第一篇：能量守恒定律1專題

《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》說課稿

各位老師好：

我叫王子清，是青海大學(xué)０９級的在校學(xué)生。我今天說課的課題是《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》，《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》是人教版九年級物理第十六章第五節(jié)的內(nèi)容，是對本章及以前所學(xué)知識從能量的角度進(jìn)行的一次綜合，教材通過小實(shí)驗(yàn)討論自然界各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，體會各種形式能量的相互轉(zhuǎn)化，通過想想議議得出能量守恒定律。符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，能夠體現(xiàn)從生活走向物理，注重科學(xué)探究的新課程理念。由于新課標(biāo)對這部分內(nèi)容在知識上降低了要求，但在過程與方法上增加了體驗(yàn)性目標(biāo)層次，因此我會應(yīng)盡可能的讓學(xué)生多動手、多經(jīng)歷、多體驗(yàn)、多感受，在感受中進(jìn)步與快樂成長。

通過本節(jié)學(xué)習(xí)我計劃達(dá)到這樣的目標(biāo)，讓學(xué)生知道各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；知道能量守恒定律。并通過探究各種形式能的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)會用普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)看待事物。探究與合作學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于創(chuàng)新的精神！本節(jié)的重點(diǎn)是：體會能量之間的相互轉(zhuǎn)化及能量守恒定律；難點(diǎn)是：能量守恒定律的理解學(xué)生已具有初步的探究能力、分析問題和解決問題的能力，為這節(jié)的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，因此我準(zhǔn)備大膽放手，開展自主的、探究性的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展，我做學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者、參與者、分享者，但學(xué)生抽象思維還不成熟，我應(yīng)多為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景、增強(qiáng)學(xué)生的形象力，實(shí)現(xiàn)由感性到理性的飛躍，1

從而達(dá)到多種教學(xué)方法的優(yōu)化組合。

下面為大家展示具體的教學(xué)過程，歷史上曾有不少人都想設(shè)計一種這樣的機(jī)器，它不需要消耗任何能量和燃料，卻能源源不斷地對外做功。這種機(jī)器被稱為“永動機(jī)”請猜想人類最終能否發(fā)明、創(chuàng)造出這種一勞永逸的永動機(jī)？事實(shí)證明，所有試圖發(fā)明永動機(jī)的，無一例外的都以失敗而告終，你知道他們?yōu)槭裁磿?？就讓我們帶著這個問題開始今天的學(xué)習(xí)。引入了新課，創(chuàng)設(shè)了情景、讓學(xué)生產(chǎn)生疑問和猜想，以觸發(fā)思維的興奮點(diǎn)，引發(fā)探究的欲望和動機(jī)、打開探究之門。

各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化是本節(jié)的重點(diǎn)，由于新課標(biāo)注重學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，因此初中物理就應(yīng)該給學(xué)生一個豐富多彩的、充滿設(shè)想與實(shí)踐的探究世界，所以我先請學(xué)生完成以下小實(shí)驗(yàn)，1摩擦雙手，2、閉合開關(guān)燈泡發(fā)光，3手電筒對著太陽能電池板照射、4、摩擦起電，然后學(xué)生分析發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)化？體會自然界各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。為了避免學(xué)生分析的盲目性，我引導(dǎo)學(xué)生一起分析第一個小實(shí)驗(yàn)，來回迅速摩擦雙手、提問：手的溫度如何變化？內(nèi)能又如何變化？增加的內(nèi)能從何而來？機(jī)械能是力現(xiàn)象，內(nèi)能是熱現(xiàn)象，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能說明了什么？以下的由學(xué)生自己完成，我會深入學(xué)生之中，積極的看、積極地聽，感受學(xué)生的所作、所為、所思、所想，根據(jù)需要給學(xué)生適時、適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。與學(xué)生交流。得出結(jié)論

1、在一定的條件下，各種形式的能都可以 相互的轉(zhuǎn)化。

2、自然界的各種現(xiàn)象都不是孤立的，而是普遍聯(lián)系的。在此過程中，無論是成功

與快樂、還是失敗與煩惱都有助學(xué)生身心健康的發(fā)展。突出了重點(diǎn)。

能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。我是這樣設(shè)計的：利用生活中的現(xiàn)象進(jìn)行分析、引導(dǎo)學(xué)生思考、總結(jié)。蒸汽推動瓶塞做功，上升的瓶塞具有什么能？它從何而來?是憑空產(chǎn)生的嗎？。得出能量不會憑空產(chǎn)生，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；流動的空氣推動風(fēng)車，風(fēng)車具有什么能？它是憑空產(chǎn)生的嗎？它從何而來？由空氣轉(zhuǎn)移而來。得出能量不會憑空產(chǎn)生，可以從一個物體轉(zhuǎn)移給另一個物體。觀看掉在地上的小球，提問你看到了什么現(xiàn)象？它的機(jī)械能如何變化？它到哪兒去了憑空消失了嗎？引導(dǎo)學(xué)生回答得出克服摩擦做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了。得出能量也不能憑空消失。綜上得出能量不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失了，那么它的總量不變，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。這就是我們的能量守恒定律。學(xué)生結(jié)合課本說一說你是如何理解能量守恒定律的。學(xué)生積極思考，大膽發(fā)言，張揚(yáng)了個性，增進(jìn)了師生情感交流，從而達(dá)到學(xué)生知識的增益、能力的拓展、思想和情感的升華，也突破了這一重點(diǎn)和難點(diǎn)。分析思考永動機(jī)為何不能成功？你有什么啟示？和引入相互呼應(yīng)。

知識拓展、閱讀科學(xué)世界說一說對地?zé)崮艿牧私猓貙拰W(xué)生知識面，感受科技的巨大應(yīng)用價值，培養(yǎng)學(xué)科情感。及時的鞏固與練習(xí)加深知識的理解，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力。

引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課進(jìn)行小結(jié)。通過該環(huán)節(jié)為學(xué)生提供自由表達(dá)思 3

想、觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)思維飛躍的舞臺，同時也幫助學(xué)生養(yǎng)成反思的好習(xí)慣。

這些都是課前的設(shè)計，而教學(xué)過程是富有變化、動態(tài)生成的過程，在師生互動中會產(chǎn)生許多的信息和創(chuàng)新的火花，教師要機(jī)智的根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，將有價值的信息和問題作為教學(xué)的焦點(diǎn)來重新組織教學(xué)。巧妙地在學(xué)生不知不覺中做出相應(yīng)的變化，保護(hù)創(chuàng)新火花、激發(fā)奇思妙想，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性。

教與學(xué)的過程也是我豐富自身知識、實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展的過程，我會在此過程中不斷的學(xué)習(xí)，充實(shí)自己，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長、學(xué)生奮發(fā)的目標(biāo)。

謝謝大家！

第二篇：能量守恒定律及應(yīng)用

能量守恒定律及應(yīng)用

【本講教育信息】

一、教學(xué)內(nèi)容：

能量守恒定律及應(yīng)用

二、考點(diǎn)點(diǎn)撥

能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍遵守的守恒定律，它在物理學(xué)中的重要地位是無可替代的，而用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的觀點(diǎn)解決相關(guān)問題是高中階段最重要的內(nèi)容之一，是歷年高考必考和重點(diǎn)考查的內(nèi)容。

三、跨越障礙

（一）功與能

功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化，而且能的轉(zhuǎn)化必通過做功來實(shí)現(xiàn)。

功能關(guān)系有：

1.重力做的功等于重力勢能的減少量，即WG???EP 2.合外力做的功等于物體動能的增加量，即?W??EK

3.重力、彈簧彈力之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的增加量，即W其它??E 4.系統(tǒng)內(nèi)一對動摩擦力做的功等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，等于系統(tǒng)所增加的內(nèi)能，即?E??E內(nèi)?Q?f動?s相對

（二）能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

1.內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失。它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而能的總量不變。

2.定律可以從以下兩方面來理解：

（1）某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量相等。（2）某個物體的能量減少，一定存在另一物體的能量增加，且減少量和增加量相等。這也是我們應(yīng)用能量守恒定律列方程式的兩條基本思路。

（三）用能量守恒定律解題的步驟

1.分清有多少種形式的能（如動能、勢能、內(nèi)能、電能等）在變化。2.分別列出減少的能量?E減和增加的能量?E增的表達(dá)式。3.列恒等式?E減=?E增

例1：如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長為l、置于光滑水平面C上的木板B。正好不從木板上掉下。已知A、B間的動摩擦因數(shù)為?，此時長木板對地位移為s。求這一過程中：

（1）木板增加的動能；（2）小鐵塊減少的動能；（3）系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；（4）系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量

解析：在此過程中摩擦力做功的情況：A和B所受摩擦力分別為F、F?，且F=?mg，A在F的作用下減速，B在F?的作用下加速，當(dāng)A滑動到B的右端時，A、B達(dá)到一樣的速度A就正好不掉下

（1）根據(jù)動能定理有：?EKB?f?sB??mgs

（2）滑動摩擦力對小鐵塊A做負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系可知?EKA?f?sA??mg(s?l)（3）系統(tǒng)機(jī)械能的減少量

?E?E初?E末?12mv0?(212mv2?12mv)??mgl2

（4）m、M相對位移為l，根據(jù)能量守恒Q?f動?s相對??mgl

例2：物塊質(zhì)量為m，從高為H傾角為?的斜面上端由靜止開始沿斜面下滑?；了矫鍯點(diǎn)處停止，測得水平位移為x，若物塊與接觸面間動摩擦因數(shù)相同，求動摩擦因數(shù)。

解析：以滑塊為研究對象，其受力分析如圖所示，根據(jù)動能定理有mgH??mgcos?Hsin???mg(x?Hco?t)?0

即H??x?0 ??Hx

例3：某海灣共占面積1.0?10m，漲潮時平均水深20m，此時關(guān)上水壩閘門，可使水位保持在20 m不變。退潮時，壩外水位降至18 m（如圖所示）。利用此水壩建立一座水力發(fā)電站，重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10％，每天有兩次漲潮，該發(fā)電站每天能發(fā)出多少電能？（g=10m）2

解析：打開閘門后，壩內(nèi)的水流出，但和外面相比，水量太小，可以認(rèn)為外面的水位不升高，所以水位下降（20－18）=2m 減少的重力勢能（要用重心下降的高度）

?EP?mgh??Vgh?1.0?10?1.0?10?2?10?1?2?101137J10

J 轉(zhuǎn)化為電能?E電??EP?10%?2?1010每天有兩次漲潮，故?E電總??E電?2?4?10J

例4：如圖所示，水平長傳送帶始終以v=3 m/s的速度勻速運(yùn)動。現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1 kg的物塊放于左端（無初速度）。最終物體與傳送帶一起以3 m/s的速度運(yùn)動，在物塊由速度為零增加至v=3 m/s的過程中，求：

（1）由于摩擦而產(chǎn)生的熱量

（2）由于放了物塊，帶動傳送帶的電動機(jī)消耗多少電能？ 解析：（1）a?F/m??g?1.5m/s 相對滑動時間

物體對地的位移

t?s?Wva12f2?at?31.52?2s12

2??1.5?22?3m2

12摩擦力對物體做的功

mv?12?1?3?4.5J物體對傳送帶的相對路程

s相對?vt?s?3?2?3?3m 產(chǎn)生的熱量

Q?f?s相對?4.5J

（2）由功能關(guān)系得，電動機(jī)消耗的電能

E?Wf?Q?9J

例5：如圖所示為一皮帶運(yùn)輸機(jī)，現(xiàn)在令皮帶上只允許有一袋水泥，人將一袋水泥無初速度的放到皮帶底端，水泥袋在運(yùn)行過程中與皮帶達(dá)到共速，最后上升到最高點(diǎn)，已知一袋水泥質(zhì)量為m，皮帶運(yùn)行速度為v，皮帶斜面的傾角為?，水泥袋與皮帶間動摩擦因數(shù)為?，水泥袋從底端上升到最高點(diǎn)總高度為H，總時間為t，帶動皮帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)功率為P，取重力加速度為g。

我們認(rèn)為①在這一物理過程中電動機(jī)要消耗的電能為E1；②一袋水泥機(jī)械能的增加量為E2；③摩擦生熱為Q；④用于其他消耗的能量為E3。

要求你根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律寫出E3與E1、E2及Q的定量關(guān)系，用題中所給的物理量來表示。

解析：消耗的電能E1=Pt

1增加的動能為2mv2?02，增加的勢能為mgH，1故E2=mgH+2mv?0摩擦生熱Q=f??L（?L為相對皮帶滑行的距離）滑動摩擦力為f??mgcos? 水泥加速度為 a??mscos??mgsin?m??gcos??gsin?

水泥速度達(dá)到v，用時s1?12t?2v?gcos??gsin? ?v2at此時水泥的位移

2(?gcos??gsin?)

v2此時皮帶的位移s2?vt??gcos??gsin?

v2相對位移?L?s2?s1=2(?gcos??gsin?)

?mvcos?產(chǎn)生的熱量Q=f??L=2(?cos??sin?)

1mv22?mvcos?－2(?cos??sin?)

2由能量守恒定律得： E3=E1－E2－Q=Pt－mgH－2

四、小結(jié)

我們在解決能量的相關(guān)問題時，要特別注意功是能量轉(zhuǎn)化的量度的關(guān)系，它是解決能量問題的基本方式；注意應(yīng)用能量守恒定律的兩條基本思路：（1）某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量相等：?E減??E增，（2）某個物體的能量減少，一定存在另一物體的能量增加，且減少量和增加量相等：?EA減??EB增。

【模擬試題】（答題時間：60分鐘）1.下列說法正確的是

（）

A.如果物體（或系統(tǒng)）所受到的合外力為零，則機(jī)械能一定守恒

B.如果合外力對物體（或系統(tǒng)）做功為零，則機(jī)械能一定守恒

C.物體沿光滑曲面自由下滑過程中，機(jī)械能一定守恒

D.做勻加速運(yùn)動的物體，其機(jī)械能可能守恒

2.如圖所示，木板OA水平放置，長為L，在A處放置一個質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)繞O點(diǎn)緩慢抬高到A?端，直到當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面成?角時停止轉(zhuǎn)動.這時物體受到一個微小的干擾便開始緩慢勻速下滑，物體又回到O點(diǎn)，在整個過程中（）

A.支持力對物體做的總功為mgLsin? B.摩擦力對物體做的總功為零 C.木板對物體做的總功為零

D.木板對物體做的總功為正功

3.靜止在粗糙水平面上的物塊A受方向始終水平向右、大小先后為F1、F2、F3的拉力作用做直線運(yùn)動，t=4s時停下，其速度—時間圖象如圖所示，已知物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同，下列判斷正確的是（）

A.全過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功 B.全過程中拉力做的功等于零 C.一定有F1+F3=2F2

D.可能有F1+F3>2F2

44.質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為5落h的過程中，下列說法正確的是

4g，在物體下

（）

4A.物體的動能增加了5mgh

mghB.物體的機(jī)械能減少了5mgh

D.物體的重力勢能減少了mgh

5.如圖所示，木板質(zhì)量為M，長度為L，小木塊的質(zhì)量為m，水平地面光滑，一根不C.物體克服阻力所做的功為5計質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與M和m連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ.開始時木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為

（）

?mgLA.?mgL

B.2?mgL

C.2D.?(M?m)gL

6.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊m1連接，且m1與m2及m2與地面之間接觸面光滑，開始時m1和m2均靜止，現(xiàn)同時對m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運(yùn)動以后的整個過程中，對m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)

（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（）

A.由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)動能不斷增加 C.由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加

D.當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m1、m2的動能最大

7.如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點(diǎn)自由滑下，然后在水平面上前進(jìn)至B點(diǎn)停下.已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為?，滑雪者（包括滑雪板）的質(zhì)量為m，A、B兩點(diǎn)間的水平距離為L.在滑雪者經(jīng)過AB段的過程中，摩擦力所做的功（）

A.大于?mgL

B.小于?mgL

C.等于?mgL

D.以上三種情況都有可能

8.用力將重物豎直提起，先是從靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升，如果前后兩過程的時間相同，不計空氣阻力，則

（）

A.加速過程中拉力的功一定比勻速過程中拉力的功大 B.勻速過程中拉力的功一定比加速過程中拉力的功大 C.兩過程中拉力的功一樣大 D.上述三種情況都有可能

9.如圖所示，在不光滑的平面上，質(zhì)量相等的兩個物體A、B間用一輕彈簧相連接，現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上，從靜止開始經(jīng)一段時間后，A、B一起做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)它

們的總動能為Ek時撤去水平力F，最后系統(tǒng)停止運(yùn)動，從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運(yùn)動的過程中，系統(tǒng)（）

A.克服阻力做的功等于系統(tǒng)的動能Ek B.克服阻力做的功大于系統(tǒng)的動能Ek

C.克服阻力做的功可能小于系統(tǒng)的動能Ek

D.克服阻力做的功一定等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量

10.一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運(yùn)動，運(yùn)動過程中，物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖所示，其中0～s1過程的圖象為曲線，s1～s2過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）

A.0～s1過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小 B.s1～s2過程中物體可能在做勻變速直線運(yùn)動 C.s1～s2過程中物體可能在做變加速直線運(yùn)動 D.0～s2過程中物體的動能可能在不斷增大

11.如圖所示，傾角為θ的直角斜面體固定在水平地面上，其頂端固定有一輕質(zhì)定滑輪，輕質(zhì)彈簧和輕質(zhì)細(xì)繩相連，一端接質(zhì)量為m2的物塊B，物塊B放在地面上且使滑輪和物塊間的細(xì)繩豎直，一端連接質(zhì)量為m1的物塊A，物塊A放在光滑斜面上的P點(diǎn)保持靜止，彈簧和斜面平行，此時彈簧具有的彈性勢能為Ep.不計定滑輪、細(xì)繩、彈簧的質(zhì)量，不計斜面、滑輪的摩擦，已知彈簧勁度系數(shù)為k，P點(diǎn)到斜面底端的距離為L.現(xiàn)將物塊A緩慢斜向上移動，直到彈簧剛恢復(fù)原長時的位置，并由靜止釋放物塊A，當(dāng)物塊B剛要離開地面時，物塊A的速度即變?yōu)榱悖螅?/p>

（1）當(dāng)物塊B剛要離開地面時，物塊A的加速度；（2）在以后的運(yùn)動過程中物塊A最大速度的大小.12.如圖所示，光滑弧形軌道下端與水平傳送帶吻接，軌道上的A點(diǎn)到傳送帶的豎直距離和傳送帶到地面的距離均為h=5m，把一物體放在A點(diǎn)由靜止釋放，若傳送帶不動，物體滑上傳送帶后，從右端B水平飛離，落在地面上的P點(diǎn)，B、P的水平距離OP為x=2m；若傳送帶按順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶速度大小為v=5m/s，則物體落在何處？這兩次傳送帶對物體所做的功之比為多大？

13.質(zhì)量為m的小物塊A，放在質(zhì)量為M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動，且A、B相對靜止.某時刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時間，B在地面上滑行了一段距離x，A在B上相對于B向右滑行了一段距離L（設(shè)木板B足夠長）后A和B都停下.已知A、B間的動摩擦因數(shù)為?1，B與地面間的動摩擦因數(shù)為?2，且?2??1，求x的表達(dá)式.【試題答案】

1.答案：CD 解析：如果物體受到的合外力為零，機(jī)械能不一定守恒，如在光滑水平面上物體做勻

速直線運(yùn)動，其機(jī)械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運(yùn)動，其機(jī)械能就不守恒.所以A錯誤；合外力做功為零，機(jī)械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用繩拉著物體做勻速直線運(yùn)動，合外力做功為零，但其機(jī)械能就不守恒。所以B錯誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒.所以C正確；做勻加速運(yùn)動的物體，其機(jī)械能可能守恒，如自由落體運(yùn)動，所以D正確.但有時也不守恒，如在粗糙水平面上拉著一個物體加速運(yùn)動，此時就不守恒.2.答案：AC

解析：物體從A點(diǎn)到A的過程中，只有重力G和支持力N做功，由動能定理WN?mgLsin??0/，在此過程中支持力做功為WN，由動能定理得WG?mgLsin?，從A回到O點(diǎn)的過程中支持

/力的方向與路徑始終垂直，所以支持力不做功，A正確.重力做的總功為零，支持力做的總功為WN?mgLsin??WN?Wf?0得

Wf??mgLsin?，B不正確.木板對物體即木板對物體做的總功的作用力為支持力N和摩擦力F，由WG為零，C正確，D錯誤.3.答案：AC，第4s內(nèi)，?mg4.答案：ACD F2??mg?0?WN?Wf?0得WN?Wf?0解析：根據(jù)動能定理知A正確，B錯誤.第1s內(nèi)，F(xiàn)1??mg?F3?ma?ma，1s末到3s末，所以F1+F3=2F2.f?15mg4解析：物體下落的加速度為5，說明物體下落過程中受到的阻力大小為55動能定理，；其中阻力做功為做功總與重力勢能變化相對應(yīng)，故ACD正確.5.答案：A

?Ek?mgh?1mgh?4mgh?15mghg，由，即機(jī)械能減少量；又重力解析：若使拉力F做功最少，可使拉力F恰勻速拉木塊，容易分析得出F時繩子上的拉力等于?mg），而位移為6.答案：D

L2?2?mg（此，所以

W?Fs?2?mg?L2??mgL.解析：本題可采用排除法.當(dāng)F1、F2大于彈力，m1向右加速運(yùn)動，m2向左加速運(yùn)動，F(xiàn)1、F2均做正功，故系統(tǒng)動能和彈性勢能增加，A錯誤；當(dāng)F1、F2小于彈力，彈簧仍伸長，F(xiàn)1、F 2還是做正功，但動能不再增加而是減小，彈性勢能在增加，B錯；當(dāng)m1、m2速度減為零，m1、m2反向運(yùn)動，這時F1、F2又做負(fù)功，C錯誤.故只有D正確.7.答案：C

解析：本題容易錯選，錯選的原因就是沒有根據(jù)功的定義去計算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案，因此可設(shè)斜坡與水平面的夾角，然后根據(jù)摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正確答案為C.8.答案：D

解析：因重物在豎直方向上僅受兩個力作用：重力mg、拉力F，這兩個力的相互關(guān)系決定了物體在豎直方向上的運(yùn)動狀態(tài).設(shè)勻加速提升重物時拉力為F1，加速度為a，由牛頓第二定律F1?mg?ma，所以有

F1?mg?ma，則拉力

F

1做功為W1?F1s1?m(g?a)?12at2?12m(g?a)at2，勻速提升重物時，設(shè)拉力為F2，由平衡條件得F2=mg，22勻速直線運(yùn)動的位移s2?vt?at，力F2所做的功W2?F2s2?mgat比較上述兩種情況下拉力F1、F2分別對物體做功的表達(dá)式，可以發(fā)現(xiàn)，一切都取決于加速度a與重力加速度的1關(guān)系.若a>g時，212(g?a)?g(g?a)?g1，則W1>W2；若a=g時，2(g?a)?g，則W1=W2；若a

解析：當(dāng)A、B一起做勻加速直線運(yùn)動時，彈簧一定處于伸長狀態(tài)，因此當(dāng)撤去外力F到系統(tǒng)停止運(yùn)動的過程中，系統(tǒng)克服阻力做功應(yīng)包含系統(tǒng)的彈性勢能，因此可以得知BD正確.10.答案：BD

解析：選取物體開始運(yùn)動的起點(diǎn)為重力零勢能點(diǎn)，物體下降位移為s，則由動能定理得，2，則物體的機(jī)械能為，在E—s圖象中，圖象斜率的大小反映拉力的大小，0～s1過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯；s1～s2過程的圖象為直線，拉力F不變，物體可能在做勻加速或勻減速直線運(yùn)動，B對C錯；如果全過程都2mgs?Fs?1mv?0E?1mv2?(?mgs)??Fs有mg?F，則D項(xiàng)就有可能.m2m111.答案：（1）a=（sinθ－）g，方向沿斜面向上

（2）

vm?2(m1g2sin?k2?Epm1).解析：（1）B剛要離開地面時，A的速度恰好為零，即以后B不會離開地面.當(dāng)B剛要離開地面時，地面對B的支持力為零，設(shè)繩上拉力為F，B受力平衡，F(xiàn)=m2g①

對A，由牛頓第二定律，設(shè)沿斜面向上為正方向m1gsinθ－F=m1a②

m2聯(lián)立①②解得，a=（sinθ－m1）g③

由最初A自由靜止在斜面上時，地面對B支持力不為零，推得m1gsinθ

1故A的加速度大小為（sinθ－m1）g，方向沿斜面向上

（2）由題意，物塊A將以P為平衡位置振動，當(dāng)物塊A回到位置P時有最大速度，設(shè)為vm.從A由靜止釋放，到A剛好到達(dá)P點(diǎn)的過程，由系統(tǒng)能量守恒得，1m1gx0sinθ=Ep+2④

當(dāng)A自由靜止在P點(diǎn)時，A受力平衡，m1gsinθ=kx0 ⑤

vm?2(m1g2m1vm2sin?k2?Epm1)聯(lián)立④⑤式解得，.3212.答案：物體相對地面速度為5m/s時離開了傳送帶，25

解析：物體離開B時,速度為2m/s.物體到達(dá)P點(diǎn)時速度為10m/s

物體相對傳送帶10m/s時,它的速度減少了8m/s.現(xiàn)在傳送帶的速度為5m/s,那么物體相對傳送帶的速度為5m/s,它的速度不可能減少8m/s,所以物體相對傳送帶的速度為0m/s(物體沒到B點(diǎn)它的速度相對傳送帶為0m/s),離開了傳送帶。原來進(jìn)入傳送帶：由

mgh?12mv12，解得v1=10m/s 離開B：由h?12gt22，解得t2=1s，1212v2?xt2?2m/s

?v?5/因?yàn)関2?v?v1，所以物體先減速后勻速，由v2?t2?5m m/s，解得x??v2第一次傳送帶做的功：第二次傳送帶做的功：W12W1?W2?2m(v2?v1)m(v?v1)2222

兩次做功之比W2x??v1?v2v1?v22?9675?3225

?ML1(?2??1)(m?M)13.答案：

解析：設(shè)A、B相對靜止一起向右勻速運(yùn)動時的速度為v.撤去外力后至停止的過程中，A受到的滑動摩擦力為f1??1mg

fa1?1??1gm其加速度大小為

?2(m?M)g??1mgM此時B的加速度大小為

a2?

由于?2??1，所以a2??2g??1g?a1

即木板B先停止后，A在木板上繼續(xù)做勻減速運(yùn)動，且其加速度大小不變.對A應(yīng)用動能定理得對B應(yīng)用動能定理得x??f1(L?x)?0?12mv2

12Mv2?1mgx??2(m?M)gx?0?

?ML1(?2??1)(m?M)消去v解得，

第三篇：能量守恒定律教案

能量守恒定律教案

(一)教學(xué)目的

1．知道各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的。

2．知道能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。(二)教學(xué)過程 1．復(fù)習(xí)

通過這兩章的學(xué)習(xí)，我們初步認(rèn)識了能量的概念，知道了機(jī)械能和內(nèi)能這兩種形式的能量。（通過提問復(fù)習(xí)能量、機(jī)械能和內(nèi)能的概念）

2．引入新課

我們知道物體的動能和熱能，是由物體的機(jī)械能運(yùn)動情況決定的能量，內(nèi)能跟物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動和分子間的相互作用情況有關(guān)。物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動，物體的機(jī)械運(yùn)動都是物質(zhì)運(yùn)動的形式，由于運(yùn)動形式不同，與之相聯(lián)系的能量也不相同。

3．進(jìn)行新課

(1)自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能，跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

(2)在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（列舉學(xué)生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運(yùn)動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。

在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在水力發(fā)電中，水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；在火力發(fā)電廠，燃料燃燒釋放的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化成電能；在核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能；電流通過電熱器時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電流通過電動機(jī)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的事例同學(xué)們一定能舉出許多，課本圖2-17中畫出了一些農(nóng)常用的生活、生產(chǎn)設(shè)備。請同學(xué)分析在使用圖中設(shè)備時能量的轉(zhuǎn)化。

(3)在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。大量事實(shí)證明，在普遍存在的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，消耗多少某種形式的能量，就得到多少其他形式的能量。如在熱傳遞過程中，高溫物體放出多少熱量（減少多少內(nèi)能），低溫物體就吸收多少熱量（增加多少內(nèi)能）；克服摩擦力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能量，但能量的總量不變。就是說某體損失的能量等于幾個物體得到幾個物體得到的能量的總和。例如，把燒熱的金屬塊，投到冷水中，冷水，盛水的容器以及周圍的空氣等，都要吸收熱量，它們所吸收的熱量總和跟金屬塊放出的熱量相等。再如水電站里，水從高處流下，損失了機(jī)械能，一方面由于推動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)化為電能，一方面水跟水輪機(jī)、管道摩擦而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。那么水的機(jī)械能的損失等于產(chǎn)生的電能和內(nèi)能的總和。

以上規(guī)律是人類經(jīng)過長期的實(shí)踐探索，直到19世紀(jì)，才確立了這個自然界最普遍的定律——能量的轉(zhuǎn)化守恒定律。通常把它表述為：

能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總保持不變。

4．小結(jié)

能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

(1)能量守恒定律普遍適用。在形形色色的自然現(xiàn)象中，只要有能量的轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒規(guī)律。從物理的、化學(xué)的現(xiàn)象到地質(zhì)的、生物的現(xiàn)象，大到宇宙天體的演變，小到原子核內(nèi)部粒子的運(yùn)動，都服從能量守恒的規(guī)律。

(2)能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系。自然界的各種現(xiàn)象都不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。電燈發(fā)光跟電流有聯(lián)系，電能轉(zhuǎn)化為光能反映了這種聯(lián)系。植物生長更不是孤立的，要靠陽光進(jìn)行光合作用才能生長，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能反映了這種聯(lián)系。

(3)能量守恒定律是人類認(rèn)識自然的重要依據(jù)。人類認(rèn)識自然，就要根據(jù)種種自然現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，能量守恒定律就是人類總結(jié)出的規(guī)律之一，而且人類認(rèn)識的其他規(guī)律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科學(xué)家費(fèi)米，在研究β衰變的過程中發(fā)現(xiàn)，能量不守恒。于是他根據(jù)能量守恒定律大膽預(yù)言了還有一種未發(fā)現(xiàn)的粒子，這就是現(xiàn)在已被科學(xué)界公認(rèn)的中微子。這一事例說明了能明守恒定律，已成為人類認(rèn)識自然的重要依據(jù)。

(4)能量守恒定律是人類利用自然的重要武器?？v觀人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的歷史，也是一部認(rèn)識能量、利用能量、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的歷史。從原始人鉆木取火，到水能利用；從蒸汽機(jī)發(fā)明，到電能的利用；從太陽能，到核能的利用。人類總是在認(rèn)識、利用能源，逐步實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。

第四篇：熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律教案

熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識目標(biāo)：

（1）理解和掌握物體跟外界做功和熱傳遞的過程中W、Q、ΔU的物理意義。（2）會確定的W、Q、ΔU正負(fù)號。（3）理解熱力學(xué)第一定律ΔU =W+Q（4）會用ΔU =W+Q分析和計算問題。

（4）理解能量守恒定律，能列舉出能量守恒定律的實(shí)例；（5）理解“永動機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。2．能力目標(biāo)：

在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，這節(jié)課中要讓學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律ΔU =W+Q，并會用ΔU =W+Q分析和計算問題，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

3．物理學(xué)方法教育目標(biāo)：

能量守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一，應(yīng)用能量守恒的觀點(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)容是熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律，強(qiáng)調(diào)能量守恒定律是自然科學(xué)中最基本的定律。學(xué)會運(yùn)用熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律分析、計算一些物理習(xí)題。

2．運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析，說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的，對學(xué)生來說是有難度的。

三、教學(xué)方法

教師講解，課件演示，指導(dǎo)學(xué)生看書

四、教具

計算機(jī)、大屏幕、自制多媒體課件

五、教學(xué)過程（－）引入新課

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了改變內(nèi)能的兩種方式，做功和熱傳遞，那么它們之間有什么數(shù)量關(guān)系呢？以前我們還學(xué)習(xí)過電能、化學(xué)能等各種形式的能，它們在轉(zhuǎn)化過程中遵守什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來研究這些問題。

【板書】第六節(jié)

熱力學(xué)第一定律

能量守恒定律

（二）進(jìn)行新課

【板書】

一、做功W、熱傳遞Q、內(nèi)能變化ΔU的物理意義

1．做功：做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，是一種形式的能量向另一種形式的能轉(zhuǎn)化。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

2．熱傳遞：是能量的轉(zhuǎn)移，內(nèi)能由一個物體傳遞給給另一個物體，傳遞的能量用Q表示。

3．內(nèi)能的改變：是物體內(nèi)所有分子動能和勢能之和發(fā)生了變化，宏觀表現(xiàn)在溫度和體積上的變化。

【板書】

二、W、Q、ΔU正負(fù)號的確定

1．W，外界對物體做功，W取正值；物體對外界做功，W取負(fù)值。2．Q，物體吸熱，Q取正值；物體放熱，Q取負(fù)值。

3，ΔU，物體內(nèi)能增加，ΔU取正值；物體減少，ΔU取負(fù)值?！景鍟?/p>

三、W、Q、ΔU之間的關(guān)系

一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少．

一個物體，如果它既沒有對外做功，也沒有其他物體對它做功，那么，它從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少．

如果外界既向物體傳熱又對物體做功，那么物體內(nèi)能的增加量就等于物體吸收的熱量和外界對物體做的功之和．用ΔU表示物體內(nèi)能的增加量，用Q表示物體吸收的熱量，用W表示外界對物體做的功，那么ΔU=Q+W 這個式子所表示的，內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律．

【例題】 一定量的氣體從外界吸收了2.6×10J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×10J．外界對氣體做了多少功？

解

由(1)式得 W=ΔU－Q =4.2×10J－2.6×10J =1.6×10J 外界對氣體做的功是1.6×10J． 思考與討論

上題中，如果氣體吸收的熱量仍為2.6×10J，但是內(nèi)能只增加了1.6×10J，計算結(jié)果W將為負(fù)值．怎樣解釋這個結(jié)果？一般地講，ΔU、Q、W的正值和負(fù)值各代表什么物理意義？

【板書】

四、能量守恒定律

【課件演示】讓學(xué)生先看幾個能量轉(zhuǎn)化的例子（增強(qiáng)感性認(rèn)識）1．機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒

（1）運(yùn)動的汽車緊急剎車，汽車最終停下來。這過程中汽車的動能（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，既不散熱也不吸熱）。摩擦力做了多少功，內(nèi)能就增加多少。公式W=ΔE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=ΔE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。

555555

5一般情況下，如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞過程，那么，外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q，等于物體內(nèi)能的增加ΔE，即

W+Q=ΔE 上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系，同時它也反映了一個物體的內(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)動有機(jī)械能，熱運(yùn)動有內(nèi)能，實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動，每種運(yùn)動都有一種對應(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。

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變．這就是能量守恒定律。

在學(xué)習(xí)力學(xué)知識時，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。而能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)律對物理學(xué)各個領(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．永動機(jī)不可能制成

歷史上不少人希望設(shè)計一種機(jī)器，這種機(jī)器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功。這種機(jī)器被稱為永動機(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)計者完全違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，任何機(jī)器運(yùn)行時其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對外做功，因而永動機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。

5．運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律進(jìn)行物理計算

例題：用鐵錘打擊鐵釘，設(shè)打擊時有80％的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能的50％用來使鐵釘?shù)臏囟壬?。問打?0次后，鐵釘?shù)臏囟壬叨嗌贁z氏度？已知鐵錘的質(zhì)量為1.2kg，鐵錘打擊鐵釘時的速度是10m/s，鐵釘質(zhì)量是40g，鐵的比熱是5.0×10J/（kg·℃）。

首先讓學(xué)生分析鐵錘打擊鐵釘?shù)倪^程中能量的轉(zhuǎn)化。

歸納學(xué)生回答結(jié)果，指出鐵錘打擊鐵釘時，鐵錘的一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而且內(nèi)能中的一半被鐵釘吸收，使它的溫度升高。如果用ΔE表示鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量，鐵錘和鐵釘?shù)馁|(zhì)量分別用M和m表示，鐵錘打擊鐵釘時的速度用v表示。依據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，有 5 鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量不能直接計算鐵釘?shù)臏囟龋覀儼褭C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的數(shù)量等效為以熱傳遞方式完成的，因此等效為計算打擊過程中鐵釘吸收多少熱量，這熱量就是鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量。因此有

Q=cmΔt 上式中c為鐵釘?shù)谋葻幔表示鐵釘?shù)臏囟壬吡?。將上面兩個公式聯(lián)立，20?Mv2?80%?50%?24℃ 得出?t?2cm經(jīng)計算得出鐵釘溫度升高24℃。在這個物理計算過程中突出體現(xiàn)了如何應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律這一基本原理。

應(yīng)該注意，有的同學(xué)把上述題目中鐵錘打擊鐵釘過程中的能量轉(zhuǎn)化，說成“鐵錘做功轉(zhuǎn)化為熱量”是不正確的。只能說做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上是等效的。

（三）課堂小結(jié)

熱力學(xué)第一定律表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系；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。能量守恒定律是自然界最基本的物理定律。

同學(xué)們要會分析一些自然現(xiàn)象中能是怎樣轉(zhuǎn)化的。

應(yīng)該知道，根據(jù)能量守恒定律，永動機(jī)是不可能制造成功的。

通過課上的例題計算，學(xué)會運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決物理問題的方法。

（四）說明

熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律是學(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)。此定律對今后學(xué)習(xí)物理是很重要的一個理論鋪墊。教學(xué)上要重視，課堂上講解要細(xì)致和透徹。

（五）布置作業(yè)

復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，完成練習(xí)六。

課后思考與討論

有人設(shè)計了這樣一臺“永動機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個抽水機(jī)和一個砂輪．他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已，機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了(下圖)．

請你分析一下，高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說明這個機(jī)器是否能夠永遠(yuǎn)運(yùn)動下去． 閱讀材料

高空的氣溫為什么低

研究大氣現(xiàn)象時常常用到熱力學(xué)第一定律．通常把溫度、壓強(qiáng)相同的一部分空氣作為研究的對象，叫做氣團(tuán)，直徑上千米．由于氣團(tuán)很大，邊緣部分和外界的熱交換對整個氣團(tuán)沒有明顯的影響，即(1)式中Q=0，所以氣團(tuán)的內(nèi)能的增減只等于外界對它做功或它對外界做功的多少：

ΔU=W 陽光烤暖了大地，地面又使得下層的氣團(tuán)溫度升高，密度減小，因而上升．上升時氣團(tuán)膨脹，推擠周圍的空氣，對外做功，因此內(nèi)能減小，溫度降低．所以，越 7 高的地方，空氣的溫度越低．對于干燥的空氣，大約每升高1km溫度降低7℃(圖10－13)．

飛機(jī)在萬米高空飛行的時候，艙外氣溫往往在－50℃以下．由于機(jī)上有空調(diào)設(shè)備，艙內(nèi)總是溫暖如春．不過這時空調(diào)的作用不是使空氣升溫，而是降溫．高空的大氣壓比艙內(nèi)氣壓低，要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣必須使用空氣壓縮機(jī)把空氣從艙外壓進(jìn)來．在這個過程中，空氣壓縮機(jī)對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度上升．如果不用空調(diào)，機(jī)艙內(nèi)的溫度可能達(dá)到50℃以上！

第五篇：高中物理 《能量守恒定律》教案

能量守恒定律

本節(jié)課的設(shè)計，教材繼續(xù)沿用了前幾節(jié)的課程模式，先由生活中的實(shí)例引出研究問題，然后用實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)，讓學(xué)生接受這個物理事實(shí).接著再從理論上推導(dǎo)、證明，從而得出結(jié)論.這節(jié)課教材是從生活中騎自行車上坡的實(shí)例入手，引出動能和重力勢能在此過程中是在相互轉(zhuǎn)化的.接著通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這個轉(zhuǎn)化過程中的守恒結(jié)論.最后提出了自然界中最普遍、最基本的規(guī)律之一能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認(rèn)識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ).各種不同形式的能相互轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律，貫穿在整個物理學(xué)中，是物理學(xué)的基本規(guī)律之一.能量守恒定律是學(xué)習(xí)各種不同形式的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的起點(diǎn)，也是運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)知識的進(jìn)一步綜合和展開的重要基礎(chǔ).所以這一節(jié)知識是本章重要的一節(jié).機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能.分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一.在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的.在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時，應(yīng)先確定參考平面.教學(xué)重點(diǎn)1.理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；

2.在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式； 3.理解能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.教學(xué)難點(diǎn)1.從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件； 2.能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒.教具準(zhǔn)備自制投影片、CAI課件、重物、電磁打點(diǎn)計時器以及紙帶、復(fù)寫紙片、低壓電源及兩根導(dǎo)線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子.課時安排1課時

三維目標(biāo)

一、知識與技能

1.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化； 2.理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；

3.在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式； 4.理解能量守恒定律，能列舉、分析生活中能量轉(zhuǎn)化和守恒的例子.二、過程與方法

1.初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)解釋現(xiàn)象、分析問題；

2.通過用紙帶與打點(diǎn)計時器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方法.三、情感態(tài)度與價值觀

1.通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來解決實(shí)際問題；

2.通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀.培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.教學(xué)過程

導(dǎo)入新課 ［實(shí)驗(yàn)演示］

5.測量下落高度時，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯.他的看法正確嗎？為了減小測量 h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是近些好？

學(xué)生活動：思考老師的問題，討論、交流，選出代表發(fā)表見解.1.因?yàn)榇螯c(diǎn)計時器每隔0.02 s打點(diǎn)一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時間間隔t=0.02 s.2.因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量 m，而只需驗(yàn)證12vn?ghn就行了.23.打點(diǎn)計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用.4.必須先接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落.5.這個同學(xué)的看法是正確的.為了減小測量 h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好.教師活動：聽取學(xué)生匯報，點(diǎn)評，幫助學(xué)生解決困難.學(xué)生活動：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn).數(shù)據(jù)處理：

明確本實(shí)驗(yàn)中要解決的問題即研究動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化與守恒.在右圖中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地面作零勢能面，下落過程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：

EA?1122mvA?mghA, EB?mvB?mghB 22如果忽略空氣阻力，物體下落過程中如果動能的改變量等于勢能的改變量，于是有

1122mvA?mghA?mvB?mghB 221122上式亦可寫成mvB?mvA?mghA?mghB

22Ea=Eb,即該式左邊表示物體由A到B過程中動能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢能的減少.如果實(shí)驗(yàn)證明等式成立,說明物體重力勢能的減少等于動能的增加.為了方便，可以直接從開始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（上圖中A點(diǎn)）來進(jìn)行研究，這時應(yīng)有：

12mvA?mhg.式中2h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時速度.1.如何求出A點(diǎn)的瞬時速度vA？

根據(jù)做勻加速運(yùn)動的物體在某一段時間t內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點(diǎn)的瞬時速度vA.右圖是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況.從O點(diǎn)開始依次取點(diǎn)1、2、3??圖中s1、s2、s3??分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)??各段間的距離.根據(jù)公式v?s，t=2×0.02 s（紙帶上任意兩個相鄰的t點(diǎn)間所表示的時間都是0.02 s），可求出各段的平均速度.這些平均速度就等于1、2、3??各點(diǎn)相對應(yīng)的瞬時速度v1、v2、v3??例如：

不僅重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，彈性勢能和動能也可以相互轉(zhuǎn)化.放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，這時彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能.在彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化中，如果只有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機(jī)械能守恒.【方法引導(dǎo)】

解決某些力學(xué)問題，從能量的觀點(diǎn)來分析，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解，往往比較方便.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決力學(xué)問題，要分析物體的受力情況.在動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化中，如果只有重力做功，就可以應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解.【例題剖析】

（一）機(jī)械能守恒條件的判斷

［例1］下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（）A.做勻速直線運(yùn)動的物體機(jī)械能一定守恒 B.做勻變速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能可能守恒 C.合外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒 D.只有重力對物體做功，物體機(jī)械能一定守恒 解析：

A.做勻速直線運(yùn)動的物體，除了重力做功外，可能還有其他力做功，如降落傘在空中勻速下降時，除了重力做功外，空氣阻力也對降落傘做功，所以機(jī)械能不守恒，不選.B.做勻變速直線運(yùn)動的物體可能只受重力且只有重力做功，如自由落體運(yùn)動，物體機(jī)械能守恒，應(yīng)選.C.如降落傘在空中勻速下降時合外力為零，合外力對物體做功為零，除重力做功外，空氣阻力也做功，所以機(jī)械能不守恒，不選.D.符合機(jī)械能守恒的條件，應(yīng)選.可見，對物體進(jìn)行受力分析，確定各力做功情況是判定機(jī)械能是否守恒的一般程序.［例2］如圖所示，斜面體置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是（）

A.物體的重力勢能減少，動能增大

B.物體的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為物體的動能 C.物體的機(jī)械能減少

D.物體和斜面體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

解析：由于斜面體放在光滑斜面上，當(dāng)物體沿斜面下滑時，物體實(shí)際位移方向和物體所受支持力的方向不垂直，所以支持力對物體做了功（負(fù)功），物體的機(jī)械能不守恒，物體的機(jī)械能減少了，物體對斜面體的壓力對斜面體做了功（正功），斜面體的機(jī)械能增加了，斜面體的機(jī)械能也不守恒.對物體和斜面體組成的系統(tǒng)，斜面體和物體之間的彈力是內(nèi)力，對系統(tǒng)做功的代數(shù)和為零，即不消耗機(jī)械能.在物體和斜面體的運(yùn)動過程中只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.物體在下滑過程中重力勢能減少，一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能，另一部分則轉(zhuǎn)化為斜面體的動能.所以本題選ACD.（二）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

6斷物體的機(jī)械能是否守恒，所以應(yīng)透徹理解機(jī)械能守恒定律成立的條件，從而正確應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題.布置作業(yè)

課本P37作業(yè)4、5、6.板書設(shè)計

活動與探究

有人設(shè)計了這樣一臺“永動機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個抽水機(jī)和一個砂輪.他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已.機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了（右圖）

.請你分析一下，高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說明這個機(jī)器是否能夠永遠(yuǎn)運(yùn)動下去.