《能量的转化与守恒》教学设计
教学目标
知识及技能：知道自然界存在各种形式的能，各种形式的能可以相互转化，能也可以由一个物体转移给另一个物体，在转化或转移过程中能的总量保持不变。
过程与方法：通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义；通过对人类对能量转化与守恒定律的认识过程的了解，感悟科学研究的一般方法与过程；初步建立守恒思想。
情感态度价值观：通过能量守恒定律的教学，让学生领略物理规律的和谐美和简洁美，从欣赏美的角度探究物理规律，发展对科学的好奇心与求知欲；培养学生参与科技活动的热情，勇于探索与日常生活有关的物理问题；学会运用守恒观点分析物理、生活、社会现象。
教学重点
能量守恒定律的内容
教学难点
理解能量守恒定律的确切含义
主要教学方法
1.教师启发、引导；
2.学生自主阅读、思考，并讨论交流。
教学过程
情境创设
1.提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同形式的能之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。
2.播放能量转化的视频，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？
3.演示实验1：在一个玻璃容器内放入细沙，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到细沙中。
思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。小球最后静止在细沙中，它所具有的机械能那里去了？
4.演示实验2：用手提物理课本匀速上升，让学生分析机械能的变化情况。这个物体在运动过程中机械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，机械能是怎样变化的？
5.教师讲述：物体所处的系统机械能守恒是有条件的，当外力对物体做功时，系统的机械能不守恒，此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化。
6.听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。
7.引入课题：从这两个例子中我们可以看到，机械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，当涉及到多个能量之间的相互转化时，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体能量增加。那么能量的总和变不变化呢？人类是怎样研究这个问题的？得出了什么样的结论呢？通过这节课的讨论和学习，对这些问题将会有明确的认识。
新课学习
一、认识各种形式能的转化
1.播放视频：《运动中的汽车》
2.观察课本67页图4-18，分组讨论问题：小汽车行驶时，燃料燃烧释放的内能都哪里去了？
3.讨论课本 68页图4-19所示个现象中，能的转化情况
a：原子能（核能）转化为内能、光能、电磁辐射能等
b：植物的化学能转化为人体的化学能
c：电能转化为光能、声能、内能
4.教师小结：在自然界里，有各种各样的运动形式，每一种运动形式都有一种相应的能，随着物体运动形式的转化，能的形式也随着转化，这是自然界的普遍现象。
二、人类对能量转化的进一步研究——能量守恒定律的确立
1.阅读讨论
（1）古希腊的运动不灭思想（2）近代笛卡尔、莱布尼兹等科学家宇宙运动量不灭思想
（3）迈尔、焦耳、亥姆霍兹的研究
迈尔：研究分析了25种形式能量的转化现象，发现总能量不变（守恒）。
焦耳：研究分析了电能与内能转化，机械能与内能转化，电能、化学能、机械能间的相互转化，发现总能量守恒。
亥姆霍兹对人类关于能量转化与守恒研究的总结与概括——能量守恒定律的建立。
2.师生总结——能量守恒定律的内容
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中其总量不变。
3.教师讲述——对定律的理解：关键词——转化（能的形式）、转移（能的载体），守恒（能的总量）
（1）能量不能凭空产生，也不能凭空消失
（2）能量只能从一种形式转化为另一种形式，或者有一个物体转移到另一种物体
（3）在能量的转化或转移过程中，能的总量保持不变
3.教师讲述——能量守恒定律建立的意义
能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，也是人类思想史上的一次飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。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，和谐美是科学的魅力所在。
这么普遍，这么重要的科学规律，却有着如此简洁和谐的表述，这就是物理规律的简洁美，和谐美，也是物理学的简洁美，和谐美。
4.学生讨论——课本69页“案例分析”
（1）第一类永动机的设计思想是什么？
不消耗能量或少消耗能量而做大量的功。
（2）这能实现吗？
听起来，就像天上掉馅饼。“没有免费的午餐”，应该不会实现。仔细分析可以看出，重锤产生的两个方向的转动力矩总是平衡的，即就是让它转起来，但转动过程中由于要克服各部分间及与空气的摩擦而消耗机械能，所以不可动永远转动下去，永远对外做功。人类的任何创造发明，都不能违背自然规律。
5.学生讨论——能的转化或转移有方向性吗？
回顾必修1所学的机械能守恒定律有关内容及日常实力进行讨论。
案例分析
质量为m的子弹以水平vo射入速度Vo沿同一方向运动的木块中，木块质量为M。当子弹进入木块的深度为d时，子弹和木块的速度分别v为和V。若子弹和木块的相互作用力为F，不计木块与水平面的摩擦力及空气阻力，证明这一过程中子弹和木块总共损失的动能为ΔEk=Fd。
证：从子弹接触木块到进入d，对子弹运用动能定理有：；对木块运用动能定理有：。这一过程中子弹、木块系统总共损失的动能是：，由于s1-s2=d，所以有
巩固练习
1.下列说法正确的是（??? ）
A.燃料燃烧时把自己的热量释放出去，它还会自动聚集起来供人类重新利用
B.热量会自发地从高温物体传给低温问题，但却不能自发地从低温物体传给高温物体
C.自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源
D.两种气体放到一个容器内，总会均匀地混合到一起，但不会再自发地分离开来。
2.指出下列现象中能量的转化或转移情况
(1)植物的光合作用；(2)雨天时发生雷电；(3)人在跑步时，身体发热；(4)手摇发电机发电使灯泡发光；(5)风吹动帆船前进。
3.一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
教师小结
能量守恒定律的变式表述：（1）物体系统内，某些形式能的增加等于另一些形式能的减小；（2）物体系统内，某些物体的能量的增加等于另一些物体的能量的减小。
布置作业
1.复习课文，书面完成课本70页“家庭作业与活动”3、4、5。
2.撰写小论文：《守恒》
3.预习《能源与可持续发展》
板书设计
反思与改进
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