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2019-2020年高中物理《能量守恒定律與能源》教案13 新人教版必修2 ★新課標(biāo)要求 （一）知識與技能 理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。 （二）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 （三）情感、態(tài)度與價值觀 感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識。 ★教學(xué)重點 能量守恒定律的內(nèi)容。 ★教學(xué)難點 理解能量守恒定律的確切含義。 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。 ★教學(xué)工具 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)過程 （一）引入新課 教師活動：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。 學(xué)生活動：思考并回答問題，列舉實例。 教師活動：演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。 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。 演示實驗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，過一段時間，小木塊停止運動。 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。 學(xué)生活動：觀察實驗并積極思考。討論后，選出代表發(fā)表見解。 教師活動：聽取學(xué)生匯報，總結(jié)點評?；卮饘W(xué)生可能提出的問題。 點評：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。 教師活動：引入課題：以上實驗表明，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。 （二）進(jìn)行新課 1、能量守恒定律 教師活動：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？ 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？ 學(xué)生活動：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題 教師活動：提出問題，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：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。 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：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題。 教師活動：聽取學(xué)生匯報，總結(jié)點評?；卮饘W(xué)生可能提出的問題。 （三）課堂總結(jié)、點評 教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實例探究 ☆ 對功能關(guān)系的理解 ［例1］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？ 解析：根據(jù)動能定理，動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，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此ΔEk=A - B+C - D； 根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢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 ★課余作業(yè) 思考討論P30“問題與練習(xí)”中1、3題；書面完成第2題。 ★教學(xué)體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 附1：課后思考與討論 有人設(shè)計了這樣一臺“永動機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個抽水機(jī)和一個砂輪．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，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了（下圖）． 請你分析一下，高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說明這個機(jī)器是否能夠永遠(yuǎn)運動下去． 高空的氣溫為什么低 　究大氣現(xiàn)象時常常用到熱力學(xué)第一定律．通常把溫度、壓強(qiáng)相同的一部分空氣作為研究的對象，叫做氣團(tuán)，直徑上千米．由于氣團(tuán)很大，邊緣部分和外界的熱交換對整個氣團(tuán)沒有明顯的影響，所以氣團(tuán)的內(nèi)能的增減只等于外界對它做功或它對外界做功的多少。 陽光烤暖了大地，地面又使得下層的氣團(tuán)溫度升高，密度減小，因而上升．上升時氣團(tuán)膨脹，推擠周圍的空氣，對外做功，因此內(nèi)能減小，溫度降低．所以，越高的地方，空氣的溫度越低．對于干燥的空氣，大約每升高1km溫度降低7℃（如下圖）． 飛機(jī)在萬米高空飛行的時候，艙外氣溫往往在－50℃以下．由于機(jī)上有空調(diào)設(shè)備，艙內(nèi)總是溫暖如春．不過這時空調(diào)的作用不是使空氣升溫，而是降溫．高空的大氣壓比艙內(nèi)氣壓低，要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣必須使用空氣壓縮機(jī)把空氣從艙外壓進(jìn)來．在這個過程中，空氣壓縮機(jī)對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度上升．如果不用空調(diào)，機(jī)艙內(nèi)的溫度可能達(dá)到50℃以上！