第三节 能量的转化与守恒（表格式教学设计）物理粤教版2019必修第三册

第三节　能量的转化与守恒 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第三节　能量的转化与守恒 教学 目标 物理观念 能列举生活中能量转化的实例，理解能量可以在不同形式之间相互转化，如机械能转化为内能、电能转化为光能等；能准确表述能量守恒定律的内容，理解“总量保持不变”是自然界最普遍、最基本的规律之一。 科学思维 能运用能量转化与守恒的观点分析实际问题，构建系统的能量流动图，提升模型建构能力；能通过对比分析机械能守恒与能量守恒的区别与联系，发展批判性思维和逻辑推理能力。 科学探究 能设计并参与“单摆小球摩擦生热”实验，观察非保守力做功导致机械能减少的现象，提出能量去向的猜想；能基于实验现象和已有知识，进行小组合作探究，论证能量并未消失而是转化为其他形式。 科学态度 与责任 通过了解永动机失败的历史案例，体会科学规律的客观性，培养实事求是的科学态度；能结合能源危机现实，认识到节约能源的重要性，树立可持续发展的责任感。 教学 重难点 1.理解能量可以在不同形式之间相互转化，掌握能量守恒定律的基本内容及其普适性(重点)。 2.理解“消失”的机械能实际上转化为了不易察觉的内能等其他形式(重点)。 3.建立系统观，能在复杂情境中正确划分系统边界并分析能量流动(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：我们生活在一个复杂多变的世界中，物质、能量、信息都是构成世界的基本要素。能量无处不在，能量转化无时不有。那么，常用的能量有哪些?能量的转化是如何实现的?能量转化遵循什么规律呢?能量会永恒存在吗?今天我们就来学习——能量的转化与守恒。 学生课前预习，思考问题。 新课讲授 一、各种各样能量 教师：同学们回想一下，我们都学过了哪些不同形式的能量啊？ 学生：机械能、电能、核能、内能、电磁能、化学能等。 教师：自然界中存在着许许多多不同形式的能量，其含义和示例如表所示。 学生阅读教材，回答问题。 新课讲授 二、能量守恒 教师：通过学习，我们知道不同形式的能量之间往往通过做功的方式进行转化或转移，如图所示。 提问：请结合教材，思考不同形式的能量在转化或转移的过程中，能量具有什么规律呢？ 学生：总能量总是守恒保持不变。即，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别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。 教师：大量事实表明，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别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。 请大家说说看，你们对能量守恒定律的理解。 学生：(1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减 少量和增加量一定。(2)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。 教师：各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。各种形式的能通过某种力做功可以相互转化。 学生阅读教材，回答问题。 新课讲授 三、能量转化转移 教师：如图是太阳能转化为其他形式能量的过程示意图。图中存在着哪些形式的能量？简要写出太阳能转化为其他形式能量的过程。 学生：能量的存在形式多种多样，而且不同形式的能量可以相互转化。水从高处流向低处过程中，通过发电机将水的机械能转化为电能，又通过电动机将电能转化为机械能；化学电池在充电过程中将电能转化为化学能，使用时又将化学能转化为电能；树木利用光能制造化合物，储存化学能，燃烧时又将化学能转化为光能和内能．能量在被利用的过程中，可利用的效率不断下降。 教师：总结得很好。思考：煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？ 学生：不会发生这样的现象。能量转化（转移）的方向性：在自然界的一切自发过程中，能量的转化（转移）都是方向性的，但都不违反能量守恒定律。 教师：是的。这一现象不违背能量守恒定律，能量转化的不可逆性。科学家对有关自然现象和经验事实进行大量研究后发现:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。同时，即使能量耗散，能量的数量是守恒的，但是能量可利用的品质降低了。 教师：例如，光能、风能、化学能、机械能……可以比较容易转化为热能，但反过来则不行。如图所示。 学生阅读教材，回答问题。 课 堂 练 习 1.下列说法正确的是(　　) A.随着科技的发展，可以制造出一种机器，使其不消耗任何能量但能源源不断地对外做功 B.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 C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，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 解析　任何机器都不能违背能量守恒定律，A错误；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失，一定是转化成了其他形式的能量，B错误；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错误。 2.下列关于能量守恒定律的认识不正确的是(　) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加 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，最后静止在地面上，说明机械能消失了 答案　D 解析　根据能量守恒定律可知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加，A说法正确；某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律可知，必然有其他物体的能量增加，B说法正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量守恒定律，不可能制成，C说法正确；在石子从空中落下到静止在地面的过程中，石子的机械能转化为了其他形式的能，能量并没有消失，D说法错误。 3.(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了(　　) A.热量能自发地从低温物体传到高温物体 B.在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体 C.热量的传递过程不具有方向性 D.在自发的条件下热量的传递过程具有方向性 答案　BD 解析　一切与热现象有关的自发过程都有方向性，如热传导，热量总是由高温物体自发地传向低温物体，故A、C错误，D正确；在一定条件下，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体传向高温物体，故B正确。 4. (多选)关于能量和能量的耗散，说法正确的是(　　) A.能量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 B.能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的 C.能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源 D.能量之间可以相互转化，故能源可以很方便地循环利用 答案　AB 解析　能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源，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，A、B正确；能量守恒定律是指能量在转化和转移的过程中总量保持不变，但能量在转化的过程中具有方向性，不能很方便地循环利用，所以我们需要节约能源，C、D错误。 课 堂 小 结 本节课让同学们了解了各种各样能量，知道不同形式的能量之间在相互转化或转移的过程中，总能量是不变的。同时，与内能有关的能量转化过程中,最终转化成的环境内能无法再被有效地回收利用,使得能源可利用的品质降低了,这就是能量耗散。 板 书 设 计 第三节　能量的转化与守恒 一、各种各样能量 机械能、电能、核能、内能、电磁能、化学能等。 二、能量守恒 1.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其他形式，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。 2.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。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。 3.理解 (1)自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变。 (2)能量守恒定律的适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律。 (3)能量守恒定律的表达式 (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，某些能量的增加量等于其他能量的减少量。 三、能量转化转移 1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 2.能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散。 3.能量的耗散是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。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“习题”。 2.配套分层作业。 教学反思 对于能量耗散的原理并不理解,所以教学中通过列举事实的方法帮助学生构建了能量耗散的概念,让学生理解自发过程的方向性,从而理解能量耗散的概念。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $