能量守恒定律與能源課堂教學教案
師：這說明什么問題? 生：這說明能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性. 師：我們為什么要節約能源呢? 生：正是因為能量轉化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的. 生：節約能源同時開發可再生能源. 師：通過下面材料的閱讀。加深你對能源的理解. (多媒體播放世界能源的解決途徑)(參考案例) 世界能源問題的解決途徑是什么?能源，是人類敕以生存和進行生產的不可缺少的資源.近年來，隨著生產力的發展和能源消費的增長.能源問題已被列為世界上研究的重大問題之一.解決世界能源問題的根本途徑，主要有兩個方面：其一是廣泛開源，其二是認真節流.所謂開源，就是積極開發和利用各種能源.在繼續加緊石油勘探和尋找新的石油產地的同時，積極開發豐富的煤炭資源，還要大力開發水能，生物能等常規能源，加強核能、太陽能，風能、沼氣，海洋能，地熱能以及其他各種新能源的研究和利用，從而不斷擴大人類的能源資源的種類和來源.所謂節流，就是要大力提倡節約能源.節能是世界上許多國家關心和研究的重要課題，甚至有人把節能稱為世界的“第五大能源”，與煤、石油和天然氣、水能、核能等并列.在節能方面，在有計劃地控制人口增長的同時，重點要發揮先進科學技術的優勢，提高各國的能源利用效率.如果世界各國家和各地區都能改進各種用能設備，不斷提高能源的質量標準和降低單位產品的能耗，加強科學管理，適當控制生活能源的合理使用，就能使能源更加有效地用于生產和生活之中，從而解決人類面臨的能源問題. [小結] 新課程更多地與社會實際相聯系，鼓勵學生提出問題.本節“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質疑的范例.它引導我們考慮能量轉化和轉移的方向性.從物理學的角度研究宏觀過程的方向性，在現階段只需用一些簡單的實例，讓學生初步地體會一下就可以了.例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產生的熱不可能全部轉化為機械功.在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內，總會均勻地混合到一起，但不會再自發地分離開來.通過實例說明.在能量的轉化和轉移過程中，能量是守恒的，但能量的品質卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現象.所以，能量雖然守恒，但我們還要節約能源. 對功能關系的理解［例1］一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力f沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿 斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力f所做的功的大小（絕對值）為a，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為b，重力做功的大小為g，空氣阻力做功的大小為d。當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變（指末態動能減去初態動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？解析：根據動能定理，動能的改變等于外力做功的代數和，其中做負功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此δek=a - b+c - d；根據重力做功與重力勢能的關系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此δep= - c；滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此δe = a – b – d