高三物理教案：《能量守恒定律與能源》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　一、教材分析

　　《能量守恒定律與能源》是人教版高中物理必修二第七章《機(jī)械能》第十節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)能量守恒定律和能源、能量耗散的定義。感知我們周?chē)�能源的耗散，�?shù)立節(jié)能意識(shí)。

　　二、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(guān)

　　感知我們周?chē)�能源的耗散，�?shù)立節(jié)能意識(shí)。

　　三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

　　教學(xué)重點(diǎn)

　　能量守恒定律的內(nèi)容。

　　教學(xué)難點(diǎn)

　　理解能量守恒定律的確切含義。

　　四、學(xué)情分析

　　我們的學(xué)生屬于平行分班，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)班，學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。需要教師指導(dǎo)并多給實(shí)例分析給予直觀(guān)的認(rèn)識(shí)。

　　五、教學(xué)方法

　　探究、講授、討論、練習(xí)

　　六、課前準(zhǔn)備

　　1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)《能量守恒定律與能源》，并填寫(xiě)學(xué)案。

　　2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。

　　七、課時(shí)安排：1課時(shí)

　　八、教學(xué)過(guò)程

　　(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

　　檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

　�。ǘ�）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。

　　教師首先提問(wèn)：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)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(qǐng)你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。

　　設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

　　（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。

　　引入新課

　　教師活動(dòng)：提出問(wèn)題：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)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(qǐng)你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。

　　學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問(wèn)題，列舉實(shí)例。

　　教師活動(dòng)：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(guān)察實(shí)驗(yàn)并積極思考。討論后，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

　　教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)�；卮饘W(xué)生可能提出的問(wèn)題。

　　點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生舉例和演示實(shí)驗(yàn)，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。

　　教師活動(dòng)：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，必定其他物體能量增加，能量的總和并沒(méi)有不化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。

　　進(jìn)行新課

　　1、能量守恒定律

　　教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話(huà)，說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義？

　　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)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問(wèn)題

　　教師活動(dòng)：提出問(wèn)題，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？

　　2、能源和能量耗散

　　教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，了解人類(lèi)應(yīng)用能源的歷程，能源對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展所起的作用；人類(lèi)在利用能源的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

　　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)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問(wèn)題。

　　教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)。回答學(xué)生可能提出的問(wèn)題。

　　【課堂訓(xùn)練】

　　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(或轉(zhuǎn)移)的過(guò)程。且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。如舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái),對(duì)重物做了功這一過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員通過(guò)做功消耗了體內(nèi)的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化為重物的重力勢(shì)能.并且,運(yùn)動(dòng)員做了多少功,就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。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

　�、拍芰渴睾愣�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(xiàn)。

　�、埔�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.

　�、腔瑒�(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系產(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。

　　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：

　　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�。ń^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。當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變（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ΔEk=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ΔEp= - 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ΔE = A – B – D

　　3．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(lèi)必須面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題.能源對(duì)造福人類(lèi)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(lèi)賴(lài)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(lèi)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(chēng)它們?yōu)榛�石燃�?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(chēng)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且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大,所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會(huì)在重力作用下下沉,將所吸收的郜分太陽(yáng)能帶到湖底,使湖底溫度越來(lái)越高.由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度,因此湖底的鹽水不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng),將熱量散失,這就使得太陽(yáng)能得到儲(chǔ)存.

　　【課后思考】

　　有人設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個(gè)水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個(gè)水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個(gè)抽水機(jī)和一個(gè)砂輪．他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已，機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了（下圖）．

　　請(qǐng)你分析一下，高處水槽中水的勢(shì)能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說(shuō)明這個(gè)機(jī)器是否能夠永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．

　�。ㄋ模┓此伎偨Y(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。

　　教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。

　　設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）

　　（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。

　　我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械能一章的所有內(nèi)容，下節(jié)課我們復(fù)習(xí)本章內(nèi)容，這節(jié)課后大家可以回顧一下本章內(nèi)容，重點(diǎn)是建立知識(shí)結(jié)構(gòu)。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。

　　設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

　　九、板書(shū)設(shè)計(jì)

　　一、能量守恒定律

　　二、能源和能量耗散

　　三、實(shí)例

　　十、教學(xué)反思

　　本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。

　　本節(jié)課中知識(shí)的理解還是好掌握的只是學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)少，在實(shí)際的應(yīng)用中不能靈活駕馭，所以這節(jié)課重要的是多展示實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)這也充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。