高中物理 第4章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展 4.3 能量的轉化與守恒教案 滬科版必修2

4.3 能量的轉化與守恒 教研中心 教學指導 一、課標要求 1.通過實例了解能量及其存在的不同形式，能說出一些常見的能量名稱，知道自然界有多種形式的能量. 2.知道能量守恒定律，知道永動機不可能制成，并能自覺利用能量守恒定律分析有關問題. 3.能解釋一些常見現(xiàn)象中的能量轉化問題. 4.能獨立或采取合作的形式完成實驗探究內容. 二、教學建議 本節(jié)內容是對本章及以前所學物理知識從能量的觀點進行了一次綜合、深化和再認識.教材首先分析自然界中各種能量之間的轉化，揭示它們之間的本質聯(lián)系：能量，并分析一系列熟知的能量轉化的事例，指出能量的轉化與守恒.最后闡述了能的轉化與守恒定律的普遍性和重要性. 建議一：能量守恒定律是一個實驗規(guī)律，列舉能量轉化的實例，是學生理解和掌握能量守恒的基礎，因此在教學過程中要充分利用學生已知知識，對這些實例中的能的轉化進行具體分析. 建議二：在教學過程中，應重點強調定律的兩個方面：轉化與守恒.另外還要強調該定律的普遍性和重要性，可列舉19世紀的自然科學史對學生進行教育. 在學習中，可對“能量守恒定律”的建立及其意義多作一些了解，使學生明白永動機是永遠制造不出來的，要尊重科學，尊重規(guī)律以少走彎路. 資源參考 永動機不能制造 熱力學發(fā)展初期，熱和機械能的相互轉化是人們研究的主題.在工業(yè)革命的推動下，工業(yè)上和運輸上都相當廣泛地使用蒸汽機.人們研究怎樣消耗最少的燃料而獲得盡可能多的機械能，甚至幻想制造一種機器，不需要外界提供能量，卻能不斷地對外做功，這就是所謂的第一類永動機.為了解決這個問題，促使人們都去研究熱和機械能之間的關系問題.邁爾（J.R.Mayer）第一個提出了能量守恒定律，而此定律得到了物理學界的確認，卻是在焦耳（J.P.Joule）的實驗工作發(fā)表以后. J.P.Joule(1818—1889) 焦耳在1840—1848年間做了大量實驗，測定了熱與多種能量的相互轉化時的嚴格的數(shù)量關系.以往熱的單位是cal（卡），功以erg(爾格）為單位，焦耳的實驗結果為1 cal=4.184107 erg，這就是著名的熱功當量.焦耳實驗表明，自然界的一切物質都具有能量，它可以有多種不同的形式，但通過適當?shù)难b置，能從一種形式轉化為另一種形式，在相互轉化中，能量的總量不變.能量轉化守恒定律的建立，對制造永動機的幻想作了最后的判決，因而熱力學第一定律的另一種表述為：“不可能制造出第一類永動機”.由此可見，熱力學第一定律就是涉及熱現(xiàn)象領域內的能量守恒和轉化定律. 熱力學第一定律告訴我們：物質能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅，而能量形式的相互轉化是物質本身具有的屬性.恩格斯對能量守恒與轉化定律曾經(jīng)給予很高的評價，將它和細胞學說及進化論相提并論，稱它們是揭示自然界辯證發(fā)展過程的自然科學的三大發(fā)現(xiàn). 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375