能量守恒定律教学反思(精选12篇)
1.能量守恒定律教学反思 篇一
1.能量守恒定律
能量既不会消灭,也不会创生,它只会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,而能的总量保持不变。
2.永动机一定不能实现
3.能量的转化与转移具有一定的方向性
八、教学反思
这节课学生非常活跃,我通过多媒体课件的播放,使学生能更好地理解能量的相互转化和转移,通过日常生活中实际例子的介绍,让学生来分析能量的转化形式。在课堂中出示了四幅图(代表四种不同的情境),然后请学生用故事的形式将能量的转化表达出来。这有利于培养学生的语言组织和表达能力。通过学生的讨论,来加深学习印象,总之这节课上的还比较成功。
“能量转移和转化的方向性”是本节教学的一个难点,教学时借助学生熟悉的生活实例介绍,并帮助他们初步了解有关知识。教材中是以功热转换过程、热传导过程为例引入“自发过程”及其方向性问题的,在教学中应通俗且不违背科学地解释有关问题。在教学过程中要强调该定律的普遍性和重要性,可列举19世纪的自然科学史对学生进行教育。
为了将该课学活,可在课前布置一个主题研究作业:“认识永动机”,让学生在网上搜索“永动机”的资料,并将资料上传到科学组网站上。课堂教学就以学生交流“永动机”资料开始,当学生无法解释“永动机”失败点时,转入了解各种能的形式和转化关系,最终建立能量守恒定律。 3
2.能量守恒定律教学反思 篇二
能量是物体的一种属性,它能改变物体的位置、运动状态或者周围的环境。能量可以从一种形式转化为另一种形式,而总能量保持恒定不变。能量守恒定律作为自然界的一个普遍规律,是高中物理学习的一个重要内容,同时也是容易出现理解障碍的部分。我与周围同学的切身体会是,学习能量守恒定律的主要困难不在于记忆它的公式,甚至也不在于运用公式来解决实际生活中的例题,而在于如何理解能量守恒定律本身,如何从思想上毫无障碍地接受这样一个规律,真正弄清楚这个定律是怎么来的。通过学习教科书和查阅资料知道,这个定律是迈尔、焦耳、亥姆霍兹、克劳修斯和开尔文等科学家对人类经验的总结,它不是从其它原理推出来的,不能用任何别的原理来证明。因此,为了能够更好地理解这个定律的原因,我们最好从能量守恒现象入手,通过考察能量守恒现象来领会能量守恒定律。
一、能量守恒现象
现象一:将一块石头和地球看作一个系统,让石头从1米高处下落,做自由落体运动。石头在开始的时候处于静止状态,在正要下落的瞬间,它只具有势能。当它落下时,它的势能随着高度的减小而减小,同时它的动能不断增加。如果忽略不计摩擦力,势能与动能之和保持不变。当石头刚要接触地面时,它的所有势能就转变成了动能。
现象二:将单摆和地球看作一个系统,选择单摆静止时摆锤所处的最低点的高度作为参考面。我们用手把摆锤拉到某一高度,则这个力做了功,给了系统一个机械能。在松开摆锤的瞬间,摆锤的全部能量都以势能的形式出现,当摆锤向下摆动的过程中,势能逐渐变成动能。当摆锤处于最低点的时候,它的重力势能为零,而动能等于系统的总机械能。如果没有摩擦,系统的总机械能保持恒定。
从这两个以及类似的现象,我们能够近似地观察到能量守恒定律。在一个封闭的系统里,能量既不能被创造,也不能被消灭。能量可以从一种形式转化为另一种形式,但系统中能量的总量保持不变。
二、能量守恒的边界范围
如果我们进一步仔细观察,会发现生活中的这些能量守恒现象似乎并不守恒。例如,在地球与乒乓球组成的系统中,我们让一个乒乓球从距离地面1米高处下落,乒乓球的势能转化成了动能,落地后从地上反弹时动能又转化成势能,但是乒乓球却不会达到原来的高度,而是越来越低,经过一段时间之后,乒乓球完全停止了跳动。在全部时间里,动能与势能的总和不是恒定的,而是越来越少。类似的例子还有很多,例如,我们用力拨动钟摆,它的擺动幅度会越来越窄,经过一段时间之后完全停止。
我们继续重复三次上述乒乓球自由落体运动。第一次让乒乓球落在光滑的玻璃上,我们看到乒乓球初次弹起的高度接近它的初始高度,弹跳的次数较多,持续的时间较长。第二次让乒乓球落在水泥地面上,它初次弹起的高度就低一些,弹跳的次数比第一次少一些,持续的时间也短一些。第三次让乒乓球落在细沙上,它几乎不弹起。这些试验表明,乒乓球的能量流失与它落地后触到的物体有关。物体与乒乓球的摩擦力会减缓它的运动。不同的物体与乒乓球产生的摩擦力不同,造成它的动能与势能的减少程度不同。所以必须把乒乓球、地球和地面的物体共同看成一个系统,才可能解释能量守恒。事实上,乒乓球在空气中运动还受到空气阻力的作用,乒乓球的势能在下落时并没有全部转化成动能,部分能量转化成了热能和声能。所以,要准确计算乒乓球下落运动中的能量守恒,还要把空气也计入系统。由此可见,我们必须确定哪些物体构成了这样一个系统,确定这个系统内所有的能量转化形式,才能弄清楚能量是否守恒。如果不清楚系统的边界范围以及所有的能量转化形式,运用能量守恒定律就会出现错误。
三、能量守恒的参考面设置
在一个封闭系统里,能量守恒不等于系统内各种能量的数值恒定不变。例如,在自由落体运动中,参考面的设置不同,系统内势能的能量值是不同的。在上述乒乓球自由落体运动中,如果我们以乒乓球下落的终点即地面为参考面,乒乓球的高度便是从地面开始测量。因此,当一个0.05N的乒乓球在地面时,高度h=0m,重力势能Ep=OJ。系统的重力势能在下落的终点为零,在下落的最高点即1米高处为最大值0.05J。如果我们以乒乓球下落的最高点为参考面,在这一点上,高度h=0m,重力势能Ep=OJ。系统的重力势能在最高点为零,而在下落的终点是负值即-0.05J。不过,在这每种情况下,在乒乓球运动的全部时间里,系统的总能量都是恒定的。
四、能量守恒的近似性
3.能量的转化和守恒教学设计 篇三
九年级 姜翠华
《能量的转化和守恒》教学设计
教学目标
1.知道能量守恒定律。
2.能举出日常生活中能量守恒的实例。
3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。教学重难点
1.分析能量的转化,知道能量守恒定律。2.用能量守恒的观点分析物理现象。教学过程 导入新课
复习设疑,导入新课
出示以下两个问题,学生思考回答:
(1)通过前面的学习,我们已知道的能的形式有哪几种?(机械能、内能、电能、化学能、光能、生物能,等等)(2)在“机械功和机械能”的学习中,我们分析了机械能的转化问题,请你对此谈谈自己的认识,并举例加以说明。
设疑引学:既然动能和势能可以相互转化,那么,自然界中不同形式的能量之间是否也可以互相转化呢?在转化过程中能量又遵循何种规律呢? 这就是今天我们要一起来研究的问题。
推进新课
一、能的转化 1.指导学生完成下面四个小实验,观察实验发生的现象,讨论其能量转化情况:(1)来回迅速摩擦双手。
(2)黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下。(3)将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。
(4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
讨论得出:(1)机械能转化为内能。(2)光能转化为内能。(3)光能转化为电能再转化为机械能。(4)机械能转化为电能及内能。
教师分析:摩擦生热,摩擦是机械运动现象,生热是热现象,摩擦能够生热,说明机械运动现象和热现象有联系。
学生分析其他实验后得出:光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。
2.除了电能与化学能之间可以相互转化外,还能举出其他形式的能相互转化的例子吗?请分别对机械能和内能、机械能和电能、电能和内能、电能和光能进行讨论。
(学生讨论,教师巡回指导,具体事例参照如下: 机械能→内能:自行车、汽车在刹车时摩擦生热;汽油机、柴油机在压缩冲程中,汽缸内气体因被压缩而发热等。内能→机械能:内燃机在做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功;爆竹爆炸 时,火药燃烧产生的内能使爆竹炸飞和升空。
机械能→电能:水电站的水力发电,水的机械能转化为电能。
电能→机械能:电动机通电后转动,电能转化为机械能。
电能→内能:电炉、电熨斗、电热水壶等通电后,电能转化为内能。电能→光能:白炽灯通电后发光,发光二极管通电后发光等。光能→电能:太阳能电池等。)
二、能量守恒定律
演示实验:将乒乓球从一定高度落下
观察分析:为什么乒乓球弹起的高度越来越低?损失的能量到哪儿去了? 讨论得出:机械能越来越小,通过摩擦把机械能转化成了内能。
从而引出能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,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一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
简单介绍:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。
课堂小结
1.在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
4.《质量守恒定律》教学反思 篇四
揭勒英
本节课通过展示两个熟悉的化学反应现象的图片,归纳出前阶段所学习的是化学反应的“质”变,趁势引入本节课的重点--“量”变,通过回顾前人对质量守恒定律的探究,吸引学生的注意力,培养学生的化学精神,紧接着通过发散式提问,让学生自己去猜测结果,引起学生想要一探究竟的欲望,及时给出学生表达自己想法的机会,让学生自己设计实验并且进行实验探究,激发学生的学习兴趣,让学生体验探究真相的快乐。及时给出定义,并且通过几个关键词语的讲解,加深学生对定义的理解。这时提出问题:所有的化学反应是否都满足质量守恒定律?使学生产生认知冲突,激发学生的学习兴趣并让学生通过实验进行探究,将学生的实验操作投影到多媒体上,增强实验的真实性并且提高他们的学习兴趣,和学生一起分析不相等的原因,归纳这类问题的解释。接着还和学生一起讨论了质量守恒定律的本质原因,了解其根源,对一些题目的解决起到帮助,适时给出相关习题,巩固知识。最后通过小结进行知识梳理,以达到预期的效果。
在实施教学环节,预设计实现程度较高,但是也存在诸多不足之处,下面是我对教学过程中的优势和不足之处的总结 反思:(1)新课之初,根据学生的认知水平以及“质量守恒定律”较难理解的事实,我采用了让学生易于理解的“复习式导入”教学方法。该方法的不足在于对学生兴趣提升度不大。(2)本节课的重点是让学生认识理解质量守恒定律,因此我及时给出教学目标,并且通过让全班同学朗读的方式突出强调该目标的重要性。朗读可以让学生很快进入状态,事实证明效果也较佳。)
(3)实验设计阶段,在给出指定问题后,我让学生们以小组合作的方式进行实验。这样做一方面是为了培养学生的参与意识,另一方面通过给定问题让小组合作进行的更有导向性。通过该方式我要求学生们对实验的理解更加科学,如让学生们明白实验之前要考虑全面,实验过程中需要细心观察等等。这一环节有一处我思考不够全面:对于实验步骤的强调不够。虽然详细的步骤已经写在实验报告上,但是我未能考虑到学生在好奇心的驱使下会比较好动。有些同学在未深入阅读实验报告的情况下贸然实验,导致有几组同学的实验完成不够好。这个思维盲点在以后的教学过程中值得我多加注意。
(4)实验结束后趁势讲解定义,然后提出一个问题:所有的化学反应都满足质量守恒定律吗?进而给出实验的文字表达,大多数学生的答案是肯定的,也会有少数学生有不同的看法。我不急于给出答案,而是借助双方的认知冲突,给他们猜想的空间,从而增强他们的学习兴趣。为了让学生更好的参与进来,我请两组同学上来演示实验,并用摄像头将实验过程投射出来。实际证明,学生们参与热情很高,态度积极,达到了我预期想要的效果。
(5)实验结束后,时间所剩不多,在下面的讲解中稍微提快速度,不过从随堂练习的结果看,本堂课的教学目标完成情况不错。学生们对重点知识的掌握较好。
(6)讲完质量守恒定律的内容以及微观解释以后,我适时的进行了反思,这个时候学生已经对质量守恒定律有了一定的了解,反思起来也得心应手,一方面把前面遗留下的问题进行解决且把实验时出现的问题进行分析,让学生加深对定义的理解以及明白实验时的注意事项。另一方面,这样的处理也使整个课堂完整,前后呼应,不让学生有疑惑之处。不过这里反思还有一些不足,例如很多学生在做实验时白磷没有放进去就开始称量,以及后面碳酸钠与镁条实验应该采用什么手段使天平平衡,如果能够提一下可能效果更好。
成功之处在于:
一、整个流程安排紧凑,并且紧扣教学目标。
二、通过实验探究的方式来开展教学,提升了学生的动手能力以及对问题的解决能力,投影展示演示实验的手段也很好的调动了课堂气氛。
三、最后通过反思、小结以及当堂训练使整个课堂结构完整首尾呼应。)不足之处在于:
一、由于学生预习不够,自信心不足,导致课堂气氛不够活跃,学生主动回答问题人数不多。
二、由于实验步骤强调不够,导致产生突发状况,耽误时间,处理突发状况的能力较弱。
通过以上反思,针对以上不足之处,我想我会通过以下方式进行弥补:
1、对于导入,我将采用一个更加能够吸引学生的方式进行,例如:,用故事导入:“一天,福尔摩斯象往常一样滋滋有味地抽着他的烟斗,房间里充满了刺鼻的烟味。华生问道:“敬爱的先生,别人都说你很聪明,那么你能告诉我你吐出的这些烟有多重吗?”福尔摩斯慢条斯理地说:“这个问题很简单,我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量,再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量,不就是我吐出烟的重量了么!”即引出了题目,又通过讲解历史人物对这方面的研究,双重效果。
2、在设计实验时,可以先给学生半分钟的时间阅读实验步骤,然后我再重点讲解几个注意事项,安排小组内一位成员将每一步步骤读给动手操作的成员听,减少实验失误。也可以相应的减少实验所需的时间,多给学生时间表达自己想法。
3、在学生动手操作时,可以通过摄像头收集实验错误和实验失败案例,留到最后反思的时候来和学生一起分析,使反思更有说服依据。
4、反思环节,可以通过问答式的方式,让学生表达自己的看法,通过他们的回答看他们是否掌握了这节课的内容。多让学生做主,参与进来。
5.《质量守恒定律》教学反思 篇五
要适当强化课堂教学的开放性,在学生自学习方面,不是教师领着学生说边说边做,而是教师用预想的设计实施教学。此过程还应有实验不同的分组,以便对现象不同,装置不同,结论不同增加分析,在组织学生交流,汇总,提炼,得出结论,可能会更恰当些。更有利于加强学生在探究实践中的合作,使学生在多种体验中形成共性的认识,来体验自然科学的实际形成过程,体验科学探究过程的严谨和从量的方面研究化学变化的实际过程;认识实验是化学获取正确结论的方法和手段,从而对化学实验的各个环节引起足够的重视。
总之,在本节课的教学中,采用自主、合作、启发性学习的方式,以问题教学为中心,培养学生提出问题,分析问题、解决问题的能力,采用现代化教学方法与手段,力求做到重点突出,难点突破,有系统地对学生进行指导,既关注学生学习的过程,更关注学生的兴趣激发,良好的学习习惯的养成,正确的学习态度以及学习过程中情感体验和价值观的形成。
6.能量守恒定律的建立过程 篇六
能量守恒定律最早是由被称为“疯子”的德国医生迈尔(1814-1878)开始研究的。1840年迈尔开始在汉堡独立行医,他对万事总要问个为什么,而且必亲自观察、研究、实验。1840年2月22日,他作为一名随船医生跟着一支船队来到了印度尼西亚。一天,船队在加尔各达登陆,船员因水土不服都生起病来,于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国,医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针,就会流出一股黑红的血来,可是在这里,从静脉里流出的是鲜红的血。于是,迈尔开始思考:人的血液所以是红色的,是因为里面含有氧,氧在人体内燃烧产生热量,维持人的体温。这里天气炎热,人要维持体温不需要燃烧那么多氧,所以静脉里的血是鲜红的。那么,人身上的热量到底是从哪来的?心脏顶多只有500克,它的运动根本无法产生如此多的热量,无法只靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了,而这又靠人吃的食物而来,不论吃肉吃菜,都一定是由植物而来,植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢?太阳如果是一块煤,那么它只能烧4600年,这当然不可能,那一定是别的原因了,是一种我们未知的能量了。他大胆地推出,太阳中心约2750万度(现在我们知道是1500万度),迈尔越想越多,最后归结到一点:能量如何转化(转移)?
他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》,并用自己的方法测得热功当量为365千克(力)米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》,却得不到发表,只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他到处演说:“你们看,太阳挥洒着光与热,地球上的植物吸收了它们,并生出化学物质……”可是,即使如此,物理学家们也无法相信他的话,并且很不尊敬地称他为“疯子”。
1840年,英国科学家焦耳(1818-1889)发现将通电的金属丝放入水中,水会发热。通过精密地测试,他发现:通电导体所产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻以及通电时间成正比,这就是焦耳定律。1841年10月,他的论文在《哲学杂志》上刊出。随后,他又发现无论化学能、电能所产生的热都相当于一定的功,即460千克(力)米/千卡。1845年,他带上自己的实验仪器及报告,参加在剑桥举行的学术会议。他当场做完实验,并宣布:自然界的力(能)是不能毁灭的,哪里消耗了机械力(能),总得到相当的热。可台下那些赫赫有名的大科学家对这种新理论都摇头,连法拉第也说:“这不太可能吧。”当时的威廉·汤姆孙(1824-1907)是一位数学教授,他8岁随父亲去大学听课,10岁正式考入该大学,是一位科学奇才,而当天听到一个啤酒匠在乱嚷一些奇怪的理论,就非常不礼貌地当场退出会场。
焦耳没把人们的不理解放在心上,他继续做实验,这样一直做了40年,他把热功当量精确到了423.9千克(力)米/千卡。1847年,他带着自己新设计的实验又来到英国科学协会的会议现场。在他极力恳求下,会议主席才给他很少的时间让他只做实验,不做报告。焦耳一边当众演示他的新实验,一边解释:“你们看,机械能是可以定量地转化为热的,反之一千卡的热也可以转化为423.9千克(力)米的功……”突然,台下有人大叫道:“胡说,热是一种物质,是热素,他与功毫无关系。”这人正是汤姆孙。焦耳冷静地回答道:“热不能做功,那蒸汽机的活塞为什么会动?能量要是不守恒,永动机为什么总也造不成?”焦耳平淡的几句话顿时使全场鸦雀无声。台下的教授们不由得认真思考起来,有的对焦耳的仪器左看右看,有的就开始争论起来。
汤姆孙碰了钉子后,也开始思考,他自己开始做试验,找资料,没想到竞发现了迈尔几年前发表的那篇文章,其思想与焦耳的完全一致!他带上自己的实验成果和迈尔的论文去找焦耳,他抱定负荆请罪的决心,要请焦耳共同探讨这个发现。
在啤酒厂里汤姆孙见到了焦耳,看着焦耳的试验室里各种自制的仪器,他深深为焦耳的坚韧不拔而感动。汤姆孙拿出迈尔的论文,说道:“焦耳先生,看来您是对的,我今天是专程来认错的。您看,我是看了这篇论文后,才感到您是对的。”焦耳看到论文,脸上顿时喜色全失:“汤姆孙教授,可惜您再也不能和他讨论问题了。这样一个天才因为不被人理解,已经跳楼自杀了,虽然没被摔死,但已经神经错乱了。”
汤姆孙低下头,半天无语。一会儿,他抬起头,说道:“真的对不起,我这才知道我的罪过。过去,我们这些人给了您多大的压力呀。请您原谅,一位科学家在新观点面前有时也会表现得很无知的。”一切都变得光明了,两人并肩而坐,开始研究起实验来。
1853年,两人终于共同完成能量守恒和转化定律的精确表述。
亥姆霍兹(Helmholtz,1821-1894)提倡以物理学、化学为基础来研究生物学。通过对动物体的大量实验,总结出:一种自然力如果由另一种自然力产生时,其中的当量不变。这使得他最终明确提出能量守恒定律。1847年,当焦耳在英国报告他的能量守恒和转化定律时,26岁的德国物理学家亥姆霍兹在柏林物理学会上宣读了他从研究动物热的途径中发现了能量守恒和转化定律的论文——《活力的守恒》。这篇论文被权威们看成是异想天开的思辨,波根多夫主编的物理学年鉴杂志同样拒绝发表它。亥姆霍兹在这种情况下,不得不掏腰包自费印刷,1847年以小册子的形式散发,却仍然很不受重视。1853年,它受到物理学家克劳修斯的强烈抨击。后来,杜林等还对亥姆霍兹进行了人身攻击,辱骂他的发现是不诚实的,是从迈尔那里剽窃来的。
其实,迈尔、焦耳和亥姆霍兹都各自独立地发现了能量守恒和转化定律,迈尔偏重于从自然力的相互联系方面提出能量守恒的概念,焦耳从实验方面测定了热功当量,而亥姆霍兹则是从物理理论方面验证了能量转换的规律性。然而后来,焦耳和亥姆霍兹却都愉快地承认了迈尔的优先权。
7.电荷及其守恒定律教学反思 篇七
这次教学过程中我用到多种教学资源,包括丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,表面包铝箔的轻质小球,感应器电机,金属导体,主要是利用交互式电子白板作为教育教学的工具。这些资源的利用对学生掌握新知识起到预期的良好效果。
整节课的流程非常顺利,学生通过这节课的学习达成了教学目标,经过后期的习题练习可以使学生更深刻掌握本节课的内容。
但在教学过程中还有不足之处,主要有以下几点:
1.由于教学资源的限制,以及个人临场发挥的原因,使得感应起电实验的演示没有起到预期的效果,学生对感应起电的微观过程掌握不足以致不能灵活运用于习题之中。
2.教学语言不够精炼,在重难点教学中还不能一针见血。我会在以后的备课以及教学过程中不断磨练自己,最终到达这一目标。
3.对于学生回答问题后的评价过于单一,不能达到鼓励学生学习,给学生以包容之感,好的评价还能使课堂的学习气氛得到升级。
4.课堂教学过程中对学生的备课不足,导致课堂教学过程不够顺利,对本节课的预设不足。应该针对教学班级的理解程度,和当堂课的教学进度制作多套习题方案,以使学生更深刻理解本节课的抽象微观内容。
5.交互式电子白板的运用不够熟练,使得它教学过程中起的作用不够好,如果加上现场拖拽用三种带电方式比较图表得出抽象的电荷守恒定律的内容就更好了。这样的方法同样可以在总结的时候让学生回忆并加深本节课的全部内容。
8.能量守恒定律教案 篇八
(一)教学目的
1.知道各种形式的能是可以相互转化的。
2.知道能量在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。(二)教学过程 1.复习
通过这两章的学习,我们初步认识了能量的概念,知道了机械能和内能这两种形式的能量。(通过提问复习能量、机械能和内能的概念)
2.引入新课
我们知道物体的动能和热能,是由物体的机械能运动情况决定的能量,内能跟物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。物体内部分子的热运动,物体的机械运动都是物质运动的形式,由于运动形式不同,与之相联系的能量也不相同。
3.进行新课
(1)自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习,但在日常生活中我们也有所了解,如跟电现象相联系的电能,跟光现象有关的光能,跟原子核的变化有关的核能,跟化学反应有关的化学能等。
(2)在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移(列举学生所熟悉的事例,说明各种形式的能的转化和转移)。在热传递过程中,高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球,甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使机械能转化为内能;在气体膨胀做功的现象中,内能转化为机械能;在水力发电中,水的机械能转化为电能;在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能,转化成电能;在核电站,核能转化为电能;电流通过电热器时,电能转化为内能;电流通过电动机,电能转化为机械能。有关能量转化的事例同学们一定能举出许多,课本图2-17中画出了一些农常用的生活、生产设备。请同学分析在使用图中设备时能量的转化。
(3)在能量转化和转移的过程中,能的总量保持不变。大量事实证明,在普遍存在的能量的转化和转移过程中,消耗多少某种形式的能量,就得到多少其他形式的能量。如在热传递过程中,高温物体放出多少热量(减少多少内能),低温物体就吸收多少热量(增加多少内能);克服摩擦力做了多少功,就有多少机械能转化为能量,但能量的总量不变。就是说某体损失的能量等于几个物体得到几个物体得到的能量的总和。例如,把烧热的金属块,投到冷水中,冷水,盛水的容器以及周围的空气等,都要吸收热量,它们所吸收的热量总和跟金属块放出的热量相等。再如水电站里,水从高处流下,损失了机械能,一方面由于推动发电机转动而转化为电能,一方面水跟水轮机、管道摩擦而转化为内能。那么水的机械能的损失等于产生的电能和内能的总和。
以上规律是人类经过长期的实践探索,直到19世纪,才确立了这个自然界最普遍的定律——能量的转化守恒定律。通常把它表述为:
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一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总保持不变。
4.小结
能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
(1)能量守恒定律普遍适用。在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律。从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象,大到宇宙天体的演变,小到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。自然界的各种现象都不是孤立的,而是相互联系的。电灯发光跟电流有联系,电能转化为光能反映了这种联系。植物生长更不是孤立的,要靠阳光进行光合作用才能生长,光能转化为化学能反映了这种联系。
(3)能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。人类认识自然,就要根据种种自然现象,总结规律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一,而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科学家费米,在研究β衰变的过程中发现,能量不守恒。于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子,这就是现在已被科学界公认的中微子。这一事例说明了能明守恒定律,已成为人类认识自然的重要依据。
9.能量守恒定律教学反思 篇九
【关键词】能量守恒定律;电磁感应现象;应用研究
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)28-0113-01
一、能量守恒定律与电磁感应现象定义
1.能量守恒定律定义
能量守恒定律观点主要来自迈尔、焦耳等科学家,在时空之中,能量不是凭空捏造的,能量只能通过物体与物体之间的传导,并且在传导的过程中,能量始终处于一种守恒的状态,只是将能量转化成另外一种形式,在本质上,能量不会被消耗,在运动的过程的能量也不会增加,能量是一种物理做工,他是物体在逻辑上的一种流动力,他在一定程度上表现了物体做工的力度能量是守恒的,但是能量的类型不是一成不变的,物体的运动方式多种多样,根据不同的类型,能量分为热能、化学能、风能等等,这些能量之间在一定的条件下可以相互转化。
2.电磁感应现象定义
电磁感应现象顾名思义是电与磁之间的相互联系,曲面面积S与磁场之间的作用,是磁场感应度与面积之间的联系作用出定义为Φ的磁通量,通过Φ的改变产生了一种势能,当产生势能的来源发生闭合时,这种势能推动,电子开始快速流动。这是电磁之间的联系的具体表现,有利于不断电磁之间的相互转化,在利用电磁感应定律解决问题时,通常采用这类方式,在电磁感应现象之中,能量遵守能量守恒定律,将其势能一定的条件下在磁场转化为电能。电磁感应定律的广泛运用,可以有效的增加电力,在一定程度上缓解了电力不足的现象,推动了电力的发展,可以不断地提高生产力。
二、探析能量守恒定律在电磁感应现象中的应用
1.能量守恒定律下永动机的不合理性
一类和二类永动机,在目前的科学框架下是被认定不可能对的,是典型的忽视能量守恒定律。科学是发展科技的基础,要在已有科学的情况下,以热力学为依据,能量守恒定律为根本来发展科技,在时钟下摆的相互作用下,钟摆由于左右不间断摆动会产生一个相互的推力,使得钟摆不断地左右运动,但是在运动的过程中,由于空气阻力的原因一部分的推力转化为摩擦力,在摆动的过程中,推力逐步的转化,推力越来越小,摩擦力越来越多,在大量的摩擦力的情况下,推力小于摩擦力,摇摆的钟摆慢慢的停下,其中推力转化成摩擦力的情况就是遵守了能量守恒定律,在《摆式时钟》一书中,根据伽利略的重力学原理中,推翻了永动机的可能性,但是利用电磁现象能否造成永动机并没有给出明确的答案。其实答案根据统计力学定律和热学定律就可以做出一个完美的解释。在统计力学定律和热力学第二定律中看出,对于一个小尺度系统,在一定的时间内是有熵减的概率的,但是这个概率是随着时间以e指数衰减的。
2.运用能量守恒定律判斷感应电流的方向
在高中物理实验中,最常见的就是利用线圈和磁铁形成电磁感应现象来判断电流的方向,将线圈按照轴线形成螺旋环绕的形状,利用一块磁铁,将磁铁的北极放置在局里线圈近的位置,此题的类型是典型的楞次定律的运用,除能量守恒定律之外,可利用楞次定律,在楞次定律中,感应电流可以感应出电流的磁场,从而判断感应电流的方向,由于磁场感应度与面积之间的联系作用出定义为Φ的磁通量的逐渐的发生变化,线圈的闭合从而产生的感应电流与感应电动势能,在线圈与磁铁的相互作用力中,线圈对磁铁有一个排斥力,磁铁要克服这个力就会在克服的工作中,通过能量守恒定律,将做功的势能转化成线圈中的能量,最后通过右手螺旋定则判断感应电流的方向。
3.电子匀速圆周运动产生的磁场现象
磁场的能量密度是B^2,在这个在R^3中积分就会发现是能量还始终守恒的,换而言之,电子环电流的磁场在一些地方会加强原磁场,有些地方减弱原磁场,最后总能量不变。在静电学当中,电荷之间是一定会存在势能,这个势能实际上就是静电场存储的能量,两者数值是相等的。磁场也是有势能的,就比如两块异性的磁铁相互吸引,这个时候拉开相互吸引的磁铁需要做功,而这个功转换成磁场的储能。
三、研究的意义
热力学作为物理学的主要观点,在人们的日常生活中以及生产研究中是一种不可或缺的存在。在日常的生活娱乐、科学文化大多都是以力学的方式进行扩展,能量守恒定律是力学与热力学的结合,与此同时,电磁感应现象是在物理体系的重要组成部分,是电力发展的基础,不断推广电磁感应的技术发展有利于进一步解放生产力,科技是第一生产力,提高科技能力,能够大幅度提高生产力水平,增加可利用资源,保障资源的供给,促进电力资源的可持续发展,进行能量守恒定律的发展和电磁感应现象的研究十分必要。室整体提高生产经济水平,是巩固物理学基础的重要条件,促进电力资源可持续发展,有利于物理科学的不断发展,用最直观的角度展体现出电流方向,利用多角度学习,不断地将能量守恒定律与电磁感应现象有机的结合起来,有利于物理知识学习更加丰富生动,直观认真对物理现象进行观测报告,有利于加强对物理知识的了解,促进电磁感应现象和能量守恒定律共同发展。将物理教育的进行有效性教学案例,采用轻度控制手段,用一种灵活的方法提醒、促使推进学生高效性的学习。
四、结语
学校采用物理学教育后的思维则是自发的,在探究能量守恒定律在电磁感应中的现象可以更深层次的了解电磁感应现象。体现了电磁感应现象与能量守恒定律之间的深度联系,在电与磁之间,能量与能量之间不断转换研究,将能量的的研究分析范围缩小,主要集中在一个范围点内,不盲目扩大物理学理论,综上所述,只有不断探析能量守恒定律在电磁感应现象中的应用,才能不断提高科技水平,才能促进物理规律又好又快发展。
参考文献:
[1]李成立.建构电磁感应中的能量观点体系[J].中学生数理化.高考版,2012(12)
[2]杨伟文.楞次定律在能量守恒定律中的诠释[J].嘉应学院学报(自然科学),2010(05)
10.质量守恒定律教学特色与反思 篇十
在本节课上,我将实验探究作为教学目标的突破口,整个过程突出了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度目标融为一体的化学教学价值观。特别是教师的有效启发引导和学生实验探究活动,不但使学生能够较为深刻理解质量守恒定律的含义和内涵,也使培养学生科学的学习方法和创新能力,以及严谨求实的科学态度等活动落到了实处。还让学生体会和享受学习之快乐。
本节课教学特色有以下几点:
1.注重启发学生参与:在教学中学生参与活动程度的关键,取决于教师的启发引导是否到位,此课中教师充分利用了启发式教学优势,使教师的主导和学生主体有机结合,让学生自觉参与到学习过程中,恰到好处地落实学习情感、实践探究和各方面能力参培养。
2.强化实施探究过程:在本课的三个探究过程设计中,从(1)演示实验引导、学生动手实验探究、汇总学生成果,到得出质量守恒定律;(2)应用媒体动画、模型模拟,分析磷燃烧的化学变化,总结得出“守恒”的原因;到(3)利用蜡烛燃烧、镁条燃烧前后质量总和变化分析,巩固定律,引导探究改进实验装置。
3.注重诱导强化方法:在其教学的各个环节均采用和谐诱导,启发思考的方式,集培养学习方法、激发兴趣和培养创新能力为一体。如实验探究方面,先是猜想、启发引导,再组织实验探究,直至学生能够自主设计和实施探究;再由分组实验认识质量守恒定律,到利用多媒体课件的模拟分析质量守恒定律的原因,最终使学生在坚信“定律”的前提下,能够应用“定律”解决所发现的疑难问题和设计改进实验的装置。是层层深入和关注学生实际感知的。
4.突出学习兴趣培养:在课的引入阶段,恰当地应用化学反应的本质和质量守恒的猜想,引发兴趣,使学生产生良好学习动机,从而顺畅地进入实验探究程序,并通过总结学生所得实验结果得出质量守恒定律。在此基础上,教师还特意鼓励学生设计改进实验装置,将课堂向培养创新能力的高度自然延伸,很好地落实了教学目标安排。特别是师生间的和谐交流,使学生的学习热情和探究新知的欲望此起彼伏,达到了“我要学、我想学”的境界。
5.关注学生的认知思维:课堂上通过学生将燃着的蜡烛放在天平上,使学生会自觉和不自觉地发现指针向砝码一端偏移,从而很自然的迸发出寻求原因的欲望和动力。当多数同学认为,“生成二氧化碳与水的质量总和等于消耗蜡烛质量”而同意“反应前后质量相等”的结论时;教材讲解质量守恒定律的本质与内涵,将学生的认知水平自然而然地推倒了更高的层面上。再通过镁条燃烧的实验,让学生很快找到天平倾斜的原因,并及时地提出创新改进实验装置的要求,把培养能力的教学推到更高的层面上。真正使学生的认知水平和创新能力得到提高。
本节课的困惑与反思:
困惑一:在实施教学过程中,每一个实验都要使用到天平称量,托盘天平的操作不怎么复杂但学生用起来却很慢,占时间较长,影响定律原因的内涵挖掘、影响知识巩固应用的深入。但在反复实验中锻炼了学生的操作技能,熟练了托盘天平的使用。若使用电子天平,节省宝贵的时间,很快能得出定律,进而分析原因和安排巩固练习,还能进行改进实验装置等创新能力培养。可实施课堂教学时我只能选择托盘天平,而别的选择很难实现。
困惑二:在教学实施过程中,设计有白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、碳酸钠与稀盐酸、镁条燃烧六个实验。只有蜡烛燃烧最熟悉,其他实验第一次操作,也只能知道它是化学反应,对现象,反应本质不熟悉,会影响知识的形成。再有实验的数量多,占用时间长,影响知识能力培养的进一步挖掘。课堂教学时我只选择了白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、镁条燃烧四个实验,不知是否恰当。
反思一:探究式教学中如何发挥教师的的指导作用。本节课设计实验有白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、镁条燃烧。探究活动多,学生参与多,活动形式开放。在组织这么多活动的同时,要组织学生总结出守恒定律,要分析原因,要巩固应用守恒定律,还要组织进行装置的创新改进。教师既是组织者,又是参与者,而更重要的.是引导者。教师给学生的不应是平坦的道路,而应是正在修建的桥桩或是杠杆的支点,让学生自己搭建桥梁,操起杠杆实现应有跨越。
反思二:教学设计要强化追求“预设和达成”的统一。在百分之百成功的铁与硫酸铜溶液分组实验中,学生体验深刻。在平坦顺利地得到质量守恒定律的同时,未能展示学生的许多设想和猜测,会失去许多探究机会。所以,备课时要考虑学生会怎么想,多做出些针对学生认知思维方式预想,上课时要随时抓住和利用学生提出的问题,从学生的问题出发组织教学,将学习的第一机会和权力交给学生,课堂的教学才有活力和生机。
11.能量守恒定律与能源说课 篇十一
1.学生现状:
学生已经在前面学习了什么是功,机械能守恒及动能定理,但知识范围仅限于势能、动能及机械能所做的功,这在现实的生活中是不具备普遍性的,所以要学习能量守恒定律。2.教材简介:
能量守恒定律及能源这部分知识是机械能守恒的延伸,但不是本章的重点知识,所以放在第八章的最后一节。主要内容是能量守恒定律及能源消耗,重点是能量守恒定律。本节特点通过生活中的一些实例一点点的将能量守恒定律的内容引出,并介绍该定律被总结概括所经历的艰难过程。紧接着介绍了能量耗散,说明能量转化的方向性,也将能量守恒与人类生活紧密相连,呼吁大家节约能源。3.教学目标:
1、知识与能力目标:
理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散.
2、过程与方法目标:
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、情感态度价值观目标:
1.用能量的观点分析问题应该深入学生的心中,因为这是最本质的分析方法.
2.感知我们周围能源的耗散,树立节能意识. 4.教学难点与重点:
教学重点
1.能量守恒定律的内容.
2.应用能量守恒定律解决问题.
教学难点
1. 理解能量守恒定律的确切含义. 2. 能量转化的方向性. 5.教学方法:
探究:通过两个小实验,同学们自己动手,观察思考发现其中的规律并总结。
讲授:将学生的回答凝练总结,同学着重分析本节重点内容,加深对重点知识的理解。讨论:提问一些小问题,或给出一些材料,学生们讨论得出结果,老师予以适当点评修改。
练习:布置一些练习题下课做巩固着捷克所学知识点。6.教学程序:(1)导入新课
通过几个图片把同学们引入到今天所要学的内容上来。同时也激发了学习兴趣,使更容易展开讲课。(2)新课教学
1. 通过几个实验是大家明白机械能守恒定律在自然界中不具有普遍性,需要学习新内容;
2. 带着问题的思考,同学们自行学习本节内容,以此来提高同学们的自学能力; 3. 阐述出能量守恒定律,分析这则定律;
4. 学生自学能源内容,通过几个问题引出能量转化的方向性; 5. 通过性小短片使同学们认识到节约能源对人类生存的重要性。(3)巩固与联系
为使学生所学识是具有稳定性,使知识顺利迁移,为节约时间,分析了一道小练习题,即:
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。某个物体的能减少.必然有其他物体的能增加
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,最后惨止在地面上,说明机械能消失了
解析;能量守恒定律是指能量的总量不变,但更重要的是指转化和转移过程中的守恒.在不同形式的能量间发生转化,在不同的物体间发生转移.不需要任何外界动力而持续对外做功的机器是违背能量守恒定律的,是永远不可能制成的.机械能转化成了其他形式的能量而不能消失,能量是不会消失的.
A选项是指不同形式的能量间在转化,转化过程中是守恒的.B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中是守恒的.这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移.任何永动机都是不可能制成的,它违背了能量守恒定律,所以ABC正确.D选项中石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能要减少,但机械能并没有消失,能量守恒定律表明能量既不能创生,也不能消失.故D是错的.
说明:此题考查能量守恒定律的理解,以及对水动机的认识,凡是违背能量守恒定律的永动机是永远不能制成的.(4)布置作业
为使学生们将所学知识与实际生活相联系,布置了如下作业: 这里准备了一个关于节约能源的小短片,大家看后下课结合今天所学知识,写一篇简短的观后感言,这是给大家留得作业。
另外也布置了教材上的课后题。7. 板书设计:
由于本节内容是实验,讲授为主,所以半数之将学习框架和重点内容罗列出来,即:
10.能量守恒定律与能源
一、能量守恒定律
1.能量:一个物体做了功,就说物体具有能量。2.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.
3.定律建立过程.
二、能源和能量耗散
1.内容:能量转化具有方向性. 2.节约能源的重要意义.
8.小结:
12.谈电磁感应中的能量转化和守恒 篇十二
下面以发电机模型为例,由能量守恒定律推出法拉第电磁感应定律的切割型表达式。
如图1所示,宽度为L的水平光滑平行导轨,左端接电阻R,有匀强磁场B垂直穿过导轨面,另有一可动导体棒ab搁在导轨上,在水平恒力F作用下,从静止开始运动,当达到稳定状态时,棒ab中感应电流所受到的安培力F安=F,速度v为最大。从能量观点分析,此时棒的动能不变,外力克服安培力做功,其它形式的能全部转化为电能,有:
P安=P电,即Fv=EI
BIL·v=EI,所以E=BLv。
结论:克服安培力做功,对应着其它能转化为电能(如发电机模型);安培力做正功,对应着电能转化为其它能(如电动机模型);而且安培力做功的绝对值,等于电能转化的数值,即有:W安=E1电–E2电。
现举例说明此推论的应用。
【例1】电阻为R的矩形导线框abcd,边长bc=h,cd=L,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图2,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦耳热是多少?(不计空气阻力)
析与解:线框以恒定速度通过磁场,动能不变,重力克服安培力做功。减少的重力势能全部转化为感应电流的电能,电能又转化为内能。根据能量守恒定律可得:焦耳热。
【例2】如图3所示,一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd从某高度自由落下,穿过高度为的有界匀强磁场。当ab边刚进入磁场上边缘AC时,导线框的速度为v1,当ab边接近磁场下边缘时,导线框的速度为v2。设线框的总电阻为R,磁感应强度为B 。若ab边从AC到过程中有一个最小速度v3,且,那么v3为多大?此过程中产生热量Q为多少?
分析:导线框ab边一进入磁场,线框的运动性质发生了改变。ab边感应电流受到的向上安培力F安 ,需讨论:(1)若,则线框匀速进入,加速度为0;(2)若,则线框加速进入,加速度逐渐变小(有可能减至0);(3)若,则线框减速进入,加速度逐渐变小(有可能减至0)。对照题述情形,只能是上述(3)情况,即线框由v1减速至刚刚全部进入磁场时的速度最小。
解:设线框abcd进入磁场的整个过程中产生的热量为Q,此时物体速度为v3,则由能量守恒定律,有:。又ab边刚进入磁场到ab接近时,满足:,解得:,。
【例3】如图4所示,倾角,宽度的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上。用平行于导轨功率恒为6W的牵引力,牵引一根质量、电阻的放在导轨上的金属棒ab,由静止沿导轨向上移动(棒ab始终与导轨接触良好且垂直),当金属棒移动2.8m时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,取)。问:(1)金属棒达到的稳定速度是多大?(2)金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少?
析与解:(1)金属棒沿斜面匀速上升有稳定速度时,设所受的安培力为F安,则
F安……<1>,F安……<2>,又……<3>,联立解得:
(2)由能量转化和守恒定律,得
,代入数据解得:
小结:由以上分析知,对于电磁感应中的能量转化问题,应弄清在过程中有哪些能量参与了转化,什么能量减少了,什么能量增加了,由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的,安培力做功是联系电能与其它形式的能相互转化的桥梁。因此,也可由功能关系(或动能定理)计算安培力的功,从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。
利用能量观点来分析解题,可以避开复杂过程细节的分析,避开变力功的计算,抓住事物变化的本质规律,这是一种对物理问题的更深刻的理解。
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