2019-2020年高中物理 4.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒教案 滬科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 4.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒教案 滬科版必修2 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)及技能:知道自然界存在各種形式的能,各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化,能也可以由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中能的總量保持不變。 過程與方法:通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析,理解能量守恒定律的確切含義;通過對人類對能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的認(rèn)識(shí)過程的了解,感悟科學(xué)研究的一般方法與過程;初步建立守恒思想。 情感態(tài)度價(jià)值觀:通過能量守恒定律的教學(xué),讓學(xué)生領(lǐng)略物理規(guī)律的和諧美和簡潔美,從欣賞美的角度探究物理規(guī)律,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲;培養(yǎng)學(xué)生參與科技活動(dòng)的熱情,勇于探索與日常生活有關(guān)的物理問題;學(xué)會(huì)運(yùn)用守恒觀點(diǎn)分析物理、生活、社會(huì)現(xiàn)象。 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 主要教學(xué)方法 1.教師啟發(fā)、引導(dǎo); 2.學(xué)生自主閱讀、思考,并討論交流。 教學(xué)過程 情境創(chuàng)設(shè) 1.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。我們還知道不同形式的能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,請你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。 2.播放能量轉(zhuǎn)化的視頻,讓學(xué)生觀看后思考:有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化? 3.演示實(shí)驗(yàn)1:在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入細(xì)沙,拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放,使其落到細(xì)沙中。 思考:小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是否守恒?請說出小球運(yùn)動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。小球最后靜止在細(xì)沙中,它所具有的機(jī)械能那里去了? 4.演示實(shí)驗(yàn)2:用手提物理課本勻速上升,讓學(xué)生分析機(jī)械能的變化情況。這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是否守恒,如果不守恒,原因是什么,機(jī)械能是怎樣變化的? 5.教師講述:物體所處的系統(tǒng)機(jī)械能守恒是有條件的,當(dāng)外力對物體做功時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒,此時(shí)外力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化。 6.聽取學(xué)生匯報(bào),總結(jié)點(diǎn)評?;卮饘W(xué)生可能提出的問題。 7.引入課題:從這兩個(gè)例子中我們可以看到,機(jī)械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律,當(dāng)涉及到多個(gè)能量之間的相互轉(zhuǎn)化時(shí),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。那么能量的總和變不變化呢?人類是怎樣研究這個(gè)問題的?得出了什么樣的結(jié)論呢?通過這節(jié)課的討論和學(xué)習(xí),對這些問題將會(huì)有明確的認(rèn)識(shí)。 新課學(xué)習(xí) 一、認(rèn)識(shí)各種形式能的轉(zhuǎn)化 1.播放視頻:《運(yùn)動(dòng)中的汽車》 2.觀察課本67頁圖4-18,分組討論問題:小汽車行駛時(shí),燃料燃燒釋放的內(nèi)能都哪里去了? 供電動(dòng)機(jī)、車燈、音響、空調(diào)使用 汽車的機(jī)械能,使汽車行駛 化學(xué)能 內(nèi)能 機(jī)械能 轉(zhuǎn)移給了有關(guān)部件,使其發(fā)熱 尾氣帶走一部分 電能 克服各部件間的摩擦 3.討論課本 68頁圖4-19所示個(gè)現(xiàn)象中,能的轉(zhuǎn)化情況 a:原子能(核能)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、電磁輻射能等 b:植物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人體的化學(xué)能 c:電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能、內(nèi)能 4.教師小結(jié):在自然界里,有各種各樣的運(yùn)動(dòng)形式,每一種運(yùn)動(dòng)形式都有一種相應(yīng)的能,隨著物體運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化,能的形式也隨著轉(zhuǎn)化,這是自然界的普遍現(xiàn)象。 二、人類對能量轉(zhuǎn)化的進(jìn)一步研究——能量守恒定律的確立 1.閱讀討論 (1)古希臘的運(yùn)動(dòng)不滅思想(2)近代笛卡爾、萊布尼茲等科學(xué)家宇宙運(yùn)動(dòng)量不滅思想 (3)邁爾、焦耳、亥姆霍茲的研究 邁爾:研究分析了25種形式能量的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)總能量不變(守恒)。 焦耳:研究分析了電能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化,機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化,電能、化學(xué)能、機(jī)械能間的相互轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)總能量守恒。 亥姆霍茲對人類關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與守恒研究的總結(jié)與概括——能量守恒定律的建立。 2.師生總結(jié)——能量守恒定律的內(nèi)容 能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。 3.教師講述——對定律的理解:關(guān)鍵詞——轉(zhuǎn)化(能的形式)、轉(zhuǎn)移(能的載體),守恒(能的總量) (1)能量不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失 (2)能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者有一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一種物體 (3)在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,能的總量保持不變 3.教師講述——能量守恒定律建立的意義 能量守恒定律的建立過程,是人類認(rèn)識(shí)自然的一次重大的飛躍,也是人類思想史上的一次飛躍,是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一,而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式,和諧美是科學(xué)的魅力所在。 這么普遍,這么重要的科學(xué)規(guī)律,卻有著如此簡潔和諧的表述,這就是物理規(guī)律的簡潔美,和諧美,也是物理學(xué)的簡潔美,和諧美。 4.學(xué)生討論——課本69頁“案例分析” (1)第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)思想是什么? 不消耗能量或少消耗能量而做大量的功。 (2)這能實(shí)現(xiàn)嗎? 聽起來,就像天上掉餡餅?!皼]有免費(fèi)的午餐”,應(yīng)該不會(huì)實(shí)現(xiàn)。仔細(xì)分析可以看出,重錘產(chǎn)生的兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩總是平衡的,即就是讓它轉(zhuǎn)起來,但轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由于要克服各部分間及與空氣的摩擦而消耗機(jī)械能,所以不可動(dòng)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去,永遠(yuǎn)對外做功。人類的任何創(chuàng)造發(fā)明,都不能違背自然規(guī)律。 5.學(xué)生討論——能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移有方向性嗎? 回顧必修1所學(xué)的機(jī)械能守恒定律有關(guān)內(nèi)容及日常實(shí)力進(jìn)行討論。 案例分析 質(zhì)量為m的子彈以水平vo射入速度Vo沿同一方向運(yùn)動(dòng)的木塊中,木塊質(zhì)量為M。當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度為d時(shí),子彈和木塊的速度分別v為和V。若子彈和木塊的相互作用力為F,不計(jì)木塊與水平面的摩擦力及空氣阻力,證明這一過程中子彈和木塊總共損失的動(dòng)能為ΔEk=Fd。 證:從子彈接觸木塊到進(jìn)入d,對子彈運(yùn)用動(dòng)能定理有:;對木塊運(yùn)用動(dòng)能定理有:。這一過程中子彈、木塊系統(tǒng)總共損失的動(dòng)能是:,由于s1-s2=d,所以有 鞏固練習(xí) 1.下列說法正確的是( ) A.燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去,它還會(huì)自動(dòng)聚集起來供人類重新利用 B.熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫問題,但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體 C.自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源 D.兩種氣體放到一個(gè)容器內(nèi),總會(huì)均勻地混合到一起,但不會(huì)再自發(fā)地分離開來。 2.指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況 (1)植物的光合作用;(2)雨天時(shí)發(fā)生雷電;(3)人在跑步時(shí),身體發(fā)熱;(4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光;(5)風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)。 3.一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(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過程中,拉力F所做的功的大小(絕對值)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(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?,滑塊的重力勢能的改變等于多少?滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢能之和)的改變等于多少? 教師小結(jié) 能量守恒定律的變式表述:(1)物體系統(tǒng)內(nèi),某些形式能的增加等于另一些形式能的減小;(2)物體系統(tǒng)內(nèi),某些物體的能量的增加等于另一些物體的能量的減小。 布置作業(yè) 1.復(fù)習(xí)課文,書面完成課本70頁“家庭作業(yè)與活動(dòng)”3、4、5。 2.撰寫小論文:《守恒》 3.預(yù)習(xí)《能源與可持續(xù)發(fā)展》 板書設(shè)計(jì) 各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化 能可以由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)物體 能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。 應(yīng)用:對于一個(gè)系統(tǒng)來說,一種形式能的減少,等于另一種形式能的增加。 反思與改進(jìn)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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