《能量守恒定律与能源》教学设计【高中物理必修2（人教版）教案】

7/7《7.10能量守恒定律与能源》教学设计教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法，后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。在我国广为流行，很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用，使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。该模式强调教师的指导作用，认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用，非常注重教师的权威性。“传递-接受”教学模式的课程环节：复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习设计思路说明复习旧课提出问题：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。激发学习动机演示实验1：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。思考：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。演示实验2：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。思考：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。讲授新知识（一）能量守恒定律（1）定律内容（2）建立定律的两个重要事实①确认了永动机的不可能性．②各种自然现象之间能量的相互联系与转化．(3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系（二）、能源和能量耗散（1）能量耗散（2）能源危机的含义（3）能量转化的方向性与节约能源的必要性巩固运用例1．分析常见力做功与能量转化的对应关系：重力做功：弹力做功：电场力做功：例2．所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。AABKF例3．一小滑块放在如图2-10-2所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？检查评价有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮．他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）．请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去．间隔性复习对比动能定理，机械能守恒定律，和能量守恒定律教材分析本节内容是本章的最后一节，起到总结全章的作用，在学习能量守恒定律的基础上，要引导学生分析动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律的区别与联系。进而使学生可以合理的选出分析问题时需要用到的公式。教学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、态度与价值观感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。教学重难点【重点】能量守恒定律的内容【难点】理解能量守恒定律的确切含义课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。教学过程复习旧课教师活动：提出问题：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。激发学习动机教师活动：演示实验1：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。思考：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。演示实验2：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。思考：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。学生活动：观察实验并积极思考。讨论后，选出代表发表见解。教师活动：听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。点评：通过学生举例和演示实验，说明各种形式的能量可以相互转化，增强学生的感性认识，并激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲。教师活动：引入课题：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。这就是我们今天要学习的能量守恒定律。讲授新知识（一）能量守恒定律（1）定律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，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．（2）建立定律的两个重要事实①确认了永动机的不可能性．②各种自然现象之间能量的相互联系与转化．(3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊背景下一种特殊表现形式．（二）、能源和能量耗散（1）能量耗散燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．（2）能源危机的含义在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了．（3）能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源．巩固运用例1．分析常见力做功与能量转化的对应关系：重力做功：弹力做功：电场力做功：解答：重力做功：重力势能和其他能相互转化；弹力做功:弹性势能和其他能相互转化；电场力做功:电势能与其他能相互转化；例2．所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。解答：由于连结AB绳子在运动过程中未松，故AB有一样的速度大小，对AB系统，由功能关系有：Fh－W－mBgh=eq\f(1,2)(mA+mB)v2求得：W=Fh－mBgh－eq\f(1,2)(mA+mB)v2AABKF例3．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？解析：根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力，斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功），因此ΔEk=A-B+C-D；根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔEp=-C；滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A–B–D检查评价有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮．他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）．请你分析一下，