2019-2020年高中物理 4.6 能量 能量转化与守恒定教案 粤教版必修2
高中物理4、6 能量 能量转化与守恒定律1教案粤教版必修2
粤教版高中物理必修2第四章 机械能与能源整章教案第六节 能量 能量转化与守恒定律名师导航重点与剖析一、做功和能量做功的过程就是能量转化的过程，做功的多少反应能量转化的多少，即做功是能量转化的量度。
每一种运动都对应有一种能量。
任何形式的能量相互间都可以转化。
二、能量转化与守恒定律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另一个物体，在转化和转移的过程中其总量不变。
与前面学习的机械能守恒受条件限制不同，能量的转化和守恒是无条件的。
能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。
能源利用实际就是不同形式能量间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式。
（比如把水的机械能转变成电能。
）能量转化和守恒定律是自然界的最基本规律之一，被称为十九世纪自然科学三大成就之一。
与其它都有一个固定的数学公式相对应的物理定律、定理不同，能量转化和守恒定律并没有固定的公式，它需要我们深刻领会、牢固树立能量转化和守恒的思想，根据不同的情形列出不同的方程。
问题与探究问题 请你说说自己一天的生活工作学习中会与哪些能量及其转换有关？探究思路：不仅仅是机械能，还会有内能、化学能等其它能形式的能。
人的运动、吃饭、学习甚至睡觉休息时都有能量变化。
典题与精析例1 一质量为2kg 的物块从离地80m 高处自由落下，测得落地速度为30m/s ，求下落过程中产生的内能。
（g=10m/s 2）精析：这里，显然内能无法直接计算，但是下落过程中减少的机械能变成了内能。
解析：根据能量守恒，产生的内能为： )(J 7003022180102mv 21mgh E 22=⨯⨯-⨯⨯=-=绿色通道：本题中虽然是“自由落下”，但是机械能并不守恒，可是能量守恒定律却是完全能用的。
具体应用时，可以不同的思路列方程。
比如“初、末状态的能量相等”、“减少的能量等于增加的能量”等。
例2 如图4-30 ，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ=300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A 和B 连结，A 的质量为4m ，B 的质量为m 。
高中物理 4.6 能量 能量转化与守恒定律学案 粤教版必修
高中物理 4.6 能量能量转化与守恒定律学案粤教版必修4、6 能量能量转化与守恒定律学案（粤教版必修2）1、(1)机械能是与物体的________或____________、________有关的能量，可以表现为动能，也可以表现为势能、(2)内能是组成物体的分子无规则运动所具有的________和________的总和、(3)电能是与电荷的受力有关的能量、(4)电磁能是以各种各样的________________的形式传播的能量、(5)核能是一种储存在____________内部的能量、(6)化学能是指储存在化合物的____________里的能量、2、能量守恒定律(1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了____________的不可能性和发现了各种____________之间的相互联系和转化、(2)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体__________到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量________，这就是能量守恒定律、3、自然界中的能量可以相互转化，但能量的转化是有____________，一种形式的能量能自发地转化为另一种形式的能量，但相反方向的能量转化不能自发地进行、【概念规律练】知识点一能量守恒定律1、关于能量守恒定律，下列说法错误的是( )A、能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体B、能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C、一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少D、能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失2、下列说法正确的是( )A、随着科技的发展，永动机是可以制成的B、太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C、“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D、有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生3、历史上曾有许多人试图发明一种机器，它可以不消耗能量而连续不断地对外做功，或者消耗少量能量而做大量的功、如图1所示为一种永动机的设计模型、人们把这种设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机、这样的机器能制造出来吗？请你谈谈你的看法、图1知识点二自然界中的能量转化4、(双选)一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出、对于这一过程，下列说法正确的是( )A、子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B、子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C、子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D、子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和5、(双选)流星在夜空中发出明亮的光焰，有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的、下列相关说法正确的是( )A、流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能B、引力对流星物体做正功则其动能增加，机械能守恒C、当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动D、流星物体进入大气层后做斜抛运动【方法技巧练】功能关系和能量守恒定律的应用6、(双选)如图2所示，图2质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为30的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g、在这个过程中，物体( )A、重力势能增加了mghB、动能损失了mghC、动能损失了D、机械能损失了mgh7、水从20 m高处落下，如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高，则水落下后的温度将升高多少？(g取10 m/s2)参考答案课前预习练1、(1)运动位置高度形变 (2)动能势能 (4)电磁波 (5)原子核 (6)化学键2、(1)永动机自然现象 (2)产生消失转化转移不变3、方向性的课堂探究练1、A[能量可以在不同物体之间转移也可以转化，但能的总量保持不变、]2、C[永动机是指不消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律、人类只能发现规律、利用规律、违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错、太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错、马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对、所谓“全自动”手表其内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错、]3、永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量、实验证明，一切永动机的设想和制造都以失败而告终、4、BD[子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失、A选项没有考虑系统增加的内能，C选项中应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，C错、]5、AC[流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A正确；引力对流星做正功，除了重力之外还有其它力做功，机械能不守恒，B错误；当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C正确，D错误、]6、AC[物体重力势能的增加量等于克服重力做的功，A正确；合力做的功等于动能的减少量ΔEk＝mas＝ma＝mgh，B错误，C正确；机械能的损失量等于克服摩擦力做的功，因mgsin30＋f＝ma，所以f＝mg，故克服摩擦力做的功为fs＝mg2s＝mgh，D项错误、]7、9、510－3 C解析质量为m的水从高h处落下，使水的温度升高了Δt，水的比热容为c，由能量守恒定律有：mgh20%＝cmΔt，代入数据，解得Δt＝9、510－3C、。
2019-2020年高中物理 能量守恒定律教案 粤教版选修3-3
2019-2020年高中物理能量守恒定律教案粤教版选修3-3一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）理解量守恒定律，能列举出量守恒定律的实例；（2）理解“永动机”不能实现的原理。
2．让学生初步学会运用量守恒定律计算一些简单的内能和机械能相互转化的问题。
3．量守恒定律是自然科学的基本定律之一，应用量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。
二、重点、难点分析1．重点内容是量守恒定律，强调量守恒定律是自然科学中最基本定律。
学习运用量守恒原理计算一些物理习题。
2．运用量守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。
三、教具幻灯、幻灯片，其内容是：1．反映电能、机械能、化学能与内能相互转化的实例插图。
2．反映自然界各种形式能相互转化的实例插图。
3．历史上有人设计的“永动机”插图。
四、主要教学过程（一）引入新课我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。
在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。
这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？能的转化过程中数量之间有什么关系？这是今天要学习的内容。
（二）教学过程设计1．机械能与内能转化过程中能量守恒（1）运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来。
这过程中汽车的动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能（假定这过程没有与周围物体有热交换，即不散热也不吸热）。
摩擦力做了多少功，内能就增加多少。
公式W=△U表示了做功与内能变化的关系，这公式也反映出做功过程中，机械能的损失数量恰好等于物体内能增加的数量。
（2）把一铁块放入盛有水的烧杯中，用酒精灯加热烧杯内水，直至水沸腾。
在这一过程中，铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高，内能增加。
这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。
铁块吸收多少热量，它内能就增加多少。
公式Q=△U表示吸收的热量与内能变化量的关系，也反映出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量相等。
4.6能量的转化与守恒课件(粤教版必修2)
1.能量的多样性：自然界中能量的形式多种多样，例如，机械
内能 、电能、电磁能、_____ 核能 、化学能等。 能、_____ 相互转化 ，我们所消耗 2.能量的转化：不同形式的能量可以_________ 太阳能 辐射到地球后转化而来的。 的能量，大部分是_______
【判一判】 （1）节日里点燃的“冲天爆竹”腾空而起，是内能转化为机 械能的过程。 （ ）
第一类永动机 (2)宣布“_____________”不可能制成。
【判一判】 （1）任何能量之间的转化都遵循守恒定律。 （ ） ） ）
（2）能量永远不会增加或减少，只能转化或转移。（ （3）能量守恒，我们不需要节能。 （
提示：根据能量守恒定律知（1）、（2）两说法是正确的；能 量守恒是指自然界的总能量守恒，但人类生活需要的可利用能 量不断减少，需要节能，（3）错。
有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转化是 通过做功来实现的。
【典例1】(2012·安徽高考)如图所示，在
竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径
OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A 的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿 轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。 已知AP=2R,重力加速度为g，则小球从P到B
第六节 能量的转化与守恒
1.了解各种不同形式的能。
2.明确做功与能量转化的关系。 3.理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析实际问
题。
4.知道能量转移和转化的方向性。
重点：1．能量守恒定律的理解。 2．应用能量守恒定律解决问题。 难点：1．各种功能关系的理解。
2．能量转化方向性的理解。
一、能量的多样性及相互转化
功 重力做功 弹力做功 合外力做功 能量转化 重力势能的改变 弹性势能的改变 动能的改变 机械能的改变 关系式 WG=-Δ Ep WF=-Δ Ep W 合= Δ E k W=Δ E机
2019_2020学年高中物理第4章机械能和能源第6节能量的转化与守恒课件粤教版必修2
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)做功的过程就是能量转化的过程．
()
(2)做功越多，能量的转化也越多．
()
(3)物体做了多少功，就有多少能量消失．
()
(4)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多．
()
(5)自然界中的任何变化过程都满足能量守恒．
[解析] (1)设小物体与皮带达到共同速度时，物体相对地面的位 移为 s′
μmgs′＝12mv2，解得 s′＝3 m<4.5 m 即物体可与皮带达到共同速度，此时 Ek＝12mv2＝12×1×32 J＝4.5 J.
(2)由 μmg＝ma 得 a＝1.5 m/s2，由 v＝at 得 t＝2 s，则 Q＝μmg(vt －s′)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J.
【例 1】 如图所示，皮带的速度是 3 m/s，两圆心的距离 s＝4.5 m，现将 m＝1 kg 的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带 间的动摩擦因数 μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮 正上方时，求：(g 取 10 m/s2)
(1)小物体获得的动能 Ek； (2)这一过程摩擦产生的热量 Q； (3)这一过程电动机消耗的电能 E. 思路点拨：①物块先加速后匀速，由 Ek＝12mv2 求 Ek，由 Q＝ μmg·Δx 求热量． ②由能量守恒 E 电＝Ek＋Q 求得．
3．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度， 可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )
A．这违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转 化为内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有 条件的 D．以上说法均不正确
高中物理第四章第6节能量能量转化与守恒定律教案1粤教版必修2
第6节能量能量转化与守恒定律本节教材分析三维目标1．知识与技能(1)·知道各种形式的能是可以相互转化的。
(2)·知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
(3)·列举出日常生活中能量守恒的实例。
(4)·有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
2．过程与方法(1)·通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
(2)·通过讨论体会能量不会凭空消失，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。
3．情感态度与价值观(1)·通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识。
(2)·通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力.教学重点能量的转化与守恒定律。
教学难点能量在转化与转移中守恒，能量转化与转移的方向性。
教学建议通过本章前面几个单元的学习，学生对能量转化的普遍性已有了一个整体的了解，对不同形式的能量的特点及转化和转移的过程也进行了深入的讨论，特别是对能量在转化和转移中的“总量不变”已有了一定的认识，学习了动能和势能的相互转化及机械能的守恒。
另外，在生产生活中到处都有能的形式与转化，学生有一定的知识储备和生活积累，教师可以充分利用学生的这些学习优势，在教学中尽量做到生活化和实践性，并给予适时的指导、鼓励、创造宽松、合作、民主的学习氛围。
总之，本章各个单元的学习的积累，已为本节“能量的转化与守恒”的学习作了较为全面的铺垫。
因此，本节课应当利用学生已掌握的知识，通过学生自主的活动来实现教育目标，教师应该成为学生学习活动的组织者和引导者，使学生的科学素养在主动学习的过程中得到发展提高。
新课导入设计导入一教师活动：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。
新粤教版必修2物理4.6 能量的转化与守恒 课件2
断地产生电能违背了能量守恒,因此是假新闻．
四、能量转化火生热，化
学能通过燃烧转化为内能，但内能不会自发地重 新转化为化学能．
核心要点突破
一、功能关系的进一步理解 1．内容：功是能量转化的量度． 2．对功能关系的四点理解 (1)能量的转化是通过做功来完成的，做功的过程 就是能量转化的过程．如：重力做功，可使重力 势能和动能发生相互转化；弹簧的弹力做功，可 使弹性势能和动能发生相互转化；电动机做功， 可将电能转化为机械能；电流做功，可将电能转 化为内能和光能等等．
功
重力 正功 做功 负功
弹力 正功 做功 负功
合力 正功 做功 负功
除重力 (或系统 内弹力) 外其他 力做功
正功 负功
能的变化
重力势能减少 重力势 重力势能增加 能变化
弹性势能减少 弹性势 弹性势能增加 能变化
动能增加 动能减少
动能 变化
机械能增加
表达式 WG＝Ep1－Ep2 W弹＝Ep1－Ep2 W合＝Ek2－Ek1
机械能减少
机械能 变化
W外＝Ek2－Ek1
特别提醒：功和能的本质不同，并且功和能也不 能相互转化,而只能是通过做功实现能量的转化．
二、能量转化与守恒定律的理解 1．表达式 (1)E1＝E2 (2)ΔE增＝ΔE减 2．对能量转化与守恒定律的三点理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的
(4)功是能量转化的量度(这是功的物理意义)，它 建立起了功与能量转化的桥梁，因此通过做功的 多少可以定量地研究能量及能量转化的问题．
3．几个常用的功能关系 由于我们关心的大多是能量的变化量，而不是能
量的具体数值，能量的转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，即所谓功能关系． 常见的力做功与能量变化的对应关系如下：
粤教版高中物理必修二 4.6 能量的转化与守恒-教案设计
能量的转化与守恒【教学目标】1．知识目标（1）了解自然界中存在多种形式的能量。
（2）知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
（3）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。
（4）通过永动机研制的失败，体会能量守恒定律建立的重要性。
2．过程与方法（1）注意自然界中各种不同形式的能量，体会自然界能量形式的多样性。
（2）关注自然界能量相互转化的过程，知道能量的多样性和复杂性，了解人类创造和发明的许多技术设备都是为人类服务的能量转化器。
（3）通过讨论与交流，举出生活、生产中接触到的能量转化或转移的例子。
（4）查阅资料，了解能量守恒定律的建立过程。
（5）列举自然界中能量转化和转移具有方向性的例子，体会提高能源利用率和节约能源的重要性。
3．情感、态度与价值观（1）认识自然界中各种不同形式能量及其转化，体会自然界能量的多样性。
（2）通过能量守恒定律的建立过程，体会自然界的和谐统一。
（3）通过永动机研制的失败，体会能量守恒定律建立的重要性。
（4）通过能量转化和转移的方向性认识，树立节约能源意识，体会提高能源的利用率的重要性。
【教学重点】能量的转化和能量守恒定律。
【教学难点】运用能量守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样实现相互间的转化的。
【教学过程】自然界的物质有不同的运动形式，每一种运动形式都有一种能量相对应。
能量无处不在。
1．各种各样的能量教师可就表(PPT展示表格)中每一栏的内容作简单的解释，然后再让学生对照后面的举例进行领会。
在上面学习的基础上，教师可通过将学生分组，然后以小组发言的形式讨论教材图片的内容。
图片中所展示的能量形式具有多样性，因此学生回答具有开放性，教学中不要拘泥于一种答案。
水中航行的汽艇具有机械能等，发光的电灯具有电能、电磁能和内能等，燃烧的树枝放出内能和电磁能，原子弹爆炸释放的核能和内能。
如果条件许可，教师最好用多媒体展示不同形式存在的能量，然后让学生进行讨论，不必拘泥于教材。
2019-2020学年粤教版物理必修二课件：4.6 能量的转化与守恒
一 能量守恒定律的理解和应用 【典例】(2018·广州高一检测)如图所示,滑块从A点 由静止开始沿曲面下滑,过O点后滑上右边曲面B点时的 速度恰好等于零,A、B间高度差为Δh,O点附近光滑,滑 块经过O点不发生碰撞,如滑块从B点以某一速度v沿原
路径往回滑,到达A点时的速度也恰好为零,设往返过程 中产生的内能相等,求A、B两点间的高度差。
世纪金榜导学号86326085( ) A.机械能可以转化为内能,但内能不能转化为机械能 B.机械能可以转化为内能,内能也能转化为机械能
C.机械能不能转化为内能,但内能可以转化为机械能 D.机械能可以全部转化为内能,但内能不能全部转化为 机械能,同时不引起其他变化
【解析】选B、D。由能量守恒定律可知,各种形式的能 量之间都可以相互转化,但是在内能转化为机械能的过 程中,由于内能的耗散,内能在没有外界帮助的情况下 不能完全转化为机械能,故选项B、D正确。
【补偿训练】 (多选)如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量
为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做 匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g。物 块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的 ( )
A.动能损失了2mgH
B.动能损失了mgH
C.机械能损失了mgH D.机械能损失了 1 mgH
②热量可以自动地从高温物体传递给低温物体,但不能 自动地从低温物体传递给高温物体;热量要从低温物体 传到高温物体,必须要通过做功的方式来进行,如电冰 箱、空调制冷等。散失到周围环境中的内能不能回收 再重新利用。
2.对于“自发”的理解: (1)“自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任 何第三者产生任何影响,也就是指没有任何外界的影响 或帮助。热量会从高温物体传向低温物体,这就是“自 发”的方向。
46能量的转化与守恒学案粤教版必修2.docx
4・6能量的转化与守恒学案粤教版必修21. _____________________________________________________________________ 各种形式的能量：物质的运动是多种多样的，每一种运动形式都对应着____________________ 的能量; 与物体运动和高度、形变有关的能量叫________ :组成物体粒子的无规则热运动及分子间相互作用所具有的动能与势能的总和叫__________ ；与电磁运动对应的能叫 __________ ;与核子运动对应的能量叫_________ 。
2•能量之间的转化：如树木燃烧时，______ 转化为________ ；流动的水驱动水力发电机发电，______ 转化为__________ ;植物的光合作用___________ 转化为__________ o3. 能量转化与守恒定律：（1） _______________________________________________ 内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从______________________________________ 转化为________ 形式，或者从一个____ 转移到另外一个_______ ，而在转化和转移的过程中 _______ 保持不变.（2）_____________________________ 表达形式：Ei = E2或o（3）___________________________ "第一类永动机〃违背,制造第一类永动机是不可能的。
4. 有关功和能，下列说法正确的是（）A. 力对物体做了多少的功，物体就具有多少能B. 物体具有多少能，就一定能做多少的功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多少解析：功是能量转化的量度而不是物体具有多少能量的量度，所以选项AB错误，选项D正确；物体做了多少功就有多少能量发生转移而不是消失，故选项C错误；答案：D5. 运动员把原来静止的球踢出去，使足球获得100J的动能，则在运动员踢球的过程屮，运动员消耗的体能（）A. 等于100JB.大于100JC.小于100JD.无法确定解析：运动员消耗的能量除了使足球获得100J的动能外，还有一部分能量转为运动员的脚所具有的动能和克服摩擦力需要消耗的动能，故选项B正确。
高中物理4.6能量的转化与守恒同课异构课件1粤教版必修2
不同(bù tónɡ)形式的能量之间 的转化
讨论： 请你说说自己一天(yī tiān)的生活、学习中会与哪些能量及其
转换有关？
第五页，共16页。
请在下图的箭头旁边填上能量转化(zhuǎnhuà)的装置或过 程
电动机
发电机
(shēngwù)
光
电电
效
灯应
做生 功物
光合作用(guānghé-zuòyòng)
第八页，共16页。
问题1： 人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，
它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“第 一类永动机”。
你认为这样的永动机可以制造成功吗？ 问题2：
在自然界，有许多现象的自然发生、发展都有方向性。例如“水 往低处流”。
你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？ 问题3：
功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明 能量的多少，故B错误；外力(wàilì)做功与物体能量 的有无无关,故C错误；功是能量转化的量度，故D正 确．
第十页，共16页。
• 2．如下图所示撑杆(chēnɡ ɡǎn)跳运动的几个阶段：助 跑、撑杆(chēnɡ ɡǎn)起跳、越横杆．试定性地说明在 这几个阶段中能量的转化情况．
第十五页，共16页。
解析：物体由边缘到最低点的过程中，重力势能 减少 mgR， 动能增加21mv2，产生热量 Q，由系统总能量守恒： ΔE 增＝ΔE 减得12mv2＋Q＝页，共16页。
说明： 1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。任何
形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量。 2.分析物理(wùlǐ)过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要追
4.6能量能量转化与守恒定律学案(粤教版必修2)
4.6 能量能量转化与守恒定律学案（粤教版必修2）知识梳理一、各种各样的能量1.对能量概念的初步认识能量简称为能.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，能是反映做功本领大小的物理量.2.能量形式的多样性物质的运动形式是多样的，物质的每一种运动形式都对应着一种形式的能.与物体的机械运动对应的能量称机械能；与物体内大量分子热运动及分子间相互作用势能对应的能量称为内能；与电磁运动对应的能量称电磁能；与物质的化学运动对应的能量称化学能.二、能量之间的相互转化自然界中，能的表现形式是多种多样的，除了机械能外，还有内能、电能、光能、化学能等，这些能量间可以转化，但总的能量不变，即遵守能的转化和守恒定律.三、能量守恒定律能的转化和守恒定律（1）定律的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，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中其能量的总量保持不变.(2)定律的表达式E初=E终或ΔE增=ΔE减四、能量转化和转移的方向性能量转化和转移具有方向性，如烧火生热，化学能通过燃烧转化为内能，但内能不会自发地重新转化为化学能.知识导学理解能量转化与守恒定律应明确：（1）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，也是解决物理问题的基本方法.（2）要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移.疑难突破1.能量转化和转移的方向性剖析：热传导的方向性.两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高.但热量却不能自发地从低温物体传向高温物体.要将热量从低温物体传向高温物体，必须有外界的影响或帮助，就是要有外界对其做功才能完成，电冰箱就是一例.再如：a.瀑布中的水能够自动地把动能转化为势能而回到悬崖上吗？b.从瓶中喷出的香槟酒，能自动地回到瓶里吗？c.闹钟里的发条松弛后，能自动地再旋紧吗？分析结果：能量的转化和转移是具有方向性的，或者说，能量的转化和转移具有不可逆性.在整个自然界中，无论是有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程，如河水向低处流、重物向下落.再如沙漠化的土地不会自动地再变为绿洲，因此应保护自然.2.应用能量守恒解题的基本步骤剖析:（1）要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移.遗漏某种形式的能，是解题中常见的错误.（2）分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式.（3）列式求解.典题精讲例1 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出.对于这一过程，下列说法正确的是（）A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和思路解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失.A选项漏考虑系统增加的内能，C选项应考虑的是系统（子弹、木块）内能的增加，C错.答案:BD绿色通道：本题重点考查能量守恒定律，要注意的是本题中系统机械能的损失应等于系统内能的增加.变式训练自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒思路解析：秋千摆动幅度越来越小，机械能减小，减小的机械能转化为内能.答案：D例2 太阳与地球的距离为1.5×1011 m，地球半径为6.37×106 m，太阳光以平行光束入射到地面，地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W 约为1.87×1024 J.设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×106 J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面.（1）估算整个地球表面的年平均降雨量（以mm表示，地球表面积为4πR2）；（2）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明三个理由.思路解析：（1）据能量守恒定律，吸收的总能量为W′=W（1-7%）×（1-35%）=1.87×1024×0.93×0.65 J=1.13×1024 J因蒸发1 kg水需2.2×106 J的能量，所以蒸发的水的质量为m= kg=5.14×1017 kgm即为年降雨的总质量，其总体积为V=，年降雨量使地球表面覆盖的一层水的厚度h为: h====m=1.01×103m m 整个地球表面年平均降雨量约为1.01×103 mm.（2）太阳辐射到地球的能量要经过大气层才能到达地面，太阳光经过大气层时由于大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等，所以太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面. 答案:（1）约为1.01×103 mm（2）参考上面的解析（2）.绿色通道：分析出总吸收能量与蒸发水的质量的关系；理想化认为蒸发的水均匀铺到地球整个表面，年降雨量h=，S是地球表面积.变式训练某高度处每吨水记作M，相对发电机具有势能E0，落下来经过发电机后，还具有动能E.不计其他能量损失，一昼夜时间记作t0，通过发电机的水流量为Q（Q为每秒钟水流过的体积），水的密度为ρ.则一昼夜里水对水轮发电机做多少功？如发电机的发电效率为η，则发电机每昼夜的发电量是多少？思路解析：因不计其他能量损失，则每吨水经过发电机的过程中损失了E0-E的机械能，根据功能关系，必对发电机做了E0-E的功.一昼夜里所做的总功为W=发电量为E电=答案:问题探究问题1 能量守恒定律的建立过程对我们有何启示?导思：能量守恒定律是在合适的历史条件和科学背景下，总结得出的自然界中普遍适应的规律之一.19世纪40年代前后，科学界已经形成了一种思想氛围，即用联系的观点去观察自然.不仅各种机械能之间可以相互转化，电流也可以产生化学效应，电现象和磁现象可以相互转化，热和电也可以相互转化……这预示着，到了把分立的环节连成一体的时候了，也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了.在这种情况下，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出了能量守恒定律.探究：能量守恒定律的发现不是偶然的，它是人类对自然认识发展到一定阶段的产物.除了物理学外，别的学科对能量守恒定律的发展也作出了贡献.能量守恒定律不仅仅是物理上的规律，它也是自然界的一条普适定律.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.和谐美是科学的魅力所在.问题2 人们为什么能够利用能量？能量是守恒的，为什么要节约能源？导思：人们为了满足生产和生活对动力的需要，不断地发明和制造机器，用它来对外做功，而做功的过程就是能量转化的过程，并且能量的转移和转化具有方向性.虽然在转化和转移时能量总量保持不变，但由于方向性的制约，从而使能源的利用受到制约，使能源的利用有条件限制.探究：利用能源的过程是一个做功的过程，做功的过程实现了一种形式的能向另一种形式的能的转化，也就是说不同形式的能量之间可以相互转化，为人们利用能源提供了依据.能量尽管是守恒的，但不同形式的能量在可利用的品质上是不同的，有的能量便于利用，有的能量不便于利用，能量的利用过程使得能量从便于利用的形式变为难以利用的形式.由于自然界中能量的转化具有方向性，我们要节约可利用能源，维持能源利用的可持续发展.。
粤教版物理必修二课件4.6能量的转化与守恒2
(4)功是能量转化的量度(这是功的物理意义)，它 建立起了功与能量转化的桥梁，因此通过做功的 多少可以定量地研究能量及能量转化的问题．
3．几个常用的功能关系 由于我们关心的大多是能量的变化量，而不是能
量的具体数值，能量的转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，即所谓功能关系． 常见的力做功与能量变化的对应关系如下：
图4－6－4
精讲精析： 设子弹质量为 m，木块质量为 M，子 弹刚开始的初速度为 v0，最终与木块一起运动的共 同速度为 v 共，在子弹嵌入木块的过程中，子弹的 机械能(动能)减少，而木块的机械能(动能)增加，对 m 和 M 在这一过程中分别由动能定理可得： 对 m 有：－f(s＋d)＝21mv共2 －12mv20 变式可得：f(s＋d)＝12mv02－12mv2共①
从B点以某速度v沿原路往回滑， 到达A点时速度也恰好为零，求
图4－6－5
A、B两点之间的高度差．
思路点拨： 滑块从A至B的过程中，重力势能 减少量为mgΔh，这部分能量转化为内能；物体 从B至A的过程中，动能损失一部分转变为重力 势能mgΔh，另一部分转化为内能．
自主解答： 从 A 到 B 的过程中，损失的重力势
思考感悟
2．永动机(如图4－6－1所示)
新闻又现江湖，国内某知名
报纸曾经在头版正中央位置
登出一则报道《无偏二极管
有望开辟新的能源出路》， 声称中国科学院生物研究所 研究员发明的无偏二ห้องสมุดไป่ตู้管在
一个经典的永动 机设计方案图 4－6－1
不需要外加任何能源的条件
下，只要环境温
度高于负273 ℃，该器件就能奇迹般地输出直流电 流,将是一种取之不尽、完全没有污染的新型能源.此 消息一经刊登，就招致众人的口诛笔伐，大家一致 认为，这是一条假新闻，可能是因为记者、编辑的 科学素质不高，只听发明者的一面之词就急急忙忙 地发表出来．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019-2020年高中物理 4.6 能量能量转化与守
恒定教案粤教版必修2
教学目标：
一、知识目标
（1）了解自然界中存在多种形式的能量。
(2) 知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一．
(3) 通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性．
（4）通过永动机研制的失败，体会能量守恒定律建立的重要性。
2．过程与方法
(1) 注意自然界中各种不同形式的能量，体会自然界能量形式的多样性．
(2) 关注自然界能量相互转化的过程，知道能量的多样性和复杂性，了解人类创造和发明的许多技术设备都是为人类服务的能量转化器．
(3) 通过讨论与交流，举出生活、生产中接触到的能量转化或转移的例子．
(4) 查阅资料，了解能量守恒定律的建立过程．
(5) 列举自然界中能量转化和转移具有方向性的例子，体会提高能源利用率和节约能源的重要性．
3．情感、态度与价值观
(1) 认识自然界中各种不同形式能量及其转化，体会自然界能量的多样性．
(2) 通过能量守恒定律的建立过程，体会自然界的和谐统一．
(3) 通过永动机研制的失败，体会能量守恒定律建立的重要性．
(4) 通过能量转化和转移的方向性认识，树立节约能源意识，体会提高能源的利用率的重要性．
教学步骤：
一.新课教学
自然界的物质有不同的运动形式，每一种运动形式都有一种能量相对应．能量无
处不在.
1．各种各样的能量
教师可就表中每一栏的内容作简单的解释，然后再让学生对照后面的举例进行领会。
在上面学习的基础上，教师可通过将学生分组，然后以小组发言的形式讨论教材图4-6-1的内容. 图片中所展示的能量形式具有多样性，因此学生回答具有开放性，教学中不要拘泥于一种答案．水中航行的汽艇具有机械能等，发光的电灯具有电能、电磁能和内能等，燃烧的树枝放出内能和电磁能，原子弹爆炸释放的核能和内能．
如果条件许可，教师最好用多媒体展示不同形式存在的能量，然后让学生进行讨论，不必拘泥于教材．
2．能量之间的转化
上述物体所具有的能量都是其他能量转化而来的．轮船的机械能是由电能或燃料的化学能转化而来，发光的电灯所具有的电磁能和内能是由电能转化而来，原子弹爆炸释放的电磁能和内能是由原子能转化而来等．从而说明能量是可以相互转化的．其实学生对能量的转化已具有许多的感性认识，大多数学生只是对能量的各种形式不是太清楚，所以不知道是由什么能量转化为什么能量．这要求教师尽量多举一些不同形式能量转化的例子，让学生体会不同能量的本质区别。
教材图4—6—2说明了太阳能和其他形式能量的相互转化，地面的水吸收太阳能蒸发变为水蒸气，水蒸气升腾到高空变为飘动的云，再变为降落的雨，高处的雨水向下流动经水电站变为电能为人类的生活、生产服务，植物(农作物、蔬菜、树木等)也必须经光合作用才能生长……教师还要适当引申，多举一些例子．如：煤炭、石油主要是古代树木等植物被埋葬后变成的，流动的空气主要是由于太阳光照射到空气上造成的温度差而形成的，洋流也主要是海水的温差而引起的……
教材图4—6—4用框图的形式说明了几种常见能量的转化，教师要提醒学生光能与机械能之间也可直接转化，如光压使风车转动，碰撞产生火花；化学能与电能
也可直接转化，如生生物电的产生、电解等．适当利用多媒体技术，能更加直观地表示以上的转化．
3．能量守恒定律
能量守恒定律是自然界最基本、最普遍、最重要的自然规律之一，教师要想尽办法使学生将这种守恒的思想纳入到已有的知识结构中，并能随时提取、随时应用．教材从机械能守恒人手，目的是让学生进一步思考：(既然物体的动能和势能在只有重力或弹力做功的条件下可以相互转化，使得机械能守碴，那么，自然界中其他形式的能量也是可以相互转化的，它们是否也遵从同样的规律呢?若遵从同样的规律，需要满足一定的条件吗？
在上面问题提出以后，让学生讨论与交流，对历史上曾出现的永动机进行分析，说明其失败的原因。
还可让学生分析一些现实问题：世界各国为了自身的发展，展开了能源抢夺战．如俄罗斯如何向中国和日本铺设石油管道的问题、伊拉克的石油问题、OPEC 对世界的重大影响等都成了世界的焦点问题．设想若能量不守恒，一升汽油能让机器永远转动下去、一度电能让电灯永远发光，世界还是如今的样子吗?
最后强调，机械能只是能量的一种形式．因此，要保证机械能守恒就必须保证它不和其他形式的能量相互转化，即满足只有重力或弹力做功的条件．而能量守恒定律包含了所有形式的能量，所以一种形式的能量减少多少，另一种形式的能量必然增加多少．
4．能量转化和转移的方向性
为了节省篇幅，教材试图通过事例，揭示能量转化和转移的方向性，让学生有个感性认识．教师在上课时可灵活处理这部分内容．
许多学生在学习了能量之间的转化和转移后，再来学习这部分内容可能会说：各种形式的能量都是可以相互转化的，为什么还说具有方向性呢?对此问题，教师可让学生回忆课本上的另一句话：人类发明的许多技术装置都是为人类服务的能量转化器．也就是说，许多能量的转化和转移必须借助于技术装置，而在自发进行转化
和转移的情况下是有方向性的．所以要使房间降温必须借助于空调；要吃雪糕必须借助于冰箱等技术设备．
二．小结
三．作业。