2017-2018学年高中物理人教版必修2教案：第七章 机械能守恒定律 第10节 能量守恒定律与能源1

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1、10．能量守恒定律与能源三维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1．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识；2．通过能量守恒定律的教学，让学生领略物理规律的和谐美和简洁美，发展对科学的好奇心与求知欲。教学重点能量守恒定律的内容。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。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，并讨论、交流学习成果。教学工具投影仪、教学录像或课件。教学过程［新课导入］我们已学习了多种形式的能，请

2、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。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。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。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。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。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

3、天要学习的能量守恒定律。［新课教学］一、能量守恒定律1．自然现象之间的普遍联系我们可以从千差万别的各种自然现象中抽象出一个共通的量──能量，这说明不同的运动形式在相互转化中有数量上的确定关系。科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系……1801年戴维发现电流的化学效应（电和化学的联系）1820年奥斯特发现电流的磁效应（电和磁的联系）1821年塞贝克发现温差电现象（热和电的联系）1831年法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）1840年焦耳发现电流的热效应（电和热的联系）1842年迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值（力和热

4、的联系）1843年焦耳测定了热功当量的数值（力和热的联系）1947年亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律……我们在初中学过的声、光、热、电、磁、力等各种现象，都与能量有着密切联系。本章描述的机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊形式。包括机械能守恒在内的能量守恒思想的萌芽，尽管出现时都是十分模糊的，却是后人总结和概括出普遍的能量守恒定律的依据。2．能量守恒定律确立的两类重要事实导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间相互联系与转化。到了19世纪40年代前后，科学界已经形成了一种

5、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，各自独立地提出能量守恒定律，其中，迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效。3．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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫做能量守

6、恒定律（lawofenergyconservation）。在能量守恒定律发现之后，曾有人怀疑某种过程“能量不守恒”。但是，进一步研究又发现，原来是漏掉了人类尚不认识的一种新形式的能量。如果把这种新形式的能量计算在内，总能量依然守恒。能量守恒定律经受住了新的检验。4．能量守恒定律建立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。和谐美是科学的魅力所在。【思考与讨论】1．既然能量是宁恒的，不可能消灭，为什么我们

7、还要节约能源？2．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？二、能源和能量耗散1．能源（1）能源能够提供可利用能量的物质。（2）利用能源的三个时期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。到了20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。煤炭和石油是古代植物和动物的遗体在地层中经过一系列生物化学变化而生成的，与古生物化石有些相似，所以有时叫做化石能源。（3）能源的分类①

8、常规能源和新能源a．常规能源人类目前消耗的能量主要来自煤、石油、天燃气等，人们把煤、石油、天然气叫做常规能源。b．新能源风能、水流动时的机械能、大阳能、沼气、核能等。②可再生能源和不可再生能源a．可再生能源水流能、风能是可再生能源。b