高中物理必修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
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恒定律（law of energy conservation）。
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．不可再生能源石油、煤炭等能源物质，如果消耗完了就没有了，是不可再生能源。
③清洁能源和非清洁能源a．清洁能源为“绿色环保”能源。
太阳能的利用不污染环境，它是一种清洁能源b．非清洁能源（4）大量消耗常规能源带来的社会问题①能源枯竭煤炭和石油资源是有限的。
以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续。
随着生产力的迅速发展，使得能源的消耗也急剧增长，研究人员估计：按照目前的石油开采速度，地球上的石油储藏将在几十年内全部产完，煤的储量稍多一些，但也将在二百多年的时间内采完。
所以常规能源不是取之不尽，用之不竭的。
②环境污染与此同时，大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气的分。
能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。
例一：石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了温室效应，使得地面的气温上升，两极的冰雪熔化，海平面上升，淹没沿海城市，海水向河流倒灌、耕地盐碱化等.例二：常规能源的使用会产生有毒气体和浮尘，能引起人的多种疾病。
常规能源的短缺和由这类能源利用所带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急。
（5）各种能源的内在联系大海中的水被太阳晒热、蒸发，变成云，变成雨，降落在高山上，汇成河流，所以宏观上也可以说：水力发电站输出的电能来自太阳。
有人说：煤和石油的能量也来自太阳，那么，太阳能通过什么途径变成了煤矿和石油中的化学能？地球上的各种能源中，太阳辐射能(简称太阳能)占着特别重要的地位。
除了人的食物中的能量是来源于太阳能外，草木燃料、化石燃料、风力、流水、海流、海洋热能的能量也来源于太阳能.尽管太阳向四面八方辐射的热量仅有二十二亿分之一到达地球大气的最高层，并且还有一部分被大气层反射和消耗在加热空气上，然而，每秒钟到达地面上的总量还高达80万亿千瓦.这一能量是很大的，如果用它来发电，就可以得到比现在全世界发电总量大约数万倍以上的电力.太阳能是地球上可以获得的、能连续供应的最大能源，真可谓“取之不尽，用之不竭”。
太阳能的利用，有间接利用和直接利用两种形式，所谓间接利用，就是利用草木燃烧、化石燃料、风力、水力、海洋热能、海流动能和各种被固定的太阳能(如沼气、海洋生物)的能量.学了生物后，你就会理解草木燃料、化石燃料、海洋生物等的能量是被固定的太阳能，所以煤又被称为太阳石.据你所学地理知识，就能理解风力、水力等能源的能量从根本上是太阳能转化而来的.间接利用太阳能的方法很多，除普通火力发电、水力发电、风力发电之外，还有海水温差发电，海流发电，大气上层的电离气体发电等等.潮汐的主要原因是月球引力的影响.所以不归为太阳能的间接利用，核能也不属于太阳能。
2．能量耗散 （1）能量耗散燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；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，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用。
这种现象叫做能量的耗散。
流散的内能无法收集起来重新利用的现象，叫做能量耗散。
城市的工业和交通急剧发展，给人们的生活带来方便的同时，也使得城市环境接收了过多耗散的能量，使城市环境的温度升高。
红外照片是不能分辨颜色的，右图中的颜色是为区分不同的温度而在照片处理时加上的。
（2）能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性能量耗散表明，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。
这是能源危机更深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因。
能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。
能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。
［小结］能源是提高人民生活水平和进行现代化建设的重要物质基础，但是，能源与人们的需求及环境之间的关系又迫使人们不得不注意节约能源和开发新能源。
太阳能、风能都是无污染、不需要开采费用的能源，而且取之不尽，用之不竭，目前处于试验使用阶段，要大规模地使用还需要取得技术上的突破.无论是节约能源，还是开发能源，都要靠科学研究，都要掌握先进的技术，希望同学们努力学习，将来能够在能源科学技术领域为祖国做贡献。
本节课我们了解了能源和环境的关系，能源与人类需求之间的矛盾，那么在今后的生活中，我们要从自身做起，节约能源，保护生态环境.［布置作业］。
高中物理 第7章 第10节 能量守恒定律与能源教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
第10节能量守恒定律与能源一、概述(介绍本课时内容在本章中的作用，主要学习内容，具体细化的三维学习目标，重点、难点，学习本节学生的优势和不足，主要学习活动和预期学生表现性成果) 本节在本章中的作用，主要学习内容：本节做为本章的最后一节，是机械能守恒的进一步提升，是对本章知识的总结与拓展，主要内容分为两部分，第一部分能量守恒定律，从机械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展，阐述了能量守恒定律推出的艰辛历程，让学生感受物理规律得出的历程，使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神．并且指出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，展示了科学的和谐美。
第二部分，能源和能量耗散，从生活实际出发，让学生了解自然界中热传导过程和能量转化、转移是有一定方向的，让学生了解能源对人类文明的意义和由能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。
让学生认识节约能源。
具体细化的三维学习目标：知识与技能1．明确能量可发生相互转化，理解能量守恒定律，知道类永动机不可能实现。
2．了解什么是常规能源，什么是新型能源，知道能量转化和转移的方向性3．通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性4．了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义过程与方法1．通过能量守恒定律事例分析，提高分析问题和理论联系实际的能力2．通过阅读教材，感受物理规律得出的历程，体会哲学和自然科学长期发展和进步历程情感态度价值观1．学习科学家不畏艰辛的探索精神、体验科学的和谐美，了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题，树立环保意识2．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识教学重点能量守恒定律，节约能源的意义教学难点用能量守恒定律解决具体问题学习本节学生的优势和不足学生通过机械能的学习，已经形成了有关能量转化的一些图景，体会到能量概念是对自然现象的抽象与概括，具备了从“机械能的转化与守恒”联想扩展到“自然界中各种能量在转化和转换中总能量是否会守恒”的基础，但具体事例解决缺乏分析方法和策略。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第10节《能量守恒定
3．在教学中通过各种教学手段（包括学生实验），激发学生探索和发现物理规律的动机和兴趣，其中特别注意用相互联系的观点来使学生认识世界，启发学生发现各种现象的内在联系。学生通过这一阶段的学习，认识实物的能力将会产生质的变化。
行
新
课
一、能量守恒定律
1．在教师的指导下阅读教材
并大声朗读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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。
2．引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内 容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义？导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么？
2．对能量耗散的教学，先举例帮助学生建立自然界的宏观过程具有方向性的概念，然后通过探究生活中的事例建立能量耗散的概念。用专题的形式帮助学生建立能量和环境的关系，和节约能源、保护环境的紧迫感，使学生认识到可持续发展的重要意义，培养学生对社会的责任感。对设计的问题情景，先让学生独立思考，完成不了的，再小组讨论，组内交流，组与组之间交流，培养学生的合作意识。
思考：小铁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。
4.演示实验2：用手提物理课本匀速上升，让学生分析机械能的变化情况。这个物体在运动过程中机械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，机械能是怎样变化的？
5．在各自独立思考的基础上指出：物体所处的系统机械能守恒是有条件的，当外力对物体做功时，系统的机械能不守恒，这 个物体在运动过程中机械能不守恒，原因是不符合机械能守恒定律成立的条件，有 外力对物体做了功，这个力是人对物体向上的拉力．在运动过程中，物体动能没有发生变化，而物体的重力势能增加了，所以系统的机械能是增加的。
高中物理第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源学案新人教版必修2
第十节能量守恒定律与能源［学习目标］1. 了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确定的两个重要事实. 2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题. 3. 了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.［学生用书F9i］、能量守恒定律(阅读教材P81)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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.—拓展延伸?———(解疑难)—能量守恒定律的意义1 .确认了永动机是不可能制成的.2•反映了自然现象的普遍联系.3. 普遍性：能量守恒定律是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍.4. 能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一.过:盈1.(1)随着科技的发展，永动机是可以制成的. ()(2) 太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了.()(3) 在水平路面行驶的汽车，关闭油门后慢慢停下来，说明能量正在消失. ()(4) 有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生.()提示：(1) X (2) X (3) X (4) X二、能源和能量耗散(阅读教材P82)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总，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』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』还是很有必要节约能源.拓展延伸? --------------------------------------------------------- (解疑难)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.吐曲2.(1)能量能从一种形式转化为另一种形式，也能从一个物体转移到另一个物体.()(2) 能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散. ()(3) 既然能量守恒，所以不必担心会发生“能源危机”.() 提示：(1) V (2) X (3) X能量守恒定律的应用［学生用书P 92］1 •适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律， 是各种自然现象中普遍适用的一条规律.2 .表达式(1)己初=E 末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.(2) △丘增=厶E 减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量.3. 应用步骤自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )A. 机械能守恒B. 能量正在消失C. 只有动能和重力势能的相互转化D. 减少的机械能转化为内能，但总能量守恒［解析］自由摆动的秋千摆动幅度越来越小， 说明机械能减少，摩擦阻力对秋千做负功, 使减少的机械能转化为内能，正确选项为 D, A B 、C 错误.［答案］D行驶中的汽车制动后滑行一段距离， 最后停下；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.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A. 物体克服阻力做功B. 物体的动能转化为其他形式的能量C. 物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量［解析］这三个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要受摩擦阻力，流星、 降落伞受空气阻力，选项 A 正确；三个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、 降落伞是重力势能转化成其他形式的能， 总之是机械能转化成了其他形式的能， 选项D 正确.［答案］AD(2014 •高考广东卷)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板, 楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()特别提醒： (1)机械能守恒定律实际上是能量守恒定律的一种特殊形式.(1) 明确研究对象及研究过程.(2) 明确该过程中，哪些形式的能量在变化.⑶ 确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少.⑷ 列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式 (或初、末状态能量相等的守恒式 ).(2)应用能量守恒定律解题时, 转移.定要分清系统中有哪些形式的能,什么能发生了转化或 讲塚结台 衆人探究知识点一W 一典例题纽 ________________(自选例题，启迪思维)筋iZ1A. 缓冲器的机械能守恒B. 摩擦力做功消耗机械能C. 垫板的动能全部转化为内能D. 弹簧的弹性势能全部转化为动能［解析］由于车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机 械能减少，选项 A 错误、B 正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性 势能，选项C 、D 错误.［答案］B［规律总结］不同形式的能量可以相互转化，在转化过程中能量的总量保持不变，明确 能量的转化形式是解题的关键.对功与能关系的理解［学生用书P 92］ 1 .功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的.做功的过程就是各种形式的能量之间转 化（或转移）的过程.且做了多少功，就有多少能量发生转化 （或转移），因此，功是能量转化的量度.2. 不同形式的能量变化与不同的功对应功能的变化表达式重力做功正功重力势能 减少重力势能 变化WG= E pi —乐负功 重力势能 增加 弹力做功正功弹性势能 减少 弹性势能 变化W 弹=E?i — E p2负功弹性势能 增加 合力做功正功 动能增加 动能变化W^= E K 2 — E ki负功 动能减少除重力（或系统内弹 力）外其他力做功正功 机械能增 加机械能变 化W 外=E ? — E i负功机械能减 少特别提醒：（1）功和能的本质不同， 并且功和能也不能相互转化， 而只能是通过做功实现能量的转化.⑵ 以系统为研究对象时，内力做功的过程也伴随着能量的转移或转化. 一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将（）A. 逐渐升高C.先降低再升高［解析］人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力 势能增空一典例题纽 _________________（自选例题，启迪思维）D.始终不变加，重心升高，A正确.［答案］A(2015 •桂林高一检测)如图所示，高h = 2 m的曲面固定不动•一个质量为 1 kg的物体,2由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为 4 m/s. g取10 m/s .在此过程中，下列说法正确的是()A. 物体克服摩擦力做功20 JB. 物体的动能增加了8 JC. 物体的重力势能减少了20 JD. 曲面对物体的支持力对物体不做功一 1 2 1 2［解析］根据动能定理得mgh^ W/= ?mv = x 1X4 J= 8 J, B对.其中重力做功W G= mgh =1X 10X2 J= 20 J，故重力势能减少20 J, C对.所以摩擦力做功W= 8 J —20 J = - 12 J, A错.支持力始终与物体的速度垂直，故支持力不做功，D对.［答案］BCD如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面be与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M rn(M>m的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A. 两滑块组成系统的机械能守恒B. 重力对M做的功等于M动能的增加C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功［解析］由于斜面ab粗糙，在两滑块沿斜面运动的过程中，两滑块组成系统的机械能不守恒，选项A错误.由动能定理，重力对M做的功大于M动能的增加，选项B错误.由功能关系，轻绳对m做的功等于m机械能的增加，选项C正确.由功能关系可知，两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功，选项D正确.［答案］CD［总结提升］应用功能关系解题的基本步骤(1) 明确研究对象.(2) 分析物体的运动过程并画图展示.(3) 分析力对研究对象的做功情况和能量转化形式.(4) 根据动能定理或能量守恒定律列方程求解.以例说法触类旁通［学生用书P93］典型问题一一“摩擦生热”问题的求解1 .静摩擦力做功不会引起系统机械能的变化. 静摩擦力做功的过程是系统中物体间的机械能发生转移的过程，不产生热量.2•滑动摩擦力做功一定会引起系统机械能的变化. 滑动摩擦力做功，一是会引起系统中物体间机械能的转移，二是会引起系统总机械能的减少，部分机械能转化为内能，产生热量.［范例］足够长的传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为卩，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为（）2A. mv［解析］物体A被放于传送带上即做匀加速直线运动，加速度a = ^-mg L卩g,匀加速过m2 2 2v v v v程前进的距离X1= = .该时间内传送带前进的距离X2= vt = v •=—.2a2卩g 卩g卩g 所以物体相对传送带滑动距离故产生的内能0=卩mgA x=△ X= X2—X i =2v 1 2 .3 mg- =-mv, D正确.23 g 2［答案］D［名师点评］（1）滑动摩擦力做功时，机械能转化为内能. （2）—对滑动摩擦力做功产生的内能为Q= F f x相，其中F f指滑动摩擦力大小，x相指发生相对滑动的物体间的相对位移.如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v o水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力F f视为恒定，则在此过程中产生的热量（）客_________ 比...........- ---------- L--------- H-• --------- £+$ --------1 2 1 2A. Q= F f(L+ s)B. Q= ~m\o—§mv解析：选CD.对木块：F f L = *Mv1 2 1 2对子弹：—F f( L+ s) = 2mv —^mv1 2 1 2联立可得，F f S = ^mv —^（阿依据能量转化和守恒定律，1 2 1 2Q= ^mv—歹曲m v产生的热量Q= F f S，故C、D正确.分层演练巩固落实［学生用书P94］C. 4mD.1m\/C. Q= F f sD. Q=苏―1( n)v2B. 2mV［随堂达标］1 •关于能量和能源，下列说法中正确的是（）A. 由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B. 在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C. 能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析：选B.自然界的总能量是守恒的，能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，能量不可能被创造；在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，能量耗散使能量的利用品质降低了，能量转化具有方向性，因此要节约能源，故B正确，AC、D错误.2.（2015 •眉山一中高一检测）如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（）A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D. 重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变解析：选B.由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故 A C均错误；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错误；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确.3. （2015 •吉安高一检测）设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将（）A. 升高B.降低C.不变D.都有可能解析：选A.电冰箱是利用制冷剂，如氟利昂从箱内蒸发器处吸热而汽化后，到箱外冷凝器中放热液化，然后又到蒸发器中吸热汽化”如此循环而制冷的.由于蒸发器温度低，冷凝器温度高，制冷过程中，全靠压缩机将蒸发器中的氟利昂抽出再压缩到冷凝器中，以实现热量从低温物体传递到高温物体.其中压缩机对氟利昂蒸汽做了功.电能转化为内能，所以制冷剂从蒸发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，房间又是绝热的，故室内温度升高.故A正确，B、C D均错.4. （2015 •合肥高一检测）质量为m的物体在竖直向上拉力F的作用下从静止出发以2g 的加速度匀加速上升h,则（）A. 物体的机械能增加3mghB. 物体的重力势能增加mghC. 物体的动能增加FhD. 物体在上升过程中机械能守恒解析：选AB.由F—mg= 2mg得拉力F= 3mg机械能的增加等于拉力F做的功，即W= Fh= 3mgh A正确，D错误.重力势能的增加等于克服重力做的功mgh B正确.动能的增加2等于合力做的功，即弘=m-2 g • h = 2mghF r Fh, C错误.35. （选做题）（2014 •高考福建卷）如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动.质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端. 现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块（）A. 最大速度相同B. 最大加速度相同C. 上升的最大高度不同D. 重力势能的变化量不同解析：选C.当弹簧的弹力和物块重力沿斜面向下的分力大小相等时，物块的速度最大，由于两物块的质量不同，故两物块速度分别达到最大时，与质量大的物块接触的弹簧的形变量较大，根据能量守恒定律可知，质量大的物块的最大速度较小，选项A错误.刚撤去外力kx 时，两物块的加速度最大，根据牛顿第二定律得kx—mg n 0 = ma 0为斜面倾角），—g sin 0，由于两物块的质量不同，故两物块的最大加速度不同，选项B错误.从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能，由于两物块质量不同，故上升的最大高度不同，选项C正确•两物块重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的减少量，故重力势能的变化量相同，选项D错误.［课时作业］一、选择题1 .下列说法中正确的是（）A. 能就是功，功就是能B. 做功越多，物体的能量就越大C. 外力对物体不做功，这个物体就没有能量D. 能量转化的多少可以用做功来量度解析：选D.功和能是两个不同的概念，故选项A错误；做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明能量的多少，故选项B错误；外力是否做功不能说明物体能量的有无，故选项C错误；功是能量转化的量度，故选项D正确.2.（多选）（2015 •衡水高一检测）在巴塞罗那游泳世锦赛三米板决赛中何姿轻松夺冠. 若何姿的质量为m她入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F,在水中下降高度h的过程中，她的（g为当地重力加速度）（）A. 重力势能减少了mghB. 动能减少了FhC. 机械能减少了（F+ mghD. 机械能减少了Fh解析：选AD•重力势能的减少量等于重力做的功mgh A正确.动能的减少量等于克服合力做的功，为（F—mgh, B错误.机械能的减少量等于克服阻力F做的功Fh, C错误，D正确.3.（2015 •北京四中高一月考）如图所示，两个完全相同的物体分别自斜面AC和BC顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E A 和E B,下滑过程中产生的热量分别为Q和Q,则（）A. E A>E B Q A=QB. E A=E B Q A>QC.E A>E B Q>QD.E A<E B Q>Q B解析：选A.设斜面倾角为0，底边长为b,则WF卩mg cos 0 • 一b—=卩mgb即COS 0摩擦力做功与斜面倾角无关，所以两物体的摩擦力做功相同，产生的热量相同•由题图知A 物体的重力做的功大于B物体的重力做的功，再由动能定理知，E A>E B.故A正确.3. （2015 •广州高一检测）如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B由于A B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物，A、B都向前移动一段距离.在此过程中（）A. 外力F做的功等于A和B动能的增量B. B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C. A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D. 外力F对B做的功等于B的动能增量解析：选B.物体A所受的合外力等于B对A的摩擦力，对物体A应用动能定理，则有B 对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量，B正确.A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不相等，故二者做功不相等，C错误.对B应用动能定理，W— W& △ E<B,即W= WF+ △ E<B,就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D错误.由上述讨论知B克服摩擦力所做的功与B对A的摩擦力所做的功不相等，即W片△ E<A,W M△ E A+△ E B,故A错误.5.（2015 •宁波高一检测）蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的床垫（A位置）上，随床垫一同向下做变速运动到达最低点（B位置），如图.有关运动员从A运动至B的过程，说法正确的是（）A. 运动员的机械能守恒B. 运动员的速度一直减小C. 运动员的机械能先增加后减小D. 运动员先失重后超重解析：选D.运动员从A运动至B的过程，床垫弹力对运动员做负功，运动员的机械能转化成了蹦床的弹性势能，运动员的机械能不断减小，A、C错.该过程运动员受到的合力先是向下后向上，加速度也是先向下后向上，所以运动员先失重后超重，D对.运动员的速度是先增加后减小的，B错.6.速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为H,则此过程中，物块的（）A. 动能损失了2mgHB. 动能损失了mgHC.机械能损失了mgH1D. 机械能损失了？mgH（多选）如图所示, 固定斜面倾角为定的初☆ 9.解析：选AC.物块以大小为g 的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中 F 合=mg 一 1由受力分析知摩擦力 f = q mg 当上升咼度为 H 时，位移x = 2H,由动能定理得 △ H =- 2mgH 1由功能关系知 △ E = W/= — 2mgx=- mgH 选项A 、C 正确.7. (2015 •高考福建卷)如图，在竖直平面内，滑道 ABC 关于B 点对称，且 A B C 三点在同一水平线上•若小 滑块第一次由A 滑到C 所用的时间为t i ，第二次由C 滑到A ,所用的时间为t 2，小滑块两 次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则 ( )A . t 1<t 2B. t 1= t 2C. t 1>t 2D.无法比较t 1> t 2的大小解析：选A.在滑道AB 段上取任意一点 E,比较从A 点到E 点的速度V 1和从C 点到E 点 的速度V 2，易知V 1>V 2.因E 点处于“凸”形轨道上，速度越大，轨道对小滑块的支持力越小， 因动摩擦因数恒定， 则摩擦力越小，可知由A 滑到C 比由C 滑到A 在AB 段上的摩擦力小，因 摩擦造成的动能损失也小. 同理，在滑道BC 段的“凹”形轨道上， 小滑块速度越小，其所受 支持力越小，摩擦力也越小，因摩擦造成的动能损失也越小，从 C 处开始滑动时，小滑块损 失的动能更大.故综上所述，从A 滑到C 比从C 滑到A 在轨道上因摩擦造成的动能损失要小， 整个过程中从 A 滑到C 平均速度要更大一些，故 11<t 2.选项A 正确.8.□ AT n如图所示，一个粗细均匀的 U 形管内装有同种液体，液体质量为 m 在管口右端用盖板 A 密闭，两边液面高度差为 h , U 形管内液体的总长度为 4h ,先拿去盖板，液体开始运动，由 于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中液体机械能的减少转化为的内能是 ( )1 1A.^mghB. §mgh 1 1C.j mghD. ^mgh 解析：选A.去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少 -「 1的重力势能转化为内能.如图所示，最终状态可等效为右侧 -h 的液柱移到左侧管中，即增加一 一 11 1的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q=;mg ・；h = £mgh 故A 正确.82 16(2015 •巴蜀中学高一检测)如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送 到高出水平地面的 C 平台上，C 平台离地面的高度一定•传输机的皮带以一定的速度 v 顺时 针转动且不打滑.将货物轻轻地放在 A 处，货物随皮带到达平台. 货物在皮带上相对滑动时， 会留下一定长度的痕迹•已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为 □，满足tan 0 ＜卩，可以 认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ( )A. 皮带对货物做的功等于货物动能的增加量B. 皮带对货物做的功等于货物对皮带做的功C. 因传送货物，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D. 货物质量m 越大，系统产生的热越多解析：选D.皮带对货物做的功等于货物的机械能的增加量， 即动能和势能的增加量的和，2A 错.设货物向上加速时的加速度为a ,则它加速过程沿皮带方向的位移为x 物=V ，此过程2a2v v皮带前进的距离 x 带=v.故皮带对货物做的功 W =卩mg cos 0 • x 物，货物对皮带做的a a功W=-卩mg cos 0 • x 带，WW, B 错.根据能量守恒定律知，电动机对皮带多做的功，等 于货物机械能的增加量和系统内能增加量的和， C 错.系统产生的热量二、非选择题10.0，质量为 m 的滑块距挡板 P 的距离为s o ,滑块以初速度 v o沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为 1，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程.解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为 S ,对滑块运动的全程应用功能关系，全程所产生的热量为1 2Q = $mv + mgs sin又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Q = i mgsc os 0解以上两式可得1( v 2、s =+ s o ta n 0 .1 2g cos 0 1( v 2、答案：：2^OST +sotan 0一 2 211.某一圆筒横截面积为 3X 10 m ,筒内装水0.6 kg ，用水测量射到地面的太阳能，某一天中午在太阳光直射 2 min 后，水的温度升高了 1 °C .已知水的比热容 c = 4.2 X 10 J/(kg •C ).求：(1) 在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量；(2) 假设射到大气顶层的太阳能只有 43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射而未到达 地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗(日地距离r = 1.5 X 1013 cm)?解析：(1)圆筒内的水经过 2 min 照射后，增加的内能△ E = Q= cm A t3解得△ E = 2.52 X 10 J 每分钟获得的能量为—x 物)=口 mgs os• 2a ，故m 越大，产生的热量越多, D 对.Q =mg cos 0 •( x 带如图所示，斜面的倾角为△ E 3—=1.26 X 10 J/min, —2 2 2 2 圆筒面积S= 3X 10 m = 3X 10 cm地球上每分钟每平方厘米获得的能量为A( A的长度可忽略)以水平速度V o从左侧冲上质量为为I置于光滑水平面C上的木板B,刚好不从木板上掉下，已知A B间的动摩擦因数为卩，此时木板对地位移为s,求这一过程中：(1) 木板增加的动能；(2) 小铁块减少的动能；(3) 系统机械能的减少量；(4) 系统产生了多少热量.解析：如图所示，设小铁块的位移为x，两者共同的速度为V.■<----- A\li厂Bs ----- H(1)对木板B,根据动能定理得所以△ E kB=mgs(2) 滑动摩擦力对小铁块A做负功，根据功能关系可知1 2 1 2△E kA= g mv —?mv=— 1 mgx=- 1 mgs + l)即小铁块动能减少，减少了i mgs + l).(3) 系统机械能的减少量为△E减=f mV-2( M^ njv2= 1 mgl.⑷根据能量守恒定律，系统减少的机械能全部转化为内能Q= △E减=i mgl.答案：(1) i mgs (2) i mgs + l) (3) 1 mgl (4) 1 mgl2S=4.2 J/(min -cm2).(2)上述能量也相当于以太阳为球心，得的能量，设太阳辐射的功率为P,则以日地距离r为半径的球面上每分钟每平方厘米获P X 604 n rX 43%R△EI S其中r = 1.5 X 1013 cm 解得p= 4.6 X 10 26 W.2答案：(1)4.2 J/(min • cm ) ☆12.26(2)4.6 X10 W如图所示，质量为m的小铁块。
2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源(2)教案新人教版必修2
答案：可再生能源（如太阳能、风能、水能等）优点是清洁、可再生，缺点是受自然条件限制大，稳定性较差。非可再生能源（如煤炭、石油、天然气等）优点是能量密度高，使用方便，缺点是资源有限，燃烧会产生污染物。
2024-2025学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源（2）教案 新人教版必修2
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、课程基本信息
1.课程名称：高中物理——能量守恒定律与能源
2.教学年级和班级：高二年级一班
3.授课时间：2024年10月10日
4.教学时数：45分钟
2. 能源的分类和利用：
- 能源分类：可再生能源（太阳能、风能、水能等）和非可再生能源（煤炭、石油、天然气等）。
- 能源利用：火力发电、水力发电、太阳能发电等。
3. 能源与环境问题：
- 能源与环境问题的关联：能源利用对环境的影响，如温室气体排放、空气污染、水资源污染等。
- 环保意识：节约能源、保护环境，关注能源与环境问题的解决方案。
六、学生学习效果
1. 理解能量守恒定律的概念：学生将能够清晰地表述能量守恒定律，并理解其含义和应用范围。
2. 掌握能量守恒定律的运用：学生将能够将能量守恒定律应用于实际问题中，分析并解决问题。
3. 了解能源的分类和利用：学生将掌握不同类型的能源，以及它们的利用方式和优缺点。
4. 提高环保意识：学生将认识到能源与环境问题的关联，培养节约能源和保护环境的意识。
九．课后作业
1. 问题：请简述能量守恒定律的概念和表述。
答案：能量守恒定律是自然界中的一种普遍规律，它指出在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第10节 能量守恒定律与能源教案2 新人教版必修2
7．10 能量守恒定律与能源【教材分析】1．本节课是对本章知识内容的总结和扩展，是力学中的一个重要内容，它从能量的观点来分析物质的运动规律，学生学习到这里，已经可以从机械能转化和守恒扩展到自然界各种能量的转化和守恒了。
2．教材是通过永动机的不可能制成以及科学家们发现的各种形式能量之间的转化和转移过程中的联系这两个重要事实确立了能量守恒定律的内容；从能量耗散及能源的枯竭讲述了节约能源的重要性；在化石能源的使用中带来的环境污染和温室效应阐述了保护环境和开发新能源的重要性；把德育教育穿插到物理教学中。
【学生分析】经过将近一年的高中物理的学习，学生的逻辑思维已经有了一定的提高，已经比较熟悉由牛顿运动定律判断物体的运动规律，再通过学习功的知识，加深了知识的联系性，知道分析一个物体的运动规律还可以通过做功来实现能量的转化，即由能量观点来分析运动规律。
但在能量守恒定律的应用中还是存在一定的困难，把握不了有哪些能量发生转化。
【教学目标】1．知识与技能（1）了解各种形式的能，知道确立能量守恒定律的两类重要形式。
（2）理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。
（3）了解能量耗散，认识提高能量利用效率的重要性。
（4）知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题，增强节约能源和环境保护的意识。
2．过程与方法：（1）通过收集信息、阅读教材和资料、相互交流，感受物理规律得出的历程，体会哲学和自然科学长期发展和进步历程。
（2）通过能量守恒定律事例分析，提高分析问题和理论联系实际的能力。
从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法。
3．情感态度价值观：（1）学习科学家不畏艰辛的探索精神、体验科学的和谐美，了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题，树立环保意识。
（2）感知我们周围能源的耗散对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
人教版高中物理必修二第七章教案
第七章机械能守恒定律全章概述本章讲述功和能的概念，以及动能定理和机械能守恒定律。
这一章可视为牛顿力学的进一步展开。
在牛顿运动定律的基础上，通过引入功和能的概念，得出有关机械能的规律，特别是机械能守恒定律，使人们对自然的认识更加深入，为解决力学问题开辟了新的途径。
因此，这一章是力学的重点章。
本章内容是高考命题的热点，特别是关于功、动能定理、机械能守恒定律的有关试题是必考的，有的题目可能重复出现，因此必须熟练掌握本章内容、并将其与牛顿运动定律及运动学相结合，高考中本章的试题题型全面，选择题、填空题、计算题都可能出，尤其是动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒更多的出现在计算题中，成为近年高考的一大重点，必须重视解综合题的能力。
另外，本章知识与实际生活、科技的联系与化学、生物的综合也是新高考命题的一大热点。
新课标要求1、运用能量的观点分析解决有关问题时，可以不涉及过程中力的作用细节。
2、功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据。
3、高考对本章考查的热点包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。
考查的特点是灵活性强、综合面大，能力要求高。
７．１追寻守恒量功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据．但是学生在能量概念的建立上没有概念基础，所以教材在第一节设立迫寻守恒量，旨在让学生对能量能够有清晰的认识．教材从著名物理学家的理论出发，展示伽利略的斜面实验，逐步引导能量的概念建立．继而利用生活中的实例，给出势能和动能的概念．教材具体说明了引入能量概念的必要性．在实际教学中，逐步渗透物理学家研究待认识问题的方法：设法找出所研究现象是否存在物理量守恒的情况，一旦发现某种物理量守恒，就首先用以整理过去的经验和知识并总结成定律，然后在新的现象或事例中对总结出的守恒定律进行检验，如果定律得以证实就可以借助它解决问题，甚至作出新的预见，追寻和研究守恒量是物理学的一种重要研究方法．守恒关系是自然界中十分重要的关系，通过本节课的学习，加强学生对守恒关系的认识，并把这种物理思想渗透在能量学习的过程中．教学重点理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性．教学难点培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能意识到存在的巨大使用前景．如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动．记住它向右能够达到的最大高度．然后用一把直尺在P点挡住摆线，看一看这种情况下小球所能达到的高度．这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?通过本节课的学习，同学们就能理解这一实验现象了．故事导入新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道：在20世纪的最后几分钟里，一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录，在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了．中国、日本和韩国的62名青年学生成功地推倒了340多万张骨牌，一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录．从电视画面可看出，骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观，其间显示的图案丰富多彩，令人惊叹．其中蕴含着一定的科学道理，这就是“多米诺骨牌效应”．该效应产生的能量是十分巨大的．这种效应的物理道理是：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能的一部分就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候，虽然有部分能量损失，但具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大．你可以设想一下，如果牌的个数足够多，那么最后一个牌的速度将是怎样的大!场面又是何等的壮观!故事中应用到了动能、势能及其转化．今天，我们就来学习追寻守恒量这节课，学习问题中展示的能量问题，探索其中的奥秘．问题导入“挽弓当挽强，用箭当用长；射人先射马，擒贼先擒王．”这是一首杜甫的诗．跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩．请同学们思考下面的问题：(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的。
高一物理人教版必修二 7.10《能量守恒定律与能源》教案
学校：临清二中学科：物理编写人：王雪莲审稿人：马洪学必修二第七章第十节《能量守恒定律与能源》教案一、教材分析《能量守恒定律与能源》是人教版高中物理必修二第七章《机械能》第十节的教学内容，主要学习能量守恒定律和能源、能量耗散的定义。
感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
二、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。
三、教学重点难点教学重点能量守恒定律的内容。
教学难点理解能量守恒定律的确切含义。
四、学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。
需要教师指导并多给实例分析给予直观的认识。
五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备1．学生的学习准备：预习《能量守恒定律与能源》，并填写学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：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。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
引入新课教师活动：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。
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。
人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律：7.10能量守恒定律和能源教案设计
能量守恒定律与能源【教课目的】1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
2．经过对生活中能量转变的实例剖析，理解能量守恒定律确实切含义。
3．用能量的看法剖析问题应当深入学生的心中，因为这是最实质的剖析方法。
4．感知我们四周能源的耗散，建立节能意识。
5．学生在学习了机械能守恒定律以后拓展到能量守恒是不难接受的，特别是学生经过对自然界的认识、生物课的学习、化学课的学习，都学到了好多种类的能量，在这节课中把这些能量间的关系综合起来是有很粗心义的。
【教课要点】1．能量守恒定律的内容。
2．应用能量守恒定律解决问题。
【教课难点】1．理解能量守恒定律确实切含义。
2．能量转变的方向性。
【教课思路】经过阅读让学生领会自然界中能量确实良转变与守恒关系，鼓舞学生得出问题，理解能量质量、能量耗散等看法。
新课程更多地与社会实质相联系，鼓舞学生提出问题。
本节“思虑与议论”对能源问题做了议论，这是一个怀疑的典范。
它指引我们考虑能量转变和转移的方向性。
从物理学的角度研究宏观过程的方向性，在现阶段只要用一些简单的实例，让学生初步地领会一下就能够了。
比如：摩擦力做功的过程，要消耗机械能而生热，产生的热不行能所有转变成机械功。
在其余的宏观过程中也是这样，比如：两种气体放到一个容器内，总会平均地混淆到一同，但不会再自觉地分别开来。
经过实例说明。
在能量的转变和转移过程中，能量是守恒的，但能量的质量却降低了，可被人直接利用的能在渐渐减少，这是能量耗散现象。
因此，能量虽然守恒，但我们还要节俭能源。
【教课方法】教师启迪、指引，学生自主阅读、思虑，议论、沟通学习成就。
【教课准备】玻璃容器、沙子、小铁球、水、小木块。
【教课过程】教课备教课内容师生互动设计企图环节注引入请举几个能量转变的例子。
能量一、能量守恒定律守恒能量既不会消灭，也师：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。
我们还知道不一样量之间是能够互相转变的，请举几个能量转变的例子。
【教案学案】物理必修二7.10能量守恒定律与能源
第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源编制审核编号[学习目标] 1.知道能量守恒定律的内容．(重点) 2.理解能量守恒定律的确切含义．(难点) 3.掌握应用能量守恒定律解决问题的方法．(重点) 4.知道能量转化的方向性．(难点)基础训练[先填空]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．[后判断]1．当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多．(√)2．做功越多，能量的转化也越多．(√)3[先填空]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．这种现象叫做能量的耗散．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．[后判断]1．煤、石油、天然气属于常规能源．(√)2．电能、焦炭、氢能属于一次能源．(×)3．冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭．(×)能力提升学生分组探究一对功能关系的理解第1步探究——分层设问，破解疑难1．返回舱进入地球大气层以后，哪些力做功？做什么功？【提示】重力做正功，空气阻力做负功．2．以上过程涉及了哪些能量间的转化？【提示】返回舱重力做的功等于其重力势能的减少量，阻力做的功等于返回舱机械能的减少量，重力与阻力做的总功等于返回舱动能的增加量．第2步结论——自我总结，素能培养第3步例证——典例印证，思维深化(2015·安阳高一期末)如图7102所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0从左侧冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C 上的木板B，刚好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x，求这一过程中：(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量．【答案】(1)μmgx(2)μmg(x＋l)(3)μmgl第4步巧练——精选习题，落实强化1．(多选)将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出．抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是()A．小球克服空气阻力做的功小于mgh B．重力对小球做的功等于mghC．合外力对小球做的功小于m v20D．合外力对小球做的功等于m v20【答案】AB2．(多选)如图7103所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力F f视为恒定，则在此过程中产生的热量()A．Q＝F f(L＋s) B．Q＝12m v20－12m v2C．Q＝F f s D．Q＝12m v20－12(M＋m)v2【答案】CD学生分组探究二对能量守恒定律的理解第1步探究——分层设问，破解疑难1．行驶在水平路面上的汽车关闭发动机以后，会慢慢停止前进，该过程中汽车减少的机械能转化为什么能？总能量还守恒吗？【提示】汽车减少的机械能转化为汽车、路面及周围空气的内能；汽车、路面及周围空气的总能量不变．2．机械能守恒定律与能量守恒定律有区别吗？【提示】机械能守恒定律与能量守恒定律是两个不同层面上的定律．机械能守恒定律是众多能量守恒定律中的特例，只有符合一定的条件，系统的机械能才守恒；而系统的总能量一定保持不变，即能量守恒定律是无条件的．第2步结论——自我总结，素能培养(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，能量的增加量等于能量的减少量．第3步例证——典例印证，思维深化如图7104所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为x ＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝32，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．【答案】(1)255 J(2)270 J第4步巧练——精选习题，落实强化3．足够长的传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小物体A 由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )A ．m v 2B ．2m v 2 C.14m v 2 D.12m v 2【答案】 D4．下列说法正确的是( )A ．随着科技的发展，永动机是可以制成的B ．太阳照射到地球上的光能转化成其他能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C ．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D ．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生【答案】 C专题训练能源的开发利用作为常规能源的煤炭、石油、天然气等面临枯竭，节能和开发新的能源已是人类必须面对的实际问题．例1 风能是一种很好的再生能源，而且对环境的污染较小，近年来我国在西北地区，建立了许多风力发电厂．如图7106所示为风力发电的情景．通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能．已知：空气的密度为ρ，风轮机叶片的长度为r ，若风速为v 0，每台风力发电机输出电功率为P ，求此过程中：(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表示式； (2)风力发电机利用风能的效率表示式．【答案】 (1)12πr 2ρv 30 (2)2P πr 2ρv 30例2 为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验．取一个横截面积是3×10－2 m 2的不高的圆筒，筒内装水0.6 kg ，用来测量射到地面的太阳能．某一天中午在太阳光直射2 min 后，水的温度升高了1 ℃.(太阳到地球的距离为1.5×1011 m)求：(1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量； (2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射而未到达地面．你能由此估算出太阳辐射的功率吗？【答案】 (1)4.2 J (2)4.6×1026 W。
2024-2025学年高中物理第7章10能量守恒定律与能源教案新人教版必修2
举例：讲解航天器推进原理，让学生了解能量守恒定律在航天事业中的重要作用。
（6）能量守恒定律在生活中的应用：分析能量守恒定律在日常生活用品设计中的应用，培养学生学以致用的能力。
举例：分析保温瓶的工作原理，让学生理解能量守恒定律在保温瓶设计中的运用。
2. 教学难点
（1）能量守恒定律的理解：学生可能对能量守恒定律的概念和内涵理解不深，难以把握能量在不同形式之间的转化和守恒原理。
- 能量守恒定律的公式：E=E'
- 能量守恒定律的应用实例：热机工作原理、摩擦生热等
② 能量转化与守恒的实例
- 实例1：热机工作原理
- 实例2：摩擦生热现象
- 实例3：物体下落过程中的动能和重力势能的转化
③ 能源分类与可持续发展
- 可再生能源：太阳能、风能、水能等
- 不可再生能源：化石能源（煤、石油、天然气等）
教学策略：通过讲解、讨论和实践活动等多种方式，提高学生对能源分类和可持续发展的认识。
（4）能量效率的计算与应用：学生可能对能量效率的概念和计算方法理解不深，难以运用能量效率解决实际问题。
教学策略：通过讲解、示例和练习等方式，引导学生掌握能量效率的计算方法，并应用于实际问题的解决。
（5）能量守恒定律在科技中的应用：学生可能对科技领域的能量守恒定律应用了解不多，难以激发科技兴趣。