2019-2020年高中物理 能量守恒定律教案 粵教版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 能量守恒定律教案 粵教版選修3-3 一、教學(xué)目標(biāo) 1.在物理知識(shí)方面的要求: (1)理解量守恒定律,能列舉出量守恒定律的實(shí)例; (2)理解“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。 2.讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用量守恒定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單的內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的問題。 3.量守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一,應(yīng)用量守恒的觀點(diǎn)來分析物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1.重點(diǎn)內(nèi)容是量守恒定律,強(qiáng)調(diào)量守恒定律是自然科學(xué)中最基本定律。 學(xué)習(xí)運(yùn)用量守恒原理計(jì)算一些物理習(xí)題。 2.運(yùn)用量守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對(duì)學(xué)生來說是有難度的。 三、教 具 幻燈、幻燈片,其內(nèi)容是: 1.反映電能、機(jī)械能、化學(xué)能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例插圖。 2.反映自然界各種形式能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例插圖。 3.歷史上有人設(shè)計(jì)的“永動(dòng)機(jī)”插圖。 四、主要教學(xué)過程 (一)引入新課 我們知道刀具在砂輪上磨削時(shí),刀具發(fā)熱是因?yàn)橥ㄟ^摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時(shí)間后水變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。這些實(shí)例中,物體的內(nèi)能為什么增加了?是憑空產(chǎn)生的還是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的?能的轉(zhuǎn)化過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系?這是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 (二)教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1.機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒 (1)運(yùn)動(dòng)的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動(dòng)能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換,即不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功,內(nèi)能就增加多少。公式W=△U表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反映出做功過程中,機(jī)械能的損失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量。 (2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內(nèi)能增加。這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加。鐵塊吸收多少熱量,它內(nèi)能就增加多少。公式Q=△U表示吸收的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等。 一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q,等于物體內(nèi)能的增加△U,即 W+Q=△U 上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,在物理學(xué)中叫做熱力第一定律,它也反映了一個(gè)物體的內(nèi)能增加量等于物體的機(jī)械能減少量和另外物體內(nèi)能減少量(內(nèi)能轉(zhuǎn)移量)之和。進(jìn)而說明,內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。 2.其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化 (1)介紹其他形式能:我們學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動(dòng),每種運(yùn)動(dòng)都有一種對(duì)應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。 (2)不僅機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明:(同時(shí)放映幻燈片) ①電爐取暖:電能→內(nèi)能 ②煤燃燒:化學(xué)能→內(nèi)能 ③熾熱燈燈絲發(fā)光:內(nèi)能→光能 (3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化。畫出圖表讓學(xué)生回答分析: 3.能量守恒定律 大量事實(shí)證明:各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。 “能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體?!边@就是能量守恒定律。 在學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實(shí)際現(xiàn)象中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而量守恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律。這規(guī)律對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究,如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等都有指導(dǎo)意義。它也對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的研究都有指導(dǎo)作用。 4.永動(dòng)機(jī)不可能制成 歷史上不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器,這種機(jī)器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功。這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)。雖然很多人,進(jìn)行了很多嘗試和各種努力,但無一例外地以失敗告終。失敗的原因是設(shè)計(jì)者完全違背了量守恒定律,任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對(duì)外做功,因而永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。 5.運(yùn)用量守恒定律進(jìn)行物理計(jì)算 (三)課堂小結(jié) 自然界的物質(zhì)有不同的運(yùn)動(dòng)形式,每一種運(yùn)動(dòng)都對(duì)應(yīng)著一種能。能不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,自然界各種形式的能存在著相互轉(zhuǎn)化過程,轉(zhuǎn)化過程中總量是守恒的。量守恒定律是自然界最基本的物理定律。 同學(xué)們要會(huì)分析一些自然現(xiàn)象中能是怎樣轉(zhuǎn)化的。 應(yīng)該知道,根據(jù)量守恒定律,永動(dòng)機(jī)是不可能制造成功的。 通過課上的例題計(jì)算,學(xué)會(huì)運(yùn)用量守恒定律解決物理問題的方法。 (四)說明 量守恒定律是學(xué)生進(jìn)入高中物理階段后,第一次完整、細(xì)致地學(xué)習(xí)。此定律對(duì)今后學(xué)習(xí)物理是很重要的一個(gè)理論鋪墊。教學(xué)上要重視,課堂上講解要細(xì)致和透徹。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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