高中焦耳定律说课稿

2024-05-25

高中焦耳定律说课稿(精选5篇)

篇1:高中焦耳定律说课稿

焦耳定律说课稿

汤阴一中高三理科组 张淑强

各位评委老师:大家好!

今天我说课的题目是《焦耳定律》。下面我将从教材分析、教学目标分析、教学过程分析、研究课题的提出四个方面进行阐述。

一、教材分析

1、教材的地位、作用和特点

焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中的地位举足轻重。

2、教学目标

(1)知识与技能

①理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。

2222②知道电功和电热的关系。理解公式Q=IRt(P=IR)、Q=Ut/R(P=U/R)的适应条件。

③知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。

④能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。(2)过程与方法

①通过对电动机电路的探究,提高学生分析论证能力; ②在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法。(3)情感态度与价值观

通过本节课教学,让学生体会到探索自然规律的科学态度。

3、重点与难点

重点:区别并掌握电功和电热的计算。

难点:主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。

二、说教法:

为了让学生加深对本节内容的理解,在教学中我采用讲述、推理、探究,讨论等方法进行教学.最大限度地调动学生积极参与教学活动。充分体现“教师主导,学生主体”的教学原则。

三、说学法:

为体现学生的主体作用,我引导学生在探究中学习,在讨论中突破难点。本节课主要采用了归纳法;阅读法;联想法;推理法等。通过设疑,启发学生思考;通过练习强化有意注意,根据练习情况及时评价鼓励学生,重在让学生弄清楚建立物理概念的过程,而不是死记硬背一个结论。

四、教学程序:

(一)复习上节课内容,导入新课

要点:串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。

1.通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?(做功,而且做正功)

2.电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子:电能→机械能,如电动车。电能→内能,如电热器。电能→化学能,如电解槽。

本节课将重点研究电路中的能量问题。

(二)新课讲解-----第五节 焦耳定律 1.电功和电功率(1)电功

定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。用W表示。

实质:是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。

【注意】功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。

在第一章里我们学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为UAB,则电场力做功W=qUAB。

对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

W = Iut 【说明】:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。③单位:焦耳(J)1J=1V·A·s(2)电功率

①定义:单位时间内电流所做的功

②表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用)③单位:为瓦特(W)。1W=1J/s

④额定功率和实际功率

额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率:用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。

电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,描述它的定量规律是焦耳定律。

2学生一般认为,W=IUt,又由欧姆定律,U=IR,所以得出W=IRt,电流做这么多2功,放出热量Q=W=IRt。这里有一个错误,可让学生思考并找出来。

错在Q=W,何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?

英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。2.焦耳定律——电流热效应(1)焦耳定律

内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。

2表达式: Q=IRt ③

【说明】:对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=IRt

2(2)热功率:单位时间内的发热量。即P=Q/t=IR ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式,但物理意义不同。②对所有的电路都适用,而④式只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路(含有电动机、电解槽的电路)不适用。

关于非纯电阻电路中的能量转化,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化

2学能等。这时W 》Q。即W=Q+E其它 或P =P 热+ P其它、UI = IR + P其它

引导学生分析P56例题(从能量转化和守恒入手)如图

再增补两个问题(1)电动机的效率。(2)若由于某种原因电动机被卡住,这时电动机消耗的功率为多少?

最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意,在非纯电阻电路中,欧姆定律已不适用。

2(三)小结:对本节内容做简要小结。并比较UIt和IRt的区别和联系,从能的转化与守恒的角度解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系。在纯电阻电路中,电能全部转化为电热,故电功W等于电热Q;在非纯电阻电路中,电能的一部分转化为电热,另一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能),故电功W大于电热Q。

(四)巩固新课和作业:

1、复习课本内容

2、完成P57问题与练习:作业2、4,练习1、3、5。建议在对1的证明后,把相应的结论归入串、并联电路的规律中。

五、研究性课题的提出和STS

1.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电

2流强度I=5A,求电动机线圈电阻R(g=10m/s)。(4Ω)

2.观看一小段视频,让学生知道现在所使用的许多机器的焦耳热损失太多,导致机械效率不高,浪费能源等等,实现本节课科学--技术--社会的结合。

【反思】本节课的设计还存在着许多的缺点和不足,请各位评委老师给予批评和指正。谢谢!

篇2:高中焦耳定律说课稿

一.说教材:

1.教材分析:

焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。学生学好这节知识是非常必要的,同时也为学生升入高中打好了坚实的基础。

A.重点:理解焦耳定律,用实验让学生总结出计算公式。

B.难点:帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点,防止学生乱套用公式。

C.关键:本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用。

2.教学目标:

A.知识目标:理解焦耳定律(内容、公式、进行一些计算),知道电热器的工作原理(电热器的发热体为什么是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上制成?)。

B.能力目标:培养学生的观察、实验、创新、解决问题的能力。

二.说教法:

采取一边实验一边讲解、边讨论、启发诱导的教学方法。通过实验教学、日常生活中的实例教学,调动学生学习物理的.积极性。

三.说过程:

1.引入新课:

教师利用日常生活的用电器(热得快、电热杯、电烙铁、电饭锅、电风扇、电视机、电灯等)引入新课,让学生讨论:在日常生活中有哪些物品是利用电流的热效应来工作的?

2.突出重点、突破难点:

请同学们猜想一下,通电导体放出的热量可能与哪些因素有关?让学生猜想、讨论,告诉学生科学家们也经常使用“猜想”这种方法来研究有关问题。

教师、学生共同确定因素:电流的热效应——所以有电流(I);因导体的电阻影响电流的大小,所以应该有电阻(R);根据日常生活经验不难知道导体放出的热量还与时间(t)有关。

在I、R、t三个量的情况下如何研究呢?先让学生讨论,并设计研究的方案。利用控制变量法,结合人教版第115页可设计如下实验:

(1)I、t不变,甲的电阻大于乙的电阻观察实验,此时我们看到了什么?说明了什么?

(2)当温度计降回原来温度,加大电流、用与(1)同样的时间,

同学们又看到了什么?这说明了什么?

(3)I、R不变,时间越长电流放出的热量越多。

教师先让学生归纳,然后教师总结出焦耳定律内容、公式,让学生自己搞清Q、I、R、t各个量的单位,进行公式变形。

3.课堂练习:

利用课本上的例题、练习题(预先制成投影片以加大课堂容量)、课堂达标题,采用多种方式进行分层次练习。在练习中讲清Q=IRt与W=UIt的区别(在何种情况下才可以用W=UIt)。

4.最后教师简单介绍电热器,并解释课堂开头提出的问题。

5.教师利用板书小结本节内容。

影响电流产生热量的因素:I、R、t

焦耳定律:内容:焦耳定律公式:Q=I2Rt应用:电热器

四.说手段:

根据具体情况利用小黑板或投影仪显示实验中温度生高的情况,利用投影仪做练习、例题以提高课堂效率。学生动笔做的课堂达标题可以用一体机印制。可以出示较多的用电器给学生看以激发学生的学习兴趣。

五.说作业设计:

作业的设计要体现有趣、有层次并设计社会实践题以体现学以致用,且可以提高学生学习物理的兴趣。

六.说学法指导:

1.让学生认真观察实验,掌握研究物理的方法——控制变量法。对公式应理解透,不要乱套公式。

2.为激发学生学习物理的兴趣,可以引导学生参观工厂、熟悉日常生活中的电热器来加深对课本知识的理解。

3.让学生养成认真阅读课本的良好习惯(让学生自己阅读课本上介绍电热器的内容)。

篇3:高中焦耳定律的教学建议

【关键词】  高中 物理教学 教学建议

【中图分类号】  G633.7                          【文献标识码】  A                                             【文章编号】  1992-7711(2015)07-044-02

一、实验创新背景

焦耳定律只涉及到电能转化为内能的问题,电路的电能除了转化为内能外,还可以转化为机械能、化学能与磁场能,由于高中物理教学中不涉及反电动势的问题,高中教学常常只讨论纯电阻电路,所以许多高中学生也常常认为UI、I2R和U2/R 三者总是相等的,对电路中能量的转化问题,出现了认识偏差。

教育科学出版社《高中物理选修3-1》第二章恒定电流6焦耳定律 电路中的能量转化,该节先讲“电功和电功率”,再讲“焦耳定律、热功率”,最后讲“电路中的能量转化”。在“电路中的能量转化”中虽然也谈到电动机电路的P电=P热+P其他问题 ,在“练习与评价”中,五道习题中也有一道排气扇的题目,其他全是纯电阻的习题。

初中学生在准备中考时,关于电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt 的习题做过几百、上千道,对于这些公式掌握的非常熟练。现在高中的学生,还认为无论什么情况下,初中讲的欧姆定律都成立,认为UI、I2R和U2/R 总是相等的。殊不知初中讲的欧姆定律也有不适用的时候,这种情况下,上述三个公式就不再相等了,其中,U2/R甚至没有意义了。

基于这种情况,我们认为高中关于焦耳定律的教学,应该在学生能够熟练运用电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt这些公式的基础上,从欧姆定律不适用的问题入手,例如从电动机电路入手,讨论在这种情况下, UI与I2R; UIt与I2Rt各自的物理意义,以及它们何时相等,何时又不相等……等问题。与此同时渗透如下的思想:“算清电路中各种能量之间的关系(有人称之为“能量账”),是加深理解电路问题的基础,也是解有关电路习题的基础。”

实现我们上述设计思想的关键,在于能否用实验演示出:电动机电路中,输入的电功率UI等于热功率I2R与输出的机械功率之和,该实验的误差只要控制在10%之内,就算成功。

二、实验创新作品教学(即使用说明)

上课伊始。老师为学生演示电动机的实验,说明

电能————→机械能

根据电动机上面都贴着电动机的电阻,大约11.2Ω,两端接有12.2V,让学生猜想电动机工作时,电路中的电流多大?——学生大多根据初中的欧姆定律,猜想电流大约为1 A——而实验验证(如图1)实际结果却是0.07A——为什么?

由此总结出:在电动机的电路——有电能转化为机械能,不能再用我们初中的欧姆定律来计算电路的电流。

计算这种状态下,电动机获得多大的机械能?

已知:U=12.2V、I=0.07A、R=11.2Ω

电路的输入功率为:UI=12.2×0.07=0.854 (W)

发热功率为:I2R =0.072×11.2=0.055 (W)

电动机获得的机械功率:P机= UI - I2R =0.799W

由这部分机械功率“干什么了?”——引出这部分机械功率主要转化成为克服摩擦的功率。——为本堂课最后半定量实验的修正埋下伏笔。

仍然利用图四的实验,用手指增加电动机轴的摩擦力,发现电动机变慢,电路电流增大;摩擦力越大,转速越慢,电路电流越大。如果将电动机的轴用手指捏死,通过电动机的电流倒是1.1A 。

由这些实验,得出如下结论:

1.电动机工作时,初中学习的欧姆定律不再适用,通过电动机的电流与电动机的工作状态有关。

2.电动机不转,没有机械功率输出,已经不成为电动机了,这时电路就是纯电阻电路了,初中欧姆定律当然成立了。

请注意:使用电动机时,如果电动机卡死不转,电路的电流与发热功率都很大,可能很快将电动机烧毁。这是个极端—甚至是破坏性的实验,时间不能长。这时,应该尽快把电源断开。

为了深入探讨电路中的能量转化关系,再演示一个半定量实验:让电动机吊起一个m=300g的砝码,在匀速上升(并用打点计时器测量其速度为V=0.61m/s)的过程中,讨论电路能量之间的关系。实验装置如图1所示。

实验数据还有: U=12.2V ;  I=0.3A ;  R=11.2Ω

输入功率:UI = 12.2×0.3=3.66(W)

发热功率: I2R = 0.32×11.2=1.008(W)

提升重物的机械功率 P机=Fv=mgv =1.793(W)

为什么 I2R+P机=2.801W 不等于UI=3.66W 呢?相差还不少。问题出在哪里?

由于我们没有计算电动机转动轴消耗的摩擦功率,必然引起误差—如何测定这部分的摩擦功率呢?——我们无法测定这部分功率,但,可以借助同样的电动机在同样的电压下空转时,克服转动轴摩擦功率的大小,来进行修正。

由前述的伏笔可知:P机2=UI- I2R=0.799(W) ,这样发热功率、提升重物的功率与克服摩擦的功率之和:I2R+ P机+ P机2=1.008+1.793 +0.799=3.60(W)

与输入功率:UI = 12.2×0.3=3.66(W) 比较,两者就很接近了,误差大约2% 。”

本课的总结略。

四、实验创新展望(本标题最好改为:几点说明)

1.本课的半定量实验中,测定重物上升中段的速度,也可以用三个光电门,在上升中段相近的三个点进行测定。这样在课堂上可以重复两次、三次实验,而不用播放事先录制的录像,增加实验的真实性与可信度。

2.《新课程标准》提倡:尽量让学生亲自通过实验,体验某些物理过程。

学生实验的小电动机型号为PPN13PB125C,售价5元/台,外型如图2所示。电阻约6Ω。实验时,电动机接3V电压,短路(卡死)电流约0.5A  ;空载电流约0.05A 。其实验数据也可以很好反映电动机工作的定性情况。

3.有老师对小型电动机的电阻有如下意见:用电阻表测定小型电动机的电阻,离散度很大,几乎没有一个集中的数值。

对于型号为PPN13PB125C小电动机,我们用电阻表测定其电阻,令转子在不同位置,只要转子不动,其电阻都在6.2-6.4Ω之间。另一种测定方法:电动机接3V电压,转子在不同位置,短路(卡死)电流大约0.5A ,因此算出电阻约6Ω ,两种测定方法一致。

对于电动机的电阻问题,我们有如下的看法:

直流电动机应用非常广泛,工艺也已经很成熟了;电工学中有关直流电动机的理论也已经很成熟了,所以,电动机的电阻不可能成为不解之谜!。

篇4:高中物理《牛顿第一定律》说课稿

大家早上好!

我是3号选手,我今天说课的内容是《牛顿第一定律》.下面我从教材分析、教法学法、教学过程、板书设计、课堂反思五个方面来谈我对本节课的理解。

一、教材分析

(一)教学内容

牛顿第一定律是人教版九年级物理第十二章第五节内容。包括牛顿第一定律和惯性两方面的内容。本节设计有两个课时,我说的是第一课时。

(二)教材的地位和作用

牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一。是整个力学的基础,因为它把最基本的匀速直线运动和物体是否受力联系起来,确立了力和运动之间的关系,是前面力的作用效果的延伸,又为后面学习二力平衡的知识打下了基础,起着承前启后的作用。因此,可以说,牛顿第一定律是本章的重点。

(三)教学目标

根据课程标准要求,结合教材内容以及学生现有的认知基础 ,我制定如下三维教学目标:

知识与技能

1、知道伽利略的理想实验及主要推理过程;

2、知道牛顿第一定律,并理解其意义。

过程与方法:

1、实验探究阻力对物体运动的影响。

2、常识性了解伽利略理想实验的推理方法。

情感、态度与价值观

1.体验在研究过程中成功的喜悦,学会分工与合作,提高团结协作的能力。

2.感悟科学探究的艰辛与曲折,感悟科学就在我们身边。

(四)重点、难点

教学重点:牛顿第一定律。之所以确立它是本节教学内容的重点理由在于本节课是一节物理规律教学课,通过本节课的科学探究及实验论证的目的就是为了认识力和运动的关系,揭示力和运动之间的内在规律。

教学难点:力和运动的关系。学生在从生活经验中获得了一种被现象掩盖了本质的错误认识。那就是物体的运动是力作用的结果,为了使学生摆脱这种观念,转变错误认识,需要教师精心设计,严密推理,才能帮助学生走出误区。

二、教法学法

(一)学情分析

学习者是九年级学生。有利的方面是:经过一年的物理学习,学生具备了一定的实验探究能力,并且学习了机械运动、力的作用效果,知道力可以改变物体的运动状态,为本节学习做好了铺垫。不利的方面是:学生受生活经验的影响,“物体的`运动需要力来维持”的错误观念不容易转变。

(二)教法

“教学有法,教无定法”。选择行之有效的方法是取得良好教学效果的保证。本课时我主要采用“演示法”与“科学推理法”相结合来进行教学,即通过实验现象的观察、分析、讨论,又加以科学的想象和推理,引导学生去发现知识,总结规律 。

(三)学法

教学活动是教与学两方面的有机结合,在上述教学方法的正确实施下,我引导学生采用:科学探究法、小组合作学习法、讨论法、分析归纳法等学习方法,

我认为 “教给学生方法比教给学生知识更重要”。目的是让学生有足够的机会投入到学习活动之中,培养学生动脑动手的习惯,变学生由“学会”转向“会学”。

(四)教具与学具

电教器材:多媒体

教师演示用:斜面、小车、毛巾、棉布等

学生分组器材:

书、圆珠笔、铅笔盒、小车、书包、斜面、毛巾、棉布、乒乓球等

丰富的教学设备,尤其是身边的器材拿来实验,提高了训练密度及广度,使教学过程从枯燥到有趣,从抽象到形象。课堂演示实验并利用计算机多媒体辅助教学,不仅提供了大量的教学信息,使学生在生动形象的环境中,得以迅速理解和掌握物理规律,激发学生们的学习兴趣,调动他们的主动性,从而提高课堂教学效率。

三、教学过程

本节课将从以下几个环节展开教学:

创设情境,引入新知→感受活动,总结观点→合作交流,实验探究→科学推理,得出新知→剖析定律,强化理解→应用迁移,巩固提高→布置作业,延伸升华。

第一环节:创设情境,引入新知(约5分钟)。

高尔基说:“好奇是了解的开端和引向认识的途径。”为此,我设计了两个小实验引入新课,让学生从身边的实例入手可以感受到科学就在身边。

1、要让静止的书(文具盒)运动,该怎么办?

2、停止用力,又会如何呢?(学生实验后上台演示)

误导学生:物理受力就会运动,不受力就停止。

得出谬论:物体运动要靠力维持。

教师实验演示:推一辆小车,撤去推力,小车没有立即停下。

得出结论:物体运动不需要力维持。

观察学生表情,出示亚里士多德和伽利略的两种截然不同的观点,激发

学生探究的兴趣,活跃课堂气氛。这样的实验学生既熟悉又好奇,带着想知道这是为什么的悬念进入新课,可以调动学生的探索兴趣。

第二环节:感受活动,总结观点(约3分钟)

让学生用力推书,圆珠笔,铅笔盒,小车,书包等,然后撤去推力,物体会慢慢停下来。让学生体会物体运动不需要力维持,运动的物体停下来是由于受到阻力的缘故。本环节的设计意图是让学生通过自身感受体验,观察现象,并提出自己的论点,培养分析问题的能力和表达能力。

第三环节:合作交流,实验探究(约20分钟)

本环节设计三个步骤:

第一步:用Flash课件展示实验,用严格的推理方法让学生感受伽利略观点是正确的。通过回顾历史培养学生严谨的科学态度,通过形象的Flash演示,使学生对伽利略理想实验有一个初步的了解,为接下去的分组实验探究做一个铺垫。

第二步:学生分组探究阻力对物体运动的影响。

教师出示以下问题,让学生结合问题学习教材,小组自选器材完成实验。

1、我们实验目的是什么?实验中观察什么?

篇5:高中焦耳定律说课稿

一、教材分析

在第8节学习了机械能守恒定律之后,很自然地过渡到能量守恒的概念,同时这是学生初中学习的知识,因此本节课应当在唤起学生初中时期对于能量守恒感性认识的同时,借助对机械能守恒的定量的分析,充分理解能量守恒的定律,加深对于能量守恒规律的认识,在此基础上,形成从能量的角度分析问题解决问题的思维习惯,培养学生的发散思维能力,体会科学探索的乐趣。

二、教学目标

1、参与能量守恒定律问题的探讨,体验从日常生活中的能量转移现象形成能量守恒概念的过程

2、认识传统能源与新能源,能够区分它们的使用范围、局限性,能够认识到能源对推动人类社会发展所产生的巨大的作用,体会的科学的伟大的力量

3、学会用能量守恒的观念解决日常物理问题,形成对地于科学的认同感

三、教学重难点

1、能量守恒作为本节课的切入点,起到串接整节课的作用,是学生学生的重点,同时,其于能量守恒的知识的应用也是教学的侧重点,对于形成解决问题的能力有重要作用。

2、难点在于如何形成能量守恒的概念,由于能量的守恒涉及到学生并不熟悉的能量种类如内能、生物能、化学能等等,不像机械能那样形象客观,因此,如何通过举证大量的事例,逐步引导学生思考总结是本节课的难点

四、教学用具

1、单摆的实验展示

2、永动机的简介、简单的人体的运动PPT

3、太阳能的循环的PPT

五、教学过程

1、新课的导入

同学们还记得在第8节中学生机械能守恒时的单摆吗,无论我从什么样的高度阻挡物体的摆动,在空气中摩擦力足够小的情况下都能保证在摆到另一端时高度与初始是一样的,而这个也就说明机械能是守恒的。

今天我们从考虑另外一个问题,由于在空气中运动,单摆肯定是受到摩擦力的作用,既如此,如果让摆球长时间摆动,比如3个小时,那么那里它的能摆动到的最大高度是不是跟原来一样呢?如果不是,那这说明什么问题?

(学生)由于除了重力与弹力做功外,物体还受到空气的摩擦力的作用,因此不满足机械能守恒的概念。

(老师)对,同学们说得很对。现在机械能是不守恒了,那么减少的机械能到哪里去了呢?是挥发了?还是变成其它类型的能量?如果是转换成了其它类型的能量,那么这个其它类型的能量是什么能量呢?(学生)转化成了热能(老师)对,是热能。机械能通过与空气间的摩擦力做功转换成热能,机械能并不是减少了,而是转化成了其它形式的能量!

2、其实,机械能不守恒的实例还是很多的,生活中触手可及,下面同学们再看看这样的一些物理情境,请帮老师分析其中机械能的增减或是转移情况,如果是转换的情况,请务必说明转换成的其它能量的类型。1)刘翔在110米栏比赛前后

2)

汽车从山脚沿着盘山公路匀速行驶到山顶的过程

显然对于第一个跑步的物理情境,刘翔在运动的前后动能发生改变,起跑的时候速度是零但是冲刺的时候速度很大,可以接近10m/s,显然,动能是增大的;至于重力势能呢?也是增大的,因为起跑的时候重心相对更低。所以在这个物理情境中,刘翔的机械能是增加的,既然是增加的,那么除了重力做功弹力做功外肯定还有其它力做功。这个力是什么力?是摩擦力。摩擦力做功转换成了脚面与地面的热能,耗散到空气中去了,这部分耗散的空气可以使周围的水汽吸热气化转换成其内能 对于第二个物理情境,希望同学们自行思考解决,给3分钟的时间讨论

3、根据上面的分析,我们得出这样的结论:能量是守恒的。

怎样理解?

1)能量是个守恒量,不会凭空产生也不会凭空消失,就像我们初中化学学质量守恒的概念一样,在化学反应中各种原子的总数始终不变,只是组合不同

2)能量的守恒并不是只某一种能量始终不变,是指能量的集合不变,在能量的集合中各种能量之间是可以转换的,一种形式的能量减少了,那么肯定有另一种能量的增加

3)机械能守恒是能量守恒的一种特殊形式,它的存在是有一定条件的

下面,请同学们思考下面的问题:

例:一个斜面高度h=3m,倾角30度,考虑从顶点处释放一个质量为1kg的小球,求其下滑到低端时的速度的大小?用三种不同的方法(牛顿第二定律,动能定律,能量守恒定律)(时间3分钟)

同学们,通过求解,你们能告诉我这三种方法哪种更方便吗?对你有什么启示

4、能量是守恒的,就是不会消失,那么是不是可以利用这点做成永动机呢?使能量不断循环而不消失?

看看前人设计的永动机。(PPT展示永动机并分析)

事实上,即使不考虑到力矩的问题,上面的永动机也不太可能成为现实,因为在机器运行的过程中肯定会有摩擦力的作用,而这点注定不可能实验机器的“永动”。

在机器对能量的损耗过程中,不能实现永动,必须要有能源。我们常见的能源又有哪些呢? 传统的生物质能(煤、石油、天然气)、新能源(太阳能、水电能、风能、地热能、核能)

对于能源同学们首先要明白,人类社面临的问题是能源短缺,煤、石油天然气为代表的传统能源为代表的一次性能源日益枯竭,促使人们找寻更多的可利用的新能源。能不能举出比较有代表性的例子。

如:乙醇添加汽油,在美国玉米是大面积种植的粮食作物,通过催化剂的作用对其进行发酵可以得到大量的乙醇

在深海地区存在许多可燃冰,即固态的甲烷或是其它有机可燃的气体,由于海洋面积巨大,如果对其利用技术成熟,可以山极大缓解人类对于能源的需求

在地球上无处不在的水其实也是人类解决能源问题的一种方式,如果有一种方法可以使水分解成氢气和氧气,那么就可以直接对氢气进行燃烧得到动力

所以,需求一种解决能源危机的方法要集合全人类的意志,努力进取,不断创新。与此同时,对现有能源有效开发利用做到合理利用资源、科学规划、减少浪费也是非常重要的要求。请同学们回答下面的问题:

一次性能源有哪些?可循环能源有哪些? 一次性能源:煤、石油、天然气、核能 可循环能源:太阳、水、风

5、课堂总结

1)能量是守恒量,机械能守恒是能量守恒的一种表现。能量守恒没有条件,是自然界的一种基本规律

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