教科版高中物理选修3-3 第四章 第1节 能量守恒定律的发现 精品课件+教学设计 （6份打包）

第四章 能量守恒定律与热力学定律 一 能量守恒定律的发现 教学目标 1.知道常见的能量形式及相互转化 2.了解能量守恒定律发现的历史背景 3.理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律 重点难点 重点：理解能量守恒定律 难点：不从能量角度出发分析永动机不能研制成功的原因 设计思想 关于能量的一些常见形式和能量的转化学生已经知道不少，因此在“能量形式与能量转化”这一部分内容的教学上，可以充分调动学生的积极性，老师进行适当的补充。关于能量守恒定律的发现背景，可以让学生自己看书自学，然后进行归纳总结，老师根据具体情况进行引导补充。如果条件允许，也可以让学生课前先搜集相关资料，以供课上进行交流讨论。本节课重点是让学生理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。 教学资源 《能量守恒定律的发现》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 图中左边为风力发电机，发出的电供给右边的电风扇，电风扇把风吹到发电机上发电，循环往复，不需要消耗其他能量风扇就可以一直工作下去。在能源短缺的现在， 这是多么美好的愿望啊！这种愿望能实现吗？ 【课堂学习】 学习活动一：能量形式与能量转化 现代社会，人口剧增，生产力迅速发展，能源消耗急剧增加，能源对人类生存和社会进步会产生什么影响呢？ 问题1：能量的各种形式之间可以相互转化，你能举出能量转化的例子吗？ （这一问题可以充分调动学生的积极性，老师进行适当的补充。） 学习活动二：能量守恒定律发现的历史背景 从18世纪到19世纪前半期，包括物理学在内的自然科学进入到一个蓬勃发展的新时期。自然科学方面完成的一系列重大发现，日益揭示出各种运动形式之间的普遍联系和转化，成为这一时期自然科学发展的一个显著特点。 各种自然现象之间的联系和转化的发现，使人们逐渐形成能量概念。各种运动形式作为同一种能量的不同表现形式，能量概念给物理科学提供了一种新的统一的框架。能量守恒定律就是在对力、热、光、电、化学各种运动形式相互联系认识的基础上建立起来的。 各种运动形式相互联系和相互转化的发现，使科学家们预感到存在着一种“能”或“力”，这种“能”按照各种情况以机械能、化学能、电能、光能、热能或者磁能的形式出现，所有这些运动形式的任何一种都可以转化为其它一种。人们期望找到这种“能”的一个共同量度，使这种“能”成为概念上能够把握的东西。这就要求确定不同形式能量的数值当量或换算因子。 问题1：这是历史上曾经出现的永动机，设计者认为它们能“永动”的理由是什么？你能指出其错误吗？ 这种永动机是在一个轮子的边缘等距地安装12根活动短杆，杆端分别套上一个重球。无论轮子转到什么位置，右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。设想，右边更大的作用特别是右边甩过去的重球作用在离轴较远的距离上，根据杠杆平衡原理可知，就会使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去，至少转到轮轴磨坏时为止。但是，实际上轮子转动一两圈后就停了下来。在这种永动机的设计中，我们总可以找到一个平衡位置，在这个位置上，各个力恰好相互抵消，不再有任何推动力使它运动，永动机必然会在这个平衡位置上静止下来，成为不动机。 （这里老师也可以选择其他的“永动机”进行分析。） 学习活动三：能量守恒定律的发现与确立 长期的科学实验和理论研究为能量守恒定律的最后确立奠定了基础。到了19世纪40年代欧洲科学思想中已经普遍蕴含着一种气氛，以一种联系的观点去观察自然。正是在这种情况下，不同国家的数位科学家，同时从几个不同的途径，各自独立地发现了能量守恒定律，并算出不同形式能量的换算因子，其中迈耶、焦耳和亥姆霍兹做出了最杰出的贡献。 问题1：能量守恒定律的发现主要是由谁完成的？ 问题2：能量守恒定律的内容是什么？ 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其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律。 能量的转化与守恒定律是19世纪中叶物理学上最重要的发现，它揭示了自然界各种运动状态的普遍联系和统一性，找到了各种现象的一种公共量度——能量。它是自伽利略和牛顿之后朝向科学的统一迈进的很重要的一步，并成为全部自然科学的基石，成为检验一个理论是否正确的基本准绳之一，成为辩证自然观的自然科学基础。 【课堂小结】 问题1：能量守恒定律的内容是什么？ 问题2：永动机不能研制成功的原因是什么？ 【板书设计】 一 能量守恒定律的发现 一、能量形式与能量转化 二、能量守恒定律发现的历史背景 三、能量守恒定律的发现与确立 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其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律。 课堂反馈 【典型例题】第