7.10能量守恒定律与能源—人教版高中物理必修二教案
文档属性
| 名称 | 7.10能量守恒定律与能源—人教版高中物理必修二教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 45.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-29 07:31:27 | ||
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文档简介
人教版高中物-理必修二
7.10能量守恒定律与能源
教案
一、教学目标
Comment
by
胡金毕:
体现三维目标1.知识与技能2.过程与方法3.情感态度与价值观
了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量；
知道确立能量守恒定律的两类重要事实；
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；
认识建立能量守恒定律的重大意义。
了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高能量利用效率的重要性。
教具准备
投影仪、多媒体课件
教学过程
一.能量
一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
二.能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多的
．
机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运动……
我们知道能量的形式：
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、核能等
三、能的转化
不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化，而且在转化过程中总量保持不变。
四.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。
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
五、能量守恒定律
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
。
理解：某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
能量守恒定律的表达式
E初＝E终
；△E增＝△E减
能量守恒定律的推广应用
该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。
要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。能量转移时能量的形式没有变，能量转化时能量的形式发生变化。
能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。
能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。
自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。
机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。
六、能源分类
能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源
能源可分为常规能源和新能源两类
常规能源：煤、石油和天然气等
七、人类对能源的利用经过了三个时期
柴薪时期：出现年代：五六十万年前
火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。
煤炭时期
：出现年代：2000年前
蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。
石油时期：出现年代：19世纪80年代
内燃机的发展推动了19世纪末，20世纪初开始的机械化和电气化进程。
八、能源危机
2004年世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供开采41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年。
九、能量耗散
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却降低了，从便于利用变成不便于利用的了，这是能源危机更深层次的含义，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。
巩固训练
1．下列关于能量守恒定律的认识不正确的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
【答案】：D
【解析】：能量可以转化或转移，但总量不变，A、B、C对；D中机械能转化成了内能，D错。
2．自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是( )
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
【答案】：D
【解析】：在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变。
3．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将( )
A．逐渐升高
B．保持不变
C．开机时降低，停机时又升高
D．开机时升高，停机时降低
【答案】：A
【解析】：冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确。
4.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
【答案】：B
【解析】：由能量守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确。
5．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下，物体机械能的变化情况是( )
A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况
D．三种情况中，物体的机械能均增加
【答案】D
【解析】：无论物体怎样向上运动，拉力都做正功，物体的机械能均增加，故选D。
6.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
【答案】：B
【解析】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别的物体，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，A、C、D错误。
7.某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费．于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能．设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10
m，且保持不变，当水龙头放出一吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为(取g＝9.8
m/s2)
A．4
000
J
B．98
000
J
C．588
000
J
D．39
200
J
【答案】：D
【解析】：一吨水从高为10
m的水塔内落下，E＝ηmgh＝40%×1
000×9.8×10
J＝3.92×104
J因此选项D正确，其他选项均错。
7.10能量守恒定律与能源
教案
一、教学目标
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胡金毕:
体现三维目标1.知识与技能2.过程与方法3.情感态度与价值观
了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量；
知道确立能量守恒定律的两类重要事实；
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；
认识建立能量守恒定律的重大意义。
了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高能量利用效率的重要性。
教具准备
投影仪、多媒体课件
教学过程
一.能量
一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
二.能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多的
．
机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运动……
我们知道能量的形式：
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、核能等
三、能的转化
不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化，而且在转化过程中总量保持不变。
四.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。
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
五、能量守恒定律
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
。
理解：某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
能量守恒定律的表达式
E初＝E终
；△E增＝△E减
能量守恒定律的推广应用
该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。
要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。能量转移时能量的形式没有变，能量转化时能量的形式发生变化。
能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。
能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。
自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。
机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。
六、能源分类
能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源
能源可分为常规能源和新能源两类
常规能源：煤、石油和天然气等
七、人类对能源的利用经过了三个时期
柴薪时期：出现年代：五六十万年前
火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。
煤炭时期
：出现年代：2000年前
蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。
石油时期：出现年代：19世纪80年代
内燃机的发展推动了19世纪末，20世纪初开始的机械化和电气化进程。
八、能源危机
2004年世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供开采41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年。
九、能量耗散
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却降低了，从便于利用变成不便于利用的了，这是能源危机更深层次的含义，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。
巩固训练
1．下列关于能量守恒定律的认识不正确的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
【答案】：D
【解析】：能量可以转化或转移，但总量不变，A、B、C对；D中机械能转化成了内能，D错。
2．自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是( )
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
【答案】：D
【解析】：在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变。
3．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将( )
A．逐渐升高
B．保持不变
C．开机时降低，停机时又升高
D．开机时升高，停机时降低
【答案】：A
【解析】：冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确。
4.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
【答案】：B
【解析】：由能量守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确。
5．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下，物体机械能的变化情况是( )
A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况
D．三种情况中，物体的机械能均增加
【答案】D
【解析】：无论物体怎样向上运动，拉力都做正功，物体的机械能均增加，故选D。
6.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
【答案】：B
【解析】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别的物体，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，A、C、D错误。
7.某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费．于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能．设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10
m，且保持不变，当水龙头放出一吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为(取g＝9.8
m/s2)
A．4
000
J
B．98
000
J
C．588
000
J
D．39
200
J
【答案】：D
【解析】：一吨水从高为10
m的水塔内落下，E＝ηmgh＝40%×1
000×9.8×10
J＝3.92×104
J因此选项D正确，其他选项均错。