12.4 能源和可持续发展 教学目标与核心素养 一、教学目标 1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。 2．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。 3．了感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。 二、核心素养 物理观念：了解自然界中存在多种形式的能量.知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 科学思维：通过对能量转化和守恒的分析，提高学生的分析论证能力，在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法。 科学探究：通过对日常事例的分析，培养学生主动观察、分析和总结的能力． 科学态度与责任：知道合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念，养成节能的习惯.认识环境污染的危害，思考科学、技术、社会、环境协调发展的关系，具有环境保护的意识和行动。 教学重难点 重点：理解能量守恒定律的确切含义。 难点：能量守恒定律的运用。 教学过程 【新课引入】 不同形式的能之间可以通过做功相互转化，既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？ 【新知探究】 一、新课教学 （一）能的转移和转化 1．教室列举生活中能量转化的例子 （1）化学能转化为内能和机械能 （2）风能转化为电能 （3）重力势能转化为电能 （4）电能转化为机械能 （5）电能转化为内能 （6）太阳能转化为电能 （7）光能转化为化学能 （8）化学能转化为电能 【例题1】指出下列现象中能量的转化或转移情况： （1）人在跑步时，身体发热。答：化学能转化为内能 （2）风吹动帆船前进。答：风的机械能转移到帆船上 （3）放在火炉旁的冷水变热。答：内能由火炉转移给水 （4）电流通过灯泡，灯泡发光。答：电能转化为光能 （5）植物进行光合作用。答：光能转化为化学能 （二）能量守恒定律 通过上面的练习，我们可以总结得出： （1）能量转移：能量的形式没改变 （2）能量转化：能量的形式发生变化 无论能量发生转移还是转化，总能量保持不变。 1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。 在历史的长河里，物理规律从来都是经过不断的试错和摸索得来的，在此之前人们认为有永动机存在，它不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。 在这个过程中，还设计了很多不同类型的永动机。 2．事实和理论都证明永动机是不可能制成的 永动不可能制成的原因： 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。 17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。 3．能量守恒定律的意义： （1）能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。 （2）能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。 （3）自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。 （4）机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。 【例题2】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（ ） A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器———永动机是不可能制成的 D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了 【例题3】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（ ） A.物体机械能不变，内能也不变 B.物体机械能减小， ... ...
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