一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是對本章知識(shí)的總結(jié)與拓展。學(xué)生通過機(jī)械能的學(xué)習(xí)，已經(jīng)形成了有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的一些圖景，體會(huì)到能量概念是對自然現(xiàn)象的抽象與概括，具備了“從機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒”擴(kuò)展到“自然界中各種能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)換中總能量是否會(huì)守恒”的基礎(chǔ)。
二、學(xué)情分析
本節(jié)采用問題討論教學(xué)法，讓學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱和調(diào)查研究的方法學(xué)習(xí)。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
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
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識(shí)。
四、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn)：能量守恒定律的內(nèi)容。
難點(diǎn)：理解能量守恒定律的確切含義。
五、教學(xué)過程
引入新課
教師活動(dòng)：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。我們還知道不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。
學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題，列舉實(shí)例。
教師活動(dòng)：演示實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。
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。
演示實(shí)驗(yàn)2：在盛有水的玻璃容器中放一小木塊，讓小木塊在水中上下浮動(dòng)，過一段時(shí)間，小木塊停止運(yùn)動(dòng)。
思考：小木塊運(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。
學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)并積極思考。討論后，選出代表發(fā)表見解。
教師活動(dòng)：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。
點(diǎn)評：通過學(xué)生舉例和演示實(shí)驗(yàn)，說明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。
教師活動(dòng)：引入課題：以上實(shí)驗(yàn)表明，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，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，能量的總和并沒有不化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。
進(jìn)行新課
1、能量守恒定律
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義？
歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器，即永動(dòng)機(jī)，這樣的機(jī)器能不能制成？為什么？
學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題
教師活動(dòng)：提出問題，引出下一課題：
既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？
2、能源和能量耗散
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會(huì)發(fā)展所起的作用；人類在利用能源的同時(shí)也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。
什么是能量耗散？能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解？
學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問題。
教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評。回答學(xué)生可能提出的問題。
【課堂訓(xùn)練】
1．功與能
能是狀態(tài)量，功是過程量。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過程。且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。如舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來,對重物做了功這一過程中,運(yùn)動(dòng)員通過做功消耗了體內(nèi)的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能.并且,運(yùn)動(dòng)員做了多少功,就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。能量的具體值往往無多大意義,我們關(guān)心的大多是能量的變化量,能量的變化必須通過做功才能實(shí)現(xiàn),某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系。
例1．分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系：
重力做功： 彈力做功：
電場力做功： 電流做功：
解答：重力做功：重力勢能和其他能相互轉(zhuǎn)化； 彈力做功:彈性勢能和其他能相互轉(zhuǎn)化；
電場力做功:電勢能與其他能相互轉(zhuǎn)化； 電流做功:電能和機(jī)械能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)化
2． 能量守恒定律
⑴能量守恒定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一,是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線。
⑵要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能,發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.
⑶滑動(dòng)摩擦力與相對距離的乘積在數(shù)值上等于系產(chǎn)生的內(nèi)能、即Q=FL相
注意:(1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量一定和增加量相等
(2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。這也是我們列能量守恒表達(dá)式時(shí)的兩條基本思路。
例2．如圖2-10-1所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時(shí)，B的速度為v。求此過程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g。
A
B
K
F
2-10-1
解答：由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動(dòng)過程中未松，故AB有一樣的速度大小，對AB系統(tǒng)，由功能關(guān)系有：
Fh－W－mBgh= eq \f(1,2) (mA+mB)v2
求得：W=Fh－mBgh－ eq \f(1,2) (mA+mB)v2
2-10-2
例3．一小滑塊放在如圖2-10-2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?。ń^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？
解析：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功），因此ΔEk=A - B+C - D；
根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此ΔEp= - C；
滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE = A – B – D
3．能源和能量耗散
能量耗散表明,在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。是能源危機(jī)更深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因。能量和能源是兩回事；非再生能源和可再生能源是兩回事。作為常規(guī)能源的煤炭、石油、天然氣等面臨枯竭.節(jié)能和開發(fā)新的能源已是人類必須面對的實(shí)際問題.能源對造福人類具有極重要的意義,節(jié)約每一份能源,不僅能提高能源的利用價(jià)值,對于維護(hù)人類賴以生存的環(huán)境也有不可忽視的作用新的能源有待于人類去開發(fā).有待開發(fā)和利用的新能源主要指:太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水、能、核能。由于煤、石油和天然氣都是幾億年以前的生物遺體形成的,所以人們也稱它們?yōu)榛剂?由于這些能源是不能再次生產(chǎn),也不可能重復(fù)使用的,所以稱為非再生能源
例4．太陽能的儲(chǔ)存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鹽水湖被太陽曬久了,湖底的濕度會(huì)越來越高,并難以通過湖水的對流將熱散發(fā)出去，而淡水湖不具備這一特點(diǎn).根據(jù)這一特點(diǎn),可以利用鹽水湖來儲(chǔ)存太陽能.你能分析這是為什么嗎?你能根據(jù)這規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲(chǔ)存太陽能的具體方案嗎？（提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留存湖底不會(huì)上浮)
解答:在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽能之后,部分水分被蒸發(fā),使湖水表面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大,所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會(huì)在重力作用下下沉,將所吸收的郜分太陽能帶到湖底,使湖底溫度越來越高.由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度,因此湖底的鹽水不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng),將熱量散失,這就使得太陽能得到儲(chǔ)存.
六、板書設(shè)計(jì)
7.10．能量守恒定律與能源
一、能量守恒定律
1．內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變．
2．建立過程．
二、能源和能量耗散
1．內(nèi)容：能量轉(zhuǎn)化具有方向性．
2．節(jié)約能源的重要意義．
七、分層練習(xí)
A類題：
水平地面上平臥一根長L質(zhì)量為M的勻質(zhì)棒，把它的一端勻速抬高H（H L），設(shè)用手直接作用于棒端抬高時(shí)做功W1，用一根彈簧鉤住棒端抬至同樣高時(shí)手做功W2，則（ C ）
A.W1=W2 B.W1＞W(wǎng)2
C.W1＜W2 D.不確定
B類題：
關(guān)于功和能，下列說法正確的是（ C ）
A.功和能單位相同，意義相同，功是能，能是功
B.功和能雖然是兩個(gè)不同的物理量，但是功和能可以相互轉(zhuǎn)化
C.水對水輪機(jī)做了8.9×106 J的功表示水的能量減少了8.9×106 J
D.豎直上拋的石子上升過程克服重力做功5 J表示石子將5 J的功轉(zhuǎn)化為5 J的重力勢能
C類題：
下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散（ D ）
A.利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能
B.電能在燈泡中變成光能
C.電池的化學(xué)能變成電能
D.火爐把屋子烤暖

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