,故只有D正确.3.有关功和能,下列说法正确的是( )A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能B.物体具有多少能,就一定能做多少功C.物体做了多少功,就有多少能量消失D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少[答案] D[解析]功是能量转化的量度,即物体做了多少功,就有多少能量发生了转化;并非力对物体做了多少功,物体就具有多少能;也非物体具有多少能,就一定能做多少功,所以A、B错误.做功的过程是能量转化的过程,能量在转化过程中总量守恒并不消失,所以C错误.正确选项是D.4.(2014·银川高一期末)关于能源的开发和利用,下列观点不正确的是( ) A.能源是有限的,无节制地使用常规能源,是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律,能源是取之不尽、用之不竭的C.能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的影响D.不断开发新能源,是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径[答案] B[解析]在能源的利用过程中,虽然能量的数量并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了.所以,我们要节约能源,保护环境.5.关于“能量耗散”的下列说法中,正确的是( )①能量在转化过程中,有一部分能量转化为内能,我们无法把这些内能收集起来重新利用,这种现象叫做能量耗散;②能量在转化过程中变少的现象叫做能量耗散;③能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量的数量并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了,而自然界的能量守恒;④能量耗散表明,各种能量在不转化时是守恒的,但在转化时是不守恒的.A.①③B.①④C.②③D.②④[答案] A[解析]自然界中各种能量的总和是一定的,各种能量的转化是守恒的,只不过有些能量在转化后,不能再回收利用了,故正确答案为A.6.一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)A、B两端固定在天花板上,如图所示,今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点,在此过程中绳索AB的重心位置将( )A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变[答案] A[解析]由功能关系可知,拉力对绳做正功,机械能增加,而动能初、末状态均为零,所以绳的重力势能增加,重心升高,故A对.7.(2014·合肥高一检测)质量为m 的物体在竖直向上的拉力F 的作用下从静止出发以2g 的加速度匀加速上升h ,则( )A .物体的机械能增加3mghB .物体的重力势能增加mghC .物体的动能增加FhD .物体在上升过程中机械能守恒[答案] AB[解析] 由F -mg =2mg ,得拉力F =3mg ,机械能的增加等于拉力F 做的功,即W F =Fh =3mgh ,A 对,D 错.重力势能的增加等于克服重力做的功mgh ,B 对.动能的增加等于合力做的功,即W 合=m ·2g ·h =2mgh =23Fh ,C 错. 8.(2014·衡水高一检测)2012年3月24日在国际泳联大奖赛北京站中,中国选手何冲在男子3米板决赛中获得冠军.若何冲的质量为m ,他入水后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F ,在水中下降高度h 的过程中,他的(g 为当地重力加速度)( )A .重力势能减少了mghB .动能减少了FhC .机械能减少了(F +mg )hD .机械能减少了Fh[答案] AD[解析] 重力势能的减少量等于重力做的功mgh ,A 对.动能的减少量等于克服合力做的功,为(F -mg )h ,B 错.机械能的减少量等于克服阻力F 做的功Fh ,C 错,D 对.9.足够长的传送带以速度v 匀速传动,一质量为m 的小物体A 由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( )A .mv 2B .2mv 2 C.14mv 2 D.12mv 2 [答案] D[解析] 物体A 被放于传送带上做匀加速直线运动,加速度a =μmg m=μg ,匀加速过程前进的距离x 1=v 22a =v 22μg. 该时间内传送带前进的距离x 2=vt =v ·vμg =v 2μg . 所以物体相对传送带滑动距离Δx =x 2-x 1=v 22μg, 故产生的内能为Q =μmg ·Δx =μmg ·v 22μg =12mv 2,D 正确.10.如图所示,木块A 放在木块B 的左端,用恒力F 将A 拉至B 的右端,第一次将B 固定在地面上,F 做功为W 1,产生的热量为Q 1;第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动,F 做的功为W 2,产生的热量为Q 2,则应有( )A .W 1<W 2,Q 1=Q 2B .W 1=W 2,Q 1=Q 2C .W 1<W 2,Q 1<Q 2D .W 1=W 2,Q 1<Q 2[答案] A[解析] F 做的功W =Fl A ,第一次l A 1比第二次l A 2小,故W 1<W 2;而Q =μmg ·l 相对,两次木块的相对位移相等,故Q 1=Q 2,选项A 正确.11.如图所示,在高h =0.8m 的水平光滑桌面上,有一轻弹簧,其左端固定,质量为m =1kg 的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态.由静止释放小球,将小球水平弹出,小球离开弹簧时的速度为v 1=3m/s ,不计空气阻力.求:(1)弹簧处于压缩状态时所具有的弹性势能是多少?(2)小球落地时速度v 2的大小.(取g =10m/s 2)[答案] (1)4.5J (2)5m/s[解析] (1)根据动能定理,弹簧的弹力对小球所做的功等于小球增加的动能.W =12mv 21=12×1×32J =4.5J 由功能关系知,弹力做的功等于弹性势能的减少量,则弹簧处于压缩状态时,所具有的弹性势能E p =4.5J.(2)由动能定理得mgh =12mv 22-12mv 21 代入数据解得v 2=5m/s.12.如图所示,传送带与水平面之间的夹角θ=30°,其上A 、B 两点间的距离L =5m ,传送带在电动机的带动下以v =1m/s 的速度匀速运动.现将一质量m =10kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=32,在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中,求:(取g =10m/s 2)(1)传送带对小物体做的功;(2)电动机做的功.[答案] (1)255J (2)270J[解析] (1)小物体加速过程根据牛顿第二定律有:μmg cos θ-mg sin θ=ma ,小物体上升的加速度a =14g =2.5m/s 2, 当小物体的速度v =1m/s 时,位移是:x =v 22a=0.2m. 即小物体将以v =1m/s 的速度完成4.8m 的路程,由功能关系得:W =ΔE k +ΔE p =mgL sin θ+12mv 2=255J. (2)电动机做功使小物体机械能增加,同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q ,由v =at 得t =v a =0.4s ,相对位移x ′=vt -12vt =0.2m ,摩擦生热Q=μmgx′cosθ=15J,故电动机做的功W电=W+Q=270J.13.如图所示,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N,P 端固定一竖直挡板.M相对于N的高度为h,NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处.若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ,求物块停止的位置与N点距离的可能值.[答案]2s-hμ或hμ-2s[解析]根据功能原理,在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中,物块的重力势能的减少ΔE p与物块克服摩擦力所做功的数值相等.ΔE p=W①设物块的质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s′,则ΔE p=mgh②W=μmgs′③联立①②③化简得s′=hμ④第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,在N前停止,则物块停止的位置距N的距离为d=2s-s′=2s-hμ⑤另一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,可再一次滑上光滑圆弧轨道,滑下后在水平轨道上停止,则物块停止的位置距N的距离为d=s′-2s=hμ-2s⑥所以物块停止的位置距N的距离可能为2s-hμ或hμ-2s.________ 姓名:________ 分数:________第五章综合微评(时间90分钟,满分100分)第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。
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能量守恒定律与能源【教学目标】知识与技能理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。
过程与方法通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义情感、态度与价值观感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。
【教学重点】能量守恒定律的内容。
【教学难点】理解能量守恒定律的确切含义。
【教学课时】1课时【自主学习】1能量(1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这个物体具有。
如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。
又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功.因此都具有能量。
(2〕形式:能量有各种不同的形式。
运动的物体具有 ;被举高的重物具有 ;发生弹性形变的物体具有 ;由大量粒子构成的系统具有。
另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。
不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ;内能与大量微观粒子的相对应(3)能量的转化:各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中保持不变。
也就是说当某个物体的能量时,一定存在其他物体的能量且减少量一定增加量;当的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定增加量。
(4)功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
做功的过程就是各种形式的的过程。
且做了多少功,就有能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的。
2能量守恒定律(1)内容:能量既不会,也不会 ,它只会从一种形式为其地形式,或者从一个物体另一个物体,而在转化和转移过程中.能量的总量 ,这个规律叫做能量守恒定律.(2)定律的表达式:①②3.能源和能量耗散(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类利用能源大致经历了三个时期,即,。
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能起来这种现象叫做能量的耗散。
答案1⑴做功能量、⑵动能、重力势能、弹性势能、内能机械运动热运动⑶总量减少增加等于某种形式等于⑶能量之间转化(或转移) 多少量度⒉⑴消灭创生转化转移保持不变⑵E初= E终△E增= △E减⒊⑴柴薪时期、煤炭时期、石油时期⑵自动聚集收集重新利用【探究学习】引入新课教师活动:提出问题:我们已学习了多种形式的能,请同学们说出你所知道的能量形式。
我们还知道不同能量之间是可以相互转化的,请你举几个能量转化的例子。
学生活动:思考并回答问题,列举实例。
教师活动:演示实验1:在一个玻璃容器内放入沙子,拿一个小铁球分别从某一高度释放,使其落到沙子中。
思考:小球运动过程中机械能是否守恒?请说出小球运动过程中能量的转化情况。
演示实验2:在盛有水的玻璃容器中放一小木块,让小木块在水中上下浮动,过一段时间,小木块停止运动。
思考:小木块运动过程中机械能是否守恒?请说出小球运动过程中能量的转化情况。
学生活动:观察实验并积极思考。
讨论后,选出代表发表见解。
教师活动:听取学生汇报,总结点评。
回答学生可能提出的问题。
点评:通过学生举例和演示实验,说明各种形式的能量可以相互转化,增强学生的感性认识,并激发学生的学习兴趣,唤起学生强烈的求知欲。
教师活动:引入课题:以上实验表明,各种形式的能量可以相互转化,一种能量减少,必有其他能量增加,一个物体的能量减少,必定其他物体能量增加,能量的总和并没有不化。
这就是我们今天要学习的能量守恒定律。
进行新课1、能量守恒定律教师活动:引导学生阅读教材,说出能量守恒定律的内容,并引用教材上的话,说明能量守恒定律的建立有何重大意义?历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器,即永动机,这样的机器能不能制成?为什么?学生活动:认真阅读教材,思考并回答问题教师活动:提出问题,引出下一课题:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源?2、能源和能量耗散教师活动:引导学生阅读教材,了解人类应用能源的历程,能源对人类社会发展所起的作用;人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。
什么是能量耗散?能量耗散与能量守恒是否矛盾,该怎样理解?学生活动:认真阅读教材,思考并回答问题。
教师活动:听取学生汇报,总结点评。
回答学生可能提出的问题。
【课堂训练】1.功与能能是状态量,功是过程量。
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程。
且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的量度。
如举重运动员把重物举起来,对重物做了功这一过程中,运动员通过做功消耗了体内的化学能,转化为重物的重力势能.并且,运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。
能量的具体值往往无多大意义,我们关心的大多是能量的变化量,能量的变化必须通过做功才能实现,某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系。
例1.分析常见力做功与能量转化的对应关系:重力做功:弹力做功:电场力做功:电流做功:解答:重力做功:重力势能和其他能相互转化;弹力做功:弹性势能和其他能相互转化;电场力做功:电势能与其他能相互转化; 电流做功:电能和机械能等其他形式的能相互转化2. 能量守恒定律⑴能量守恒定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是学习物理学的一条主线。
⑵要分清系统中有多少种形式的能,发生了哪些转化和转移.⑶滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系产生的内能、即Q=FL 相注意:(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量一定和增加量相等(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
这也是我们列能量守恒表达式时的两条基本思路。
例2.如图2-10-1所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K ,一条不可伸长的轻绳绕过K 分别与物块A 、B 相连,A 、B 的质量分别为m A 、m B 。
开始时系统处于静止状态。
现用一水平恒力F 拉物块A ,使物块B 上升。
已知当B 上升距离为h 时,B 的速度为v 。
求此过程中物块A 克服摩擦力所做的功。
重力加速度为g 。
解答:由于连结AB 绳子在运动过程中未松,故AB 有一样的速度大小,对AB 系统,由功能关系有:Fh -W -m B gh=12 (m A +m B )v 2 求得:W=Fh -m B gh -12(m A +m B )v 2例3.一小滑块放在如图2-10-2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?解析:根据动能定理,动能的改变等于外力做功的代数和,其中做负功的有空气阻力,斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功,实际上为摩擦阻力的功),因此ΔE k =A - B+C - D ;2-10-2根据重力做功与重力势能的关系,重力势能的减少等于重力做的功,因此ΔE p= - C;滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功,因此ΔE = A – B – D3.能源和能量耗散能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。
是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因。
能量和能源是两回事;非再生能源和可再生能源是两回事。
作为常规能源的煤炭、石油、天然气等面临枯竭.节能和开发新的能源已是人类必须面对的实际问题.能源对造福人类具有极重要的意义,节约每一份能源,不仅能提高能源的利用价值,对于维护人类赖以生存的环境也有不可忽视的作用新的能源有待于人类去开发.有待开发和利用的新能源主要指:太阳能、地热能、风能、水、能、核能。
由于煤、石油和天然气都是几亿年以前的生物遗体形成的,所以人们也称它们为化石燃料.由于这些能源是不能再次生产,也不可能重复使用的,所以称为非再生能源例4.太阳能的储存一直是个难题.科学家发现,盐水湖被太阳晒久了,湖底的湿度会越来越高,并难以通过湖水的对流将热散发出去,而淡水湖不具备这一特点.根据这一特点,可以利用盐水湖来储存太阳能.你能分析这是为什么吗?你能根据这规律设计出一种储存太阳能的具体方案吗?(提示:盐水湖中含盐量高的湖水密度大,总是留存湖底不会上浮)解答:在含盐量高的湖水的表面吸收了太阳能之后,部分水分被蒸发,使湖水表面水层含盐量变大且温度也随之升高.由于含盐量高的湖水密度大,所以这部分密度大、温度高的表层湖水就会在重力作用下下沉,将所吸收的郜分太阳能带到湖底,使湖底温度越来越高.由于湖底盐水密度大于上部湖水密度,因此湖底的盐水不会再向上运动,将热量散失,这就使得太阳能得到储存.【课后思考】有人设计了这样一台“永动机”:距地面一定高度架设一个水槽,水从槽底的管中流出,冲击一个水轮机,水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮.他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去,这样循环不已,机器不停地转动,就可以永久地用砂轮磨制工件做功了(下图).请你分析一下,高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能,说明这个机器是否能够永远运动下去.。