能量守恒定律与能源课堂教学教案
生：这个物体在运动过程中机械能不守恒，原因是不符合机械能守恒定律成立的条件，有外力对物体做了功，这个力是人对物体向上的拉力.在运动过程中，物体动能没有发生变化，而物体的重力势能增加了，所以系统的机械能是增加的. 师：我们可以得出什么结论? 生：当外力(除了重力或弹力以外的力)对物体做正功，物体的机械能增加，物体机械能的增加量等于外力对物体做的功. 师：从这两个例子中我们能够得出什么结论? 生：物体所处的系统机械能守恒是有条件的，当外力对物体做功时，系统的机械能不守恒，此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化. 师：这里的外力是指的什么? 生：这里的外力是指的除了物体本身重力和弹力之外的力. 师：这个结论叫做功能原理.从这两个例子中我们可以看到，机械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，当涉及到多个能量之间的相互转化时，我们应该怎样研究这些能量之间的关系呢? 师：下面大家阅读28页中有关能量守恒定律建立的过程，回答相应的问题. (学生阅读课本，总结能量守恒定律的表达方式) 师：导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么? 生：导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化. 师：能量守恒定律的内容是什么?生：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式.或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变. 师：能量守恒定律是一个人发现的吗? 生：能量守恒定律不是一个人发现的，到了19世纪40年代前后.科学界已经形成一种思想氛围，即用联系的观点去观察自然，各种不同能量可以相互转化，这预示着，到了把分立环节连成一体的时候了，也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体.而在转化和转移的过程中.能量的总和保持不变. 师：看起来能量守恒定律是人类进步的一个必然的结果，那么对能量守恒定律作出贡献比较大的科学家是谁呢? 生：对能量守恒定律贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳，德国物理和生理学家女姆霍兹等人. 师：现在看一个科教片：能量守恒定律的建立过程. (多媒体播放能量守恒定律的建立过程)(参考案例) 能量守恒定律是建立在自然科学发展的基础上的，从16世纪到18世纪.经过伽利略、牛顿，惠更斯、莱布尼茨以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展，机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发.18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间联系相继被发现.伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说.把物体内能的变化与机械运动联系起来.18XX年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他的一些电磁现象.这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀.在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律作了必要的准备.能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和荄姆霍兹等人完成.德国医生迈尔是从生理学的角度开始对能量进行研究的.1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发.表达了对能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人.英国物理学家焦耳从1840年到1878年将近40年的时间里.研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础.在1847年，当焦耳宜布他的能量观点的时候，德国学者荄姆霍兹在柏林也宜读了同样课题的论文.在这篇论文里，他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式的能的转化和守恒，并且把结果跟永动机不可能制造成功联系起采，他认为不可能无中生有地创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量.女姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰、全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受.在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒地研究.他们从不同的角度出发，彼此独立地研究，却几乎同耐发现了这一伟大的定律.因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果.此时，能量转化和守恒定律得到了科学界的普遍承认.这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量，对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能.电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统：在转化和传递中总能量始终不变.恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一.(另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论)
