人教版（2019）高中物理选修性必修第三册第3章第3节能量守恒定律教学设计

3.3能量守恒定律教学设计

课题能量守恒定律单元3学科物理年级高二

物理观念：知道能量守恒定律及永动机不可能制成。

科学思维：能根据能量守恒定律解释永动机不可能制成的原因。

科学探究：通过能量守恒定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规

学习

目标律的艰辛与执着。

科学态度与责任：学习科学家执着探索的科学精神，实事求是的严谨的科学态度，培养

探究科学的兴趣。

重点能根据能量守恒定律解释永动机不可能制成的原因。

难点能根据能量守恒定律解释永动机不可能制成的原因。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课让“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起

来。直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一观察“饮通过观察生

口，然后又会直立起来。如此循环往复....水小鸭”玩具活中小玩具的原

这种“饮水小鸭”玩具是一架永动机吗?的应用。理，引出新课。

讲授新课一、探索足迹

人类对能量的认识

人类对能量的认识能量的概念是人类在对物

质运动规律进行长期探索中建立起来的。所有自然了解人类

现象都涉及能量，人类的任何活动都离不开能量。对能量探索的

能量具有不同的形式，有描述热运动的内能、描述历史过程，体让学生学习

机械运动的机械能、描述光辐射的光能，等等。不验科学改进认科学家执着探索

同形式的运动都可以用能量来描述。知的过程。的科学精神，实

1798年：伦福德的实验表明热的本质是运动。事求是的严谨的

1820年：奥斯特发现电流的磁效应。科学态度，培养

1821年：塞贝克发现温差电现象。探究科学的兴

1831年：法拉第发现电磁感应现象。趣。

能量守恒观念的形成

能量守恒观念的形成由于能量既抽象又以各

种不同的形式广泛存在，所以能量守恒思想的萌芽

及产生并不是一蹴而就的。从各种实验的验证，再

到实验结果的被质疑，科学家们付出了大量的努

力。应该说，人类对能量的认识过程，体现了科学

前辈们对“守恒”这一科学思想的追寻。从18世

纪末到19世纪中叶，不同领域的科学家从不同角

度都提出过能量守恒的思想。人类对能量守恒的认

识经历了一个由浅人深、由含糊到清晰的过程。

1836年：盖斯发现化学反应放出的热量与反应

步骤无关。

1841年：焦耳发现电流的热效应。

1842年：迈尔表述了能量守恒定律。

1843年：焦耳测定做功与传热的关系。

1847年：亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守

恒定律。

探究活动1：观察手机无线充电的过程，思考

能量是如何变化的？

探究活动2：观察下列图片，思考能量是如何

变化的？

观察图

片，结合生活将课本知识

实际，完成思结合生活实际，

考题。提高知识的实用

性，激起学生对

学习知识的兴

趣。

探究活动3：观察下列图片，思考能量从何而

来的？

总结结学会归纳和

论。总结。

思考：通过上述图片，你可以得出什么结论？

能量可以从一种形式转化为另一种形式。

能量可以从一个物体转移到另一个物体。

能量不会凭空产生，也不会凭空消失。阅读能量

二、能量守恒定律守恒定律的内

1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空容。

消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从

一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中

其总量不变。

2、表达式：E初=E末

3、意义：能量守恒定律是自然界最普遍，最

重要，最可靠的自然规律之一，它与细胞学说，进

化论一起被恩格斯誉为十九世纪自然科学的三大

发现。完成课堂

课堂练习1、行驶中的汽车制动后滑行一段距练习。

离，最后停下来；流星在夜空中坠落并发出明亮的

光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过

程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现

象中所包含的相同物理过程是

()

A．物体的动能转化为其他形式的能

B．物体的势能转化为其他形式的能

C．物体的机械能转化为其他形式的能

D．其他形式的能转化为物体的机械能了解永动通过学习人

答案：C机。类对永动机的探

三、第一类永动机索过程，学习科

1、第一类永动机学家执着探索的

概念：不需要任何动力或燃料，却能源源不断科学精神。

地对外做功.

结果：无一例外地归于失败.

原因：违背了热力学第一定律.

2、永动机给我们的启示动画演示

人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律.永动机的工作

方式。

了解人类

对永动机的探

索，明白不同

（视频演示不同永动机失败的原因）

永动机失败的

永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地

原因。

对外做功，这种机器叫永动机.人们把这种不消耗能

量的永动机叫第一类永动机.（不吃草的马）

根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能

量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有

地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.

课堂练习2、关于能源的利用和节能，下列说

法正确的是()

完成课堂

A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是

练习。

100%

B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产

生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大

C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学

进步无关

D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被

利用而损失掉

答案：D

拓展提高1、“第一类永动机”是不可能制成的,这是因

为它()完成拓展巩固基础知

A.不符合热力学第一定律提高。识。

B.做功产生的热量太少

C.由于有摩擦、热损失等因素的存在

D.找不到合适的材料和合理的设计方案

解析：第一类永动机是指不消耗能量而且还能

对外做功的机器,故违背了热力学第一定律。

答案：A

2、(多选)下列关于能量转化现象的说法中,正确

的是()

A.用太阳灶烧水是光能转化为内能

B.风车发电是风的动能转化为电能

C.核电站发电是电能转化为内能

D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是

动能转化为内能

解析：C选项中是核能转化为电能,D选项中是

化学能转化为内能,A、B选项正确。

答案：AB

3、汽车关闭发动机后,沿斜面匀速下滑的过程

中()

A.汽车的机械能守恒

B.汽车的动能和势能相互转化

C.汽车的机械能转化成内能,汽车的总能量减

少

D.汽车的机械能逐渐转化为内能,汽车的总能

量守恒

解析：汽车能匀速下滑,一定受阻力作用,克服

阻力做功,机械能转化为内能,一部分内能散发出去,

汽车的总能量减少。

答案：C

课堂小结能量守恒定律

1、内容