《能量的转化和守恒》教学设计（共9篇）
《能量的转化和守恒》教学设计 篇1
《能量的转化和守恒》教学反思
本节课是第十六章第五节的内容，是能量部分的最后一节。对于本节课我是这样设计的：
第一环节：预习检测，课前对学生已经夯实过预习任务，学生预习效果已经了然于胸，因此上课时我采用图片来激趣导课，然后直接进入预习情况检测环节。
第二环节： 探究新知，针对预习中的错误和本节的重难点进行探究。我设计了三个探究点。探究一：在图中每一种能的转化分别写出一个例子（分小组，每组至少写出三个）；探究二：根据探究一中的荡秋千的疑惑和课本图片上显示的“掉在地上的兰球会跳起，但是越跳越低，”为什么？减少的机械能到哪里去了？引出能量守恒定律的内容。探究三：联系课后作业第二题进行分析，想象中的永动机会实现吗？再次巩固能量守恒定律的内容。
三个探究点完成，教学任务达成，然后完成课后小结。（课件出示，学生记在重点本上）
第三环节：反馈检测，对本节知识的再记忆，纠错自己预习中的错误，检测时有意针对预习难点、易错点进行检测，以便检查本节课教学效果。
这节课基本按照我的预设进行下来，课堂气氛活跃，知识面也得到了拓展，而且做到了“物理来源于生活、应用于生活”的目的。教学效果从检测来看也很不错，但是问题也不容忽视。
比如从时间上来说我估计前两环节时间是25分钟，第三环节是15分钟，这样就可以有较多的时间彻底解决本节的难点和重点。但是在实际操作中时间没有把握好，留下的检测时间有些紧张。分析出现这种情况的原因是自己没有充分相信学生，讲的多，忽略了自己课堂上所处的角色和地位。
再者，在上课前已经检查了学生的预习情况，课堂上还要不要再小组讨论?还是直接边检测边讲解重点、难点，我深感困惑？希望在以后的教学中可以对此多试验，真正找到一种属于自己的行之有效的
课堂教学方法。
《能量的转化和守恒》教学设计 篇2
1. 势能。
首先是重力势能。 (1) 势能:与物体系统配置 (相对位置、形状) 有关的能量。若彼此之间存在有交互作用力 (重力、弹力) , 则其配置发生变化时, 即伴随有势能的变化。 (2) 重力势能:一个物体的重力势能是其位置的函数。若重力对物体作负功, 则使物体的重力势能增加, 所作负功的量值等于物体重力势能的增加量 (施力反抗重力作正功, 重力势能增加) ;若重力对物体作正功, 则使物体的重力势能减少, 所作正功的量值等于物体重力势能的减少量。 (3) 地表附近的重力势能 (重力mg视为定值) , 若以地面作为重力势能的参考面, 即物体在地面时的重力势能取为零, 则Ug (0) =0, 物体在位置坐标y的重力势能。在计算重力势能时, 不一定取地面为重力势能参考面, 其实任一高度的水平面都可设定为零势能, 即:势能是相对的。任何水平面作为重力势能的参考面, 都不影响该质点在两点之间的重力势能差值。质点在两点之间减少的重力势能, 经由重力对质点作正功, 转变为质点动能。这主要是由于地球质量太大, 变化极小, 忽略了对地球的影响。物体运动的趋势是减少其势能, 势能不再变化时, 物体就达到了平衡状态。其次是弹性势能。弹簧的弹性势能是其长度变化量的函数。若弹簧的恢复力对物体作负功, 则使弹性势能增加, 所作负功的量值等于弹性势能的增加量;反之, 若恢复力对物体作正功, 则弹性势能减少, 所作正功的量值等于弹性势能的减少量。
2. 能量。
一是能量形式包括:简介力学能量、热能、光能、电能、化学能等各种形式的能;介绍克氏温标 (绝对温标) , 说明温度越高代表物体中原子的平均动能越大。二是有关各种能量及能量间转换避免做定量推导及计算。三是能量间的转换与能量守恒, 举例说明各种能量间的转换以及能量守恒的观念, 介绍质量及能量可以相互转换的概念, 介绍E=MC2的公式。重点考虑在作用力为保守力时, 两种物体的受力情形。包括: (1) 物体仅受单一保守力作用, 落体运动、行星绕日运动, 物体分别只受单一的重力或万有引力作用。 (2) 物体所受外力含单一保守力及与运动路径处垂直的正向力作用, 在平面、斜面或曲面上的运动物体, 或在水平面上与弹簧连接的运动物体, 分别仅受单一的重力或弹力以及正向力作用。
3. 力学能量守恒定律。
若一个物体 (或一个系统) 仅受到保守力的作用, 则其动能和势能在运动过程中会改变, 但其总和 (即物体或系统的力学能量) 则保持不变。教学过程应注意如下几方面内容: (1) 物体仅受保守力作用, 则根据功能定理, 合力对物体所作的功等于其动能的变化量, 即W=ΔK。由于保守力所作的功, 可写为W=-ΔU, 则W=-ΔU=ΔK, 即ΔK+ΔU=0→Kf+Uf=Ki+Ui=力学能量守恒。 (2) 力对物体作功, 只是能量传递及转换形式, 并不会使总能量有所增减。 (3) 摩擦力对物体作功, 将物体的力学能量转换成内能 (热能) 。 (4) 在一个孤立的系统中, 能量可以从一种形式转变为另一种形式, 但系统的总能量保持不变。能量守恒定律不是经由数学推导所得, 而是建立在无数的实验验证上的。
二、确定教学目标, 注重教学评量
1. 教学目标。
教学目标包括如下几个方面:一是知识的精熟。熟悉课程的内容, 加以反复演练探究, 使学生对能量守恒知识精熟并能自由运用。二是独立思考的能力。能观察事物, 怀疑并提出疑问;能对问题独立思考, 而不是单纯的记忆标准答案。三是解决问题的能力。能自己思考并且设计实验方法解决疑惑, 不依赖他人提供正确答案。四是科学家的观点。提供科学家的看法, 了解科学家看待事物的习惯。五是帮助他人并对团体有贡献。愿意主动帮助同学, 并能够帮助同学学习, 在其他方面也愿意给予同学协助。
2. 教学评量。
一是为了解学生的学习状况和成就, 教师应适时进行“形成性评量”和“总结性评量”, 以评估学生学习成就和诊断教学得失, 并加以补救及调整, 从而达到预期的教学目标。二是评量方式除纸笔测验外, 应考评学生所做习题和学习报告以及课堂讨论和实验活动的表现, 综合评估学生的学习成就和能力。三是评量的内容, 应以教学目标和学习行为目标为导向。在认知方面, 按记忆、理解、应用、分析、综合、评价等不同层次, 设计评量试题, 题型应生动活泼并难易适中;在情景方面, 注重科学精神和科学态度的表现;在技能方面, 则考查实验操作的技巧和设计的能力。四是平时考查的项目可以阅读报告、专题研究、自制模型、自行设计实验等方式进行。在报告和研究方面, 应注重组织能力、资料查询能力、讨论及作结论能力;在实验方面, 则注重思考能力及创造能力。
总体而言, 物理课程一直是中职学生的学习难点, 但职业院校培养技能型人才的使命却要求学生必须掌握一定的专业技能, 而这需要他们掌握扎实的基础知识。在能力守恒的教学中, 应注意启动学生的思维。首先要明确教学内容, 使学生对问题所表述的物理情境有一个完整、清晰的认识, 接着应当确定教学目标, 教学的每个过程是否遵循动量守恒定律。最后分清已知量和待求量, 这样学生的思维得到了有效启发, 守恒问题的教学也到了水到渠成的效果。
摘要：中职物理能量守恒教学涉及到诸多的知识点, 应当将相应知识点加以系统整合, 并注重教学目标的制定与教学效果的评量。在这种背景下, 本文首先从势能、能量、能量守恒三个方面探讨了中职物理能量守恒教学的关键内容, 进而从教学目标与教学评量两个方面探讨了中职物理能量守恒教学的关键工作。
关键词：中职物理,能量守恒,教学,关键点
参考文献
[1]林旭升, 温奕霞.对能量概念在基础物理教学中地位的认识[J].高等理科教育, 2003, (03) .
[2]路水.科学发展史故事连载之六发现能量守恒和转化定律的艰难历程[J].科学大众, 2007, (01) .
[3]金丹青.能量守恒与转化定律在电磁学中的应用[J].宁波职业技术学院学报, 2003, (05) .
能量转化和守恒定律的发现和应用 篇3
【关键词】能量转化 守恒定律
能量是物质运动的一个最基本的量度，是人们研究客观世界的主要对象之一。研究物质运动就是要研究各种形式的能量及转化规律。19世纪中期发现的能量转化和守恒定律，深刻地揭示了自然界物质运动变化发展的规律，被恩格斯称为伟大的运动基本定律，19世纪自然科学三大发现之一。
一、能量转化和守恒定律是怎样发现的？
任何科学理论的建立都要经过实验结果的不断积累阶段和认识上提高或飞跃两个阶段。能量守恒定律的发现过程也是如此。第一阶段，从古代发现摩擦生热、摩擦取火到18世纪蒸汽机的发明以及其他运动形式及其相互转化的发现。在这一阶段，人们已经在长期的生产实践和技术改革中解决了机械运动和热之间相互转化的问题，也发现了光、电、磁、热等运动形式的互相转化现象。尤其到18世纪末19世纪初，运动形式的互相转化的事实越来越多。1780年意大利的伽伐尼发现，火花放电或雷雨能使蛙腿筋肉收缩，这是电的生物学效应。1800年意大利的伏打把两种不同的金属片叠起来，产生了电；还把铜片和锌片浸入硫酸溶液中，把这两片金属与导线连成回路也能产生电流。这是化学运动转化为电流运动。
第二阶段是认识的提高和飞跃。对能量守恒定律的发现来说，它包含了对陈旧观念的废除和新的认识的建立两个方面。这一阶段出现在19世纪中期。在此以前形成上学的“热素说”观点支配着人们的认识，各种运动形式被隔裂开来，割断了它们之间的本来联系。因而阻碍人们深入认识事物的本质。所以，当时尽管已经产生了运动不灭的思想，如法国哲学家笛卡尔在1644年“哲学原理”中总结出“运动量恒”的观点，1746年俄国科学家罗蒙诺索夫从热现象的研究中也曾发现过物质守恒，运动不灭的思想，但都未能最终发现这个定律。这主要由于科学家实验尚未积累起足够的实践认识，也由于传统观念束缚住人们的头脑。到19世纪中叶，情况起了很大的变化。一方面积累了大量能量转化的实验事实，其中有些还直接反驳“热素说”，如18世纪末英国的伦福德在金属钻孔的多次实验中，发现热素不可信，卡诺在提高蒸汽机效率时也感到有一部分热转化为功；另一方面由于当时工业革命日益发展，涌现出一批有远见富于创新精神的科学家，德国的迈尔就是其中一员。迈尔没有盲目地跟从热素说，而是批判地吸收了前人的工作成果，把各种能量（当时叫“自然力”）列成一个表，分析 了它们之间相互转化的25种情况，在认真整理前人实验结果的基础上，抛弃了陈旧的热素说。1840年迈尔作为一个随船医生到爪哇去旅行，在抽病人的血液时，发现从血管中取的血都有一种异常鲜明的红色。这种红色素是血液中进行氧化作用的产物，这就使他考虑到正是由于食物在体内氧化放出大量的热，一方面使人维持正常体温，一方面又给人进行各种活动提供了能源。
二、能量转化和守恒定律的应用
能量转化和守恒定律是人类科学技术的理论支柱之一，它既是人们认识客观过程的有效工具，又是我们开发新能源的可靠依据，它还是指导我们为特殊的目的实现多种形式的转化。
这一伟大的定律是人们深刻认识客观过程的准绳之一。在千变万化的物质运动中，总要寻求一些不变量以联系事物的始末态，能量就是这样的不变量之一，能量形式可变，但量上守恒。这使我们可以解决许多实际问题，无论是动动与势能的转化，还是机械能、热能、电能、光能之间的相互转化，对一个系统来说，经过一个过程，初始能量加上外界能量总等于系统末了的能量加上耗散的能量，在物理教学中所用的一些能量守恒的具体表达式，都表示这个意思。从这类表达式可以解出不同的未知量，解决科学技术工程上各种问题。这一定律使我们能在人类已认识的范畴内分析和解决问题，同时它还帮助我们在尚未认识的范畴内发现新的物质过程。
除了为获取能量的目的而提高效率开发新能源之外，人们还广泛应用能量转化和守恒定律，创造一定的条件，实现能量的转化，以达到某些特殊的应用目的。如为信息探测和传递的目的，人们研制了红外探测器，探测目标物的微弱的红外辐射，把满载信息的红外辐射转化为电讯号，从而显示出来，人们还研究光通讯技术，把信息转换为光能，借助于光来传播信息。随着激光技术的发展，光热转化又获得某些特殊的应用，如激光打孔、焊接、切割、激光手术、激光退火、激光武器等等。
三、对能量转化和守恒定律的认识
能量的转化与守恒教学反思 篇4
湖南省会同县第二中学
梁福承
一节课下来，总体感觉比较顺，学生的思维比较活跃，课堂教学中学生参与面广，发言的积极性也不错，基本达到了我预期的目标，但一节课下来也不免有遗憾处。
一、课堂教学中注重评价手段运用。在一个学生回答问题后，能请其他学生进行评价，并不是简单地叫学生说湖自己的想法，而是叫学生说出刚才那位同学的观点跟你想的有什么不同。使学生必须认真倾听别人的回答，使每个学生的注意力被老师问题和同学的回答深深吸引，提高了课堂教学效果。
二、注意了学科整合。
在课堂中，我出示了四幅图（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。
三、注意了学生的合作学习。
在教学中每当碰到，我的提问学生比较难独立回答时，我都提醒学生讨论，争取得出最佳的答案。当学生把几个人智慧结晶展示出来时，往往准确率比较高，学生的自信心也就可以得到提高。
三、课堂引入显得不够直接。
本节课我采用让学生想办法把自己的手迅速变暖和的方法，让学生复习能量的转移与转化。（目的是活跃课堂气氛，让学生迅速进入课堂。）然后再展示 “带风扇的路灯”图片让学生分析：（1）路灯工作时能量是如何转化的？并提出（2）提供给电灯工作的电能从何来？进而出示本节课的课题。
从课堂最后完成情况分析，假如直接用带风扇的路灯引题，效果也许会更好。
四、让学生思考或回答问题，时间把握不好。
有些问题的解决花费时间太多，而有些问题给学生思考的时间又不充足。主要表现在：让学生对能量转化举例及分析，对于学生提出的疑义的解答所花时间太多。而在讲解能量转化或转移具有方向性时，给学生思考时间太少，这个结论的得出有一种硬塞给学生的感觉。不象前面的能守恒定律的得出来得自然。
五、本节课缺乏课外拓展。原来已经预设，但由于被教室里的挂钟忽悠了一下，下课时间到了，还以为离下课还有5分钟。所以总结匆匆收场，课后拓展只能以作业形式给学生带回去。
高中能量守恒定律与能源教学设计 篇5
材
分
析
2．能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。能量守恒定律是人们认识自然的重要工具。能源关系到人们的衣食住行，关系到国家的兴旺发达。能源的开发和利用，是关系人类生存和发展的一个重大的社会问题。这一节教学目标的落脚点是使学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识上。
3．本节“思考与讨论”对能源问题做了讨论，这是一个质疑的范例，它引导我们考虑能量转化和转移的方向性。通过实例说明，在能量的转化和转移过程中，能量是守恒的，但能量的品质却降低了，可以被人直接利用的能量在逐渐减少，这就是能量耗散现象。所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。
容
标
准
体
要
求
2．了解人类对能源的开发与利用和人类生存、社会发展的关系。
3．能用一些事例说明能源与人类生存和社会发展的关系，有节约能源的意识，知道可持续发展的意义。
学
探
讨
2．由于能源与每个人都息息相关，大家都想更深入地了解它，所以这一课的教学应该让学生更多地参与进来。从课前的资料搜集到课上的成果展示都是以学生为主体，老师只是导演，学生成为“明星演员”。
3．在教学中通过各种教学手段（包括学生实验），激发学生探索和发现物理规律的动机和兴趣，其中特别注意用相互联系的观点来使学生认识世界，启发学生发现各种现象的内在联系。学生通过这一阶段的学习，认识实物的能力将会产生质的变化。
学
目
标
情感，态度与价值观
2．培养学生参与科技活动的热情，勇于探索与日常生活有关的物理问题。
3．通过能源和环境的教学，培养学生可持续发展的意识和为社会服务的责任感。
点
难
点
2．应用能量守恒定律解决问题。
2．能量转化的方向性。
学
方
法
2．学生自主阅读、思考，并讨论、交流学习成果。
计
理
念
2．对能量耗散的教学，先举例帮助学生建立自然界的宏观过程具有方向性的概念，然后通过探究生活中的事例建立能量耗散的概念。用专题的形式帮助学生建立能量和环境的关系，和节约能源、保护环境的紧迫感，使学生认识到可持续发展的重要意义，培养学生对社会的责任感。对设计的问题情景，先让学生独立思考，完成不了的，再小组讨论，组内交流，组与组之间交流，培养学生的合作意识。
景
导
入
新
课
2．播放能量转化的资料，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？
3．演示实验1：在一个玻璃容器内放入面粉，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到面粉中。
思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。
4．演示实验2：用手提物理课本匀速上升，让学生分析机械能的变化情况。这个物体在运动过程中机械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，机械能是怎样变化的？
5．指出：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．
6．听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。
7．引入课题：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？各种形式的能量可以相互转化，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体能量增加，能量的总和并没有不化。这就是我们今天要学习的能量守恒定律。
2．观看资料，进行思考。
3．思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。
4．小球在运动过程中机械能不守恒，根据机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹力做功，在小球下落的过程中，除了受到的重力做功之外，还有面粉对它做功，面粉对铁球做负功，铁球在下落过程中机械能是减少的。
5．观察实验并积极思考。在各自独立思考的基础上相互交流。讨论后发表见解。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。
1．让学生阅读28页的有关能量守恒定律建立的过程，回答相应的问题。
2．引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义？导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么？
3．引导学生理解变式表述：①物体系统内，某些形式能的增加等于另一些形式能的减小；②物体系统内，某些物体的能量的增加等于另一些物体的能量的减小。上述表述是利用能量守恒定律分析问题时建立数学关系式的依据。
4．多媒体播放能量守恒定律的建立过程。
5．历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？
6．总结能量守恒定律的意义：能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式，和谐美是科学的魅力所在。
7．引出下一课题：既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？
二、能源和能量耗散
8．引导学生阅读教材，了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。
9．什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性理解能量的耗散。
10．我们为什么要节约能源呢？
11．指出：正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。
12．多媒体播放世界能源的解决途径。
2．在教师引导下理解变式表述。
3．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。
4．认真观看。感受能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式，和谐美是科学的魅力所在。
5．认真阅读教材，思考并回答问题。
6．认真阅读教材，思考并回答问题。理解能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。
7．燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的耗散。
8．理解能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。
9．通过材料的阅读，加深对能源的理解。
堂
总
结
组织学生在交流的基础上进行小结；
对学生在交流的基础上进行小结。
2．认真总结概括本节内容；
3．在相互交流的基础上做好小结。
高中物理能量守恒知识点 篇6
功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是标量 ：P=W/t 。若做功快慢程度不同，上式为平均功率。注意恒力的功率不一定恒定，如初速为零的匀加速运动，第一秒、第二秒、第三秒内合力的平均功率之比为1：3：5。已知功率可以求力在一段时间内所做的功W=Pt，这时可能是变力再做功。
上式常常用于分析解决机车牵引功率问题，常设有以下两种约束条件：
1发动机功率一定：牵引力与速度成反比，只要速度改变，牵引力F=P/v将改变，这时的运动一定是变加速运动。
2机车以恒力启动：牵引力F恒定，由P=Fv可知，若车做匀加速运动，则功率P将增加，这种过程直到P达到机车的额定功率为止(注意不是达到最大速度为止)。
3. 能：自然界有多种运动形式，与不同运动形式相应的存在不同形式的能量：机械运动--机械能;热运动--内能;电磁运动--电磁能;化学运动--化学能;生物运动--生物能;原子及原子核运动--原子能、核能。
动能：物体由于有机械运动速度而具有的能量Ek=mv2/2
能，包括动能和势能，都是标量。都是状态量，如动能由速度决定，重力势能由高度决定，弹性势能由形变状态决定。都具有相对性，物体速度相对于不同的参照物有不同的结果，相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能。势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果，势能有可能取负值，它意味着此时物体的势能比零势能低。
4. 动能定理：研究对象：质点，数学表达公式：W=mv2/2-mv02/2。公式中W为质点受到的所有的作用力在所研究的过程中做的总功，它可以是恒力功，可以是变力功，可以是分阶段由不同的力做功累积(代数和)而得到的结果。动能定理对力的性质没有任何限制，
可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是电场力、磁场力或其它力。等式右边为所研究的过程(初、末状态)中质点的动能的变化。动能定理表明，力对物体所做的总功，是物体动能变化的原因，力对物体所做的总功量度了物体动能的变化大小。
5. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒定律的研究对象是系统，一般简化为物体;守恒是指系统在满足守恒条件下，机械能--动能和势能之和，在状态变化过程中总保持不变。 怎样判断机械能是否守衡?
(1)根据守恒条件：是否只有重力或弹力做功
(2)考察状态：比较、确定不同状态的机械能，看它们是否相同
(3)考察系统是否发生机械能与其它形式的能量的转化
6. 功和能：功是能量转化的量度。
7. 关于速度、动量、动能：速度 动量 动能均为描述质点运动状态的物理量，速度反映质点运动快慢和方向，是运动学量.运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱，例如我们可以用手去接一个以速度v飞来的篮球，但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球.动量是描述物体所含机械运动大小的物理量，是动力学量.当一个运动物体与其它物体相互作用时，机械作用强度取决于动量大小.速度 动量均为矢量.动能也是动力学量，是标量，当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时，量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化。
由上述分析我们可进一步理解力、冲量和功，请你自己比较分析。
8. 比较力学三个核心定律
牛顿定律 ∑F=ma (矢量式、瞬时式)
动量定理 ∑Ft=mv-mv0 (矢量式、过程式)
动能定理 ∑W=mv2/2-mv02/2 (标量式、过程式)
这是研究质点运动的三条核心规律，它们的意义分别为：力是改变质点运动状态的原因;力在时间上的.累积作用--∑Ft量度质点动量的变化;力在空间上的累积作用--W量度质点动能的变化。三条规律为我们解决力学问题提供了三条途径。
在研究对象受恒力作用时，三种方法都可以应用;当问题直接涉及状态与空间位移时，用动能定理解决问题来得直接;当问题直接涉及状态和时间时，用动量定理解决问题比较简单;当物体在变力作用下，特别是复杂的曲线运动时，一般首选能法解决问题;当研究对象是一个相互作用的系统时，应首选守恒规律解决。
高中物理学习方法
1应降低起点，从头开始
我们要转变概念，不要认为初中物理好，高中物理就一定会好。初中物理的知识比较肤浅，只要动动脑筋就能学会，在加上通过大量的练习，反复强化训练，对物理的熟练程度也会提升，物理成绩也会稳步提高。可以这么说分数高并不代表学得好。要想学好高中物理，就需要同学们对物理产生浓厚的兴趣，加上好的学习方法，这两个条件缺一不可。所以我们要转化观念，踏实的学习，稳中求进!
2注意每个环节
1、基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练。
2、独立做题，要独立地保质保量地做一些题。题目要有一定的数量，不能太少，更要有一定的质量，就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题，可能有时要花费一些时间，有时要走弯路，有时甚至解不出来，但这些都是正常的，是任何一个初学者走向成功的必由之路。
3、物理过程，要对物理过程一清二楚，物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量角器等，以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的。
高中物理公式大全：动力学
1.牛顿第一运动定律(惯性定律)：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律：F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律：F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方，平衡力与作用力反作用力区别，实际应用：反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0，推广 {正交分解法、三力汇交原理｝
5.超重：FN>G，失重：FN
6.牛顿运动定律的适用条件：适用于解决低速运动问题，适用于宏观物体，不适用于处理高速问题，不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
《能量的转化和守恒》教学设计 篇7
由于温室效应和雾霾现象对人们生活的影响日益严重,减少碳排放正日益成为全世界最为关注的话题。2008年,我国CO2排放量占世界排放总量的21.8%,已成为世界上排放CO2最多的国家。中国统计年鉴[1]显示,2012年中国能源消费达361 732万吨标准煤,CO2排放量达到79 541万吨。能源消费直接导致了碳排放,因而减少能源消费、提高能量利用率成为减少碳排放的主要突破口。在能源消费市场,制造业无疑占据了极大的比重,2012年我国制造业能耗占据全国能源消费总量比重超过50%。我国制造行业机床保有量世界第一,有800万台左右。若每台机床额定功率平均为10kW,我国机床装备总的额定功率为8000万kW,是三峡水电站总装机容量2250万kW的3倍多[2]。
机械加工行业能耗巨大,但是能量效率却十分低下,在节能减排上存在巨大的潜力和广阔的空间。Detmair等[3]的研究表 明,在简单铣 削过程中,仅有25%的能量用于切削工艺过程,其他75%的能量都被“浪费”在铣床及其辅助设备之上。Gutowski等[4]的铣削实验数据显示:一条自动化生产线能 量效率甚 至只有14.8%。Abele等[5]通过研究证实,在一个车削系统中,输入电能的65%被机床本身消耗,而车削工艺仅消耗输入电能的5%。
建立完善、精确的机床系统加工过程能量模型,不仅可以明确加工过程机床系统的能量源分布,指导设计者在改进机床系统设计方案的过程中采用更加完善的设计策略和更加节能的组件,而且有助于使用者选择恰当的机床型号,设计合理的加工工艺,设置高效的切削参数。一个精确的机床系统加工过程能量模型可以在机床系统能量输入和能量效率两个方面节省能源。研究机床系统加工过程能量模型,对机械加工制造业节能具有重要意义,已经成为当前研究的热点。
单位体积能耗(specific energy consumption,SEC)是指去除单位体积材料时的能量消耗,它是表征系统能量效率的重要参数。对于机床系统而言,由于去除材料的切削功率就是机床的有效输出,因此SEC既体现了输入功率Pi的能量利用率,也表征了输入功率Pi转移到工件中的能量转化率。本文以数控车床为平台,从机床系统的输入功率Pi着手,力图更加全面地分析车床系统能量流向,寻找输入功率Pi与切削参数、材料去除率之间的联系,构建精确的输入功率Pi的函数。在此基础之上,建立了完善的车床系统加工过程单位体积能耗SEC模型,为下一步工艺过程 优化、切削参数选取奠定基础。
1 研究背景
机床系统SEC即去除单位体积金属材料时机床系统消耗的能量,Li等[6]认为SEC可以表示如下:
在稳定切削阶段,式(1)可以表示为
式中,Q为加工过程能耗;V为加工过程去除的金属材料体积;ηMRR为材料去除率 (material removal rate,MRR),即单位时间内去除的金属材料体积。
对于外圆车削过程有如下关系:
式中,f为进给量,mm/r;ap为切削深度,mm;vc为切削速率,m/min。
对于稳定切削过程,建立单位体积能耗模型的难点在于构建精确的机床系统输入功率Pi模型。由于车床系统本身结构的复杂性,以及刀具磨损、切削环境温度改变造成的切削过程动态性,使得机床系统输入功率Pi建模变得十分困难,至今仍然没有一个公认的、准确的Pi模型。
传统上,机床系统稳定切削阶段的输入功率Pi模型均由Gutowski等在文献[4]中所提出的模型发展而来。文献[4]通过大量实验证实输入功率Pi可分为两个部分:固定功率和可变功率。其中可变功率与材料去除率之间存在正比例的函数关系。输入功率Pi表达式为
式中,P0为机床系统待机功率,W;k为常数,J/mm3。
Gutowski等[4]认为P0是由机床系统结构特性决定的,它消耗在机床系统的控制、冷却、润滑、照明等辅助设备中,对同一机床是固定值。待机功率P0在多数机床系统中甚至超过输入功率Pi的60%,Li等[7]通过综合分析6类数控机床的待机功率P0,得出图1所示的待机功率P0分解图。参数k则是由工艺、刀具、零件材料、机床特性决定的常数。Gutowski等[4]认为ηMRR是决定机 床输入功率Pi的主要变量,其单位为mm3/s。
然而,近年来一些学者通过研究发现,材料去除率并不是决定机床系统可变功率的唯一变量。陈宁[8]通过实验发现,在同一实验条件下,即使材料去除率相同,机床系统的输入功率Pi也不一样。Li等[9]的实验数据也证实了上述观 点。显然,Gutowski等[4]所提出的 机床系统 输入功率Pi一次函数模型仅仅是从实验采集的功率数据通过数学方法拟合得到,并没有严谨的理论基础。
此后,学者们开始尝试从机床系统能量流向的角度来建立输入功率Pi的模型。机床系统的加工过程是一个能量传递与转化的过程,这个过程包含能量的输入、存储或释放、损耗和输出(图2)。机床系统的输入能量即电能,其输入功率Pi可以由电气柜上的测点实时测量得到。存储或释放的能量Es即电机的电磁势能、机械系统的动能,在稳定切削阶段机床系统存储或释放的能量基本保持不变。损耗功率 ΔP由4个部分组成:与机床工作状态无关的待机功率P0,用于支撑外围辅助设备的运转,使机床系统保持预备状态;与电机工作状态和载荷情况密切相关、机理复杂的电机电损PLe[10],该部分能量转化为铁芯和绕组的焦耳热;与加工过程切削要素相关的机械损耗Pmec,该部分能量在传动链上被转换成热能;与切削载荷相关的附加载荷损耗Padd,该部分能量被消耗在传动系统的摩擦发热、振动及噪声上。机床系统的输出能量则被用来使切屑发生形变并从工件表面被移除,其功率即切削功率Pc。
按照机床系统能量守恒的原理,机床系统输入功率Pi可以表达为
在稳定切削过程中,机床系统的存储或释放的能量基本保持不变:
所以,稳定切削阶段机床系统的输入功率
2 理论建模
数控车床系统切削过程可大致分为以下几个步骤:开机运行—主轴启动(空转阶段)—进给启动(空切阶段)—切削—进给停止—主轴停转—停机。数控车床系统的工作状态可以从它的功率曲线分辨。图3是CK60数控车床典型切削过程功率曲线图。
由图3可以看出,车床系统空切阶段机械损耗功率Pmec包含两个部分:主传动系统机械损耗Pspindle和进给传动系统机械损耗Pfeed,即
主轴启动后车床系统进入空转阶段,输入功率Pi即为空转功率Pidle。空转功率Pidle一部分消耗于待机功率P0,另一部分损失在车床的主传动系统中。Li等[9]将主传动系统机械损耗表达为主轴转速的一次函数:
式中,n为主轴转速,r/min;k1、b为主电机功率系数。
Li等[9]将式(9)应用于机床系统输入功率Pi建模中,使得模型精度有了较大的提升。Li等[6]通过实验证实按照主轴转速n的一次函数拟合机床主传动系统机械损耗,仍可以保证较高的精度。刘飞等[11]通过理论推导证实机床机械系统主传动环节的机械损耗大致可以分为两个部分:与角速度成正比的库仑摩擦损耗,与角速度的平方成正比的黏性摩擦损耗。库仑摩擦损耗又可以进一步分成两部分:与载荷无关的非载荷库仑摩擦损耗,与载荷相关的附加载荷功率损耗。即
式中,Mom为主传动系统等效摩擦力矩;Bm为主传动系统等效黏性阻尼系数;ω 为主电机角速度。
对于空切阶段,主轴载荷为零,与之相关的附加载荷也为零。由此,空切阶段车床主传动系统机械损耗可表达为主轴转速n的二次函数:
式中,a1、b1为车床主传动系统功率损耗系数。
车床系统空转功率
当进给系统启动之后,车床系统进入空切阶段。由图3可以看到车床系统输入功率Pi有小幅增加。这是因为车床进给系统开启之后,进给传动链上造成了机械损耗,但是该部分损耗所占输入功率Pi的比重较小。部分文献认为该部分功率损耗可以忽略不计,Li等[9]建立机床系统输入功率Pi的模型时,忽略了进给系统功率损耗。然而,He等[12]通过实验证实,车削过程中进给系统能量损耗超过车床系统能耗总量的5%,这证明进给系统机械损耗是不可忽略的。刘飞等[11]指出,对于进给系统有电机单独驱动的机床,其进给系统机械损耗与主传动系统机械损耗并无本质区别。因此,进给系统机械损耗为
式中,vf为进给速度,mm/min;a2、b2为进给传 动系统功率损耗系数。
周丹等[10]指出,电机的电损功率PLe包含复杂的内容:铁芯损耗PFe,定/转子铜耗PCu以及杂散损耗Pfs。电机的电损功率PLe与其本身的工作状态、电机输出 轴载荷密 切相关。 电损功率PLe由于其发生机理的复杂性而难于用切削参数来精确建模预测。而且,因其本身数值不大,在车床系统输入功率Pi中所占比例较小,在理论建模中通常忽略不计。但在实际回归建模中,由于电机处于机械系统传动链的源头,故电机的电损功率PLe可以由机械系统传动损耗二次拟合产生的常数项作一定程度的补偿。
由此,可以得出车床系统空切阶段功率为
当车床系统进入稳定切削阶段,输入功率Pi一部分流向车床系统待机功率P0,一部分损耗在车床机械传动系统中发热与产生振动,一部分消耗在电机的铁芯、绕组中产生焦耳热,剩余部分则作为切削功率Pc转移到了工件和切屑中。
切削功率Pc既是机床系统的能耗中的 “有功部分”,又在机床系统输入功率Pi中占据了较大比重,长期以来一直是输入功率Pi建模的焦点。传统上,学者们采用切削力Fc来评估机床的切削功率,即
式中,Fc为切削力。
获取切削力Fc的方法较多,Armarego等[13]采用指数型经验模型建立了Fc与工艺参数的大致关系,Oxley[14]通过对垂直车削模型的理论分析阐明了Fc与工艺参数之间较为准确的函数。近年来又发展起来应用神经网络预测Fc[15]等诸多新方法。Li等[6]结合刀具技术说明提出切削力系数形式的切削力计算方法:
式中,kc为切削力系数;Ac为切削面面积。
该方法为Gutowski等[4]所提出的功率模型提供了理论支持,因此可得切削功率Pc的计算公式如下:
当车床系统进入稳定切削阶段,损耗在主传动系统中的附加载荷功率损耗Padd不再为零,而是与切削功率Pc相关的函数。刘飞等[16]指出附加载荷损耗功率Padd可用切削功率Pc的一次函数或者二次函数模拟。Diaz等[17]通过实验验证了机床系统输入功率Pi分离出空切功率Pair之后的剩余功率(切削功率Pc与附加载荷功率损耗Padd之和)与材料去除率ηMRR之间存在二次函数关系。由此证实了附加载荷功率损耗Padd的计算公式为
式中,a3、b3分别为车床主传动系统载荷功率损耗系数。
综合上述分析,可得数控车床系统在稳定运转阶段的输入功率Pi表达式如下:
其中,k1、k2为载荷功 率系数,k1= (1+a3)kc,k2=b3k2c。因此,数控车床系统稳定切削阶段单位体积能耗SEC模型为
3 实验验证
本实验以荆州荷花机床厂CK60数控车床为平台,进行中碳钢棒料的外圆车削实验,在完成车削工艺的过程中采集机床系统输入功率Pi数据,通过多元非线性回归分析计算上述模型待定参数。实验中采用YT15硬质合金直头半精车刀,在外形尺寸为ф50mm×400mm的45号钢棒料表面车削外圆。实验所需要测得的车削过程中数控车床系统输入功率Pi,由布置在车床系统电气柜总线上的WB9128-1型功率传感器采集。
CK60数控车床主轴转速分高低两个挡位,主传动系统对应两条传动链,本次实验采用高速挡进行。棒料装夹及切削如图4所示。WB9128-1功率传感器安装在机床电源总线上,功率信号输出选用数字模式。采样频率设定为20Hz,采集到的RS485信号经转 换器直接 输入PC机。PC机获取16进制数字 量功率数 据后,通过MATLAB软件进行分析计算。功率采集接线方式如图5所示。
为了不失偏颇地考察各个切削参数对输入功率Pi的影响,笔者将各车削参数分别分为3个不同水平(表1),以组合正交试验方案。
在外圆车削过程中,随着实验的进行,棒料的直径d不断缩小。为了保证车削速度vc不变的实验条件,转速n将逐渐变大,其大小由下式决定:
因此,在编写数控车床NC代码时,车床系统的主轴转速n在每一组实验中都有所不同。表2为正交车削实验参数表。
由车床系 统的空转 功率Pidle计算公式 式(12),结合表2实验所采集的功率数据,可分离出主传动系统机械损耗Pspindle:
表3给出了主轴转速n与主传动系统机械损耗功率Pspindle的对应关系。
现已知车床主传动系统机械损耗Pspindle与主轴转速n存在二次函数关系,通过对表3数据进行二次拟合即可得到主传动系统机械损耗Pspindle的计算公式:
车床主传动系统机械损耗Pspindle与主轴转速n的二次拟合关系如图6所示。由图6可以看出,通过拟合得到的曲线二次趋势并不明显,因此,许多文献中将之表达为一次函数关系。本文从机械损耗的理论出发,力图建立更加精确的能量模型,因此仍采用二次型的主传动系统机械损耗模型。
同理,车床进给传动系统机械损耗Pfeed为空切功率Pair与空转功率Pidle之差。依据此功率关系,结合表2实验数据,即可分离得到车床进给传动系统机械损耗Pfeed与进给系统速度vf之间的对应关系,如表4所示。
与车床主传动系统机械损耗Pspindle一样,已知进给系统机械损耗Pfeed与进给速度vf之间存在二次函数关系,通过二次拟合即可求得进给传动系统机械损耗Pfeed:
综合上述分析,可求得数控车床系统在空切阶段的功率Pair的估算公式:
通过理论分 析可知,主传动系 统机械损 耗Pspindle和进给传动系统机械损耗Pfeed仅与主轴转速n和进给速度vf二次相关,不应包含常数项。但是实测数据通过二次拟合的结果都显示出了大小不可忽略的常数项,空切功率Pair中包含的二次拟合的常数项之和甚至达到33.57W。这是由于以电机为动力源的传动链上的功率损耗不仅包含了传动系统的机械损耗,还应包含电机的电损功率PLe。电损功率PLe难于由切削参数直接建模得到,因而用传动系统整体能耗二次函数建模产生的常数项来作一定程度的补偿,以此矫正系统误差、提高模型精度。
当车床系统进入稳定切削阶段时,切削载荷不仅会消耗车床系统的切削功率Pc,还会造成主传动系统机械传动部分的附加载荷损耗Padd。在缺少专业设备直接测量车床系统切削功率Pc的准确数值的条件下,切削功率Pc与由其所引起的附加载荷功率损耗Padd难于分离。现已知附加载荷功率损耗Padd是切削功率Pc的二次函数,将切削功率Pc与附加载荷功率损耗Padd视为整体,即可将其表达为材料去除率ηMRR的二次函数。
通过实验数据分离出的车床系 统切削功 率Pc与附加载荷功率损耗Padd之和与对应的材料去除率ηMRR之间的对应关系如表5所示。经二次拟合即可得到切削功率Pc与附加载荷功率损耗Padd之和的计算公式:
其中,常数项19.16W是指由附加载荷引起的机床主电机电损功率补偿值,二次拟合关系如图7所示。
至此,即可建立数控车床系统在稳定运转阶段的输入功率Pi的模型:
则数控车床系统稳定切削阶段单位体积能耗模型为
4 模型对比分析
按照上述分析方法,即可建模得到数控车床系统稳定切削阶段输入功率Pi的估算公式。与实测加工过程的功率数据进行对比分析,结果显示,该模型所预 测的输入 功率Pi具有较高 的精度。
车床输入功率的实测值与模型预测值的对比结果如表6所示。经对比分析可以发现,本文提出的预测模型对数控车床系统稳定切削阶段的输入功率Pi的预测精度最高可达99.43%,平均精度也达到了98.59%。此外,该模型能较为准确地分辨出车床系统的待机功率P0、主传动系统机械损耗Pspindle、进给传动系统机械损耗Pfeed,以及切削功率Pc和由此引 起的附加 载荷功率 损耗Padd。由于各能耗分支的独立性和数控车床运行状态的阶段性,本文提出的Pi模型不仅适用于车床系统稳定切削阶段输入功率的评估,同样适用于车床系统稳定的待机阶段、空转阶段和空切阶段。该模型理论基础健全,能量走向清晰,对预测机械加工全过程能量消耗、改进工艺过程、优化切削参数、监控车床系统工作状态具有很好的指导意义。
由本文实验采集的功率数据,根据Gutowski等[4]提出的模型,可以得出相应的输入功率Pi估算公式:
Li等[9]在考虑了机床系统主传动系统机械损耗之后,提出了改进的机床系统输入功率Pi模型。结合本文实验采集的功率数据,经过多元线性回归可以得出Li等[9]提出的输入功率估算公式Pi如下:
分析上述拟合公式式(29)、式(30)发现,Gutowski等[4]提出的模型仅是依据实验数据经数学拟合得到,不仅拟合误差大,而且根据拟合公式无法体现车床系统的任何参数特征。Li等[9]所提出的模型在Gutowski等[4]的模型基础上作了重大改进,预测精度大幅提高,且能够比较准确地体现车床系统在稳定切削阶段的能量流向,但是该模型忽略了进给系统的功率损耗与附加载荷功率损耗,且该模型仅适用于数控车床系统稳定切削阶段,对车床系统空转、空切功率的预测精度较低。
在表7中,模型1为式(27)拟合所得模型,模型2和模型3分别为式(29)、式(30)拟合所得模型。由表7可以看出,本文提出的改进型功率模型显示出更高的精确性,平均误差仅1.41%,低于文献[4]中的15.91%和文献[9]中的2.79%。而且在拟合优度和残差上,本文所提出的模型均显著优于模型2和模型3。
基于上述理论分析与实验对比,可知本文所提改进型数控车床系统输入功率Pi模型不仅在理论基础上清晰完整,而且预测精度有显著提高。因此,在此改进型车床系统输入功率模型基础上,进一步发展可得到数控车床系统稳定切削阶段单位体积能耗SEC模型。精确的SEC模型将在以能耗为目标的切削参数优化中起到关键作用。
5 结语
《能量的转化和守恒》教学设计 篇8
教学目的
1．了解物质是由大量分子组成。
2．了解分子虽小但是可认识的。
3．通过测量分子的直径和质量，教给学生研究物理问题的方法。
教学重点
分子小，小到什么程度。物体中分子多，多到什么程度。（认识分子）
教
具
一定量的小米、米尺一把、量筒一个。（每组一套）
教学过程
引言：前七章学习了有关力学方面知识，认识了力和运动一些规律。从第八章开始学习有关热学方面知识。初中也学过一些热现象，对其本质也用分子动理论去认识，但很不够。这一章要进一步学习分子动理论的知识，并讨论热现象的本质及包括热能在内的能量转化和守恒定律。
一、复习提问
初中学过的分子动理论基本内易有哪几点？
应答：物质是由大量分子组成的、分子不停地做无规则运动、分子之间有相互作用力。
二、新课教学
1．提问：什么是分子？
应答：组成物质的最小微粒叫分子。
问：分子到底有多大？用什么方法才能测出分子的大小？
让学生做启发性实验：用一个量筒、一把米尺、一定量的小米，若把小米看成是球形的，测出小米的直径。
做法：应先用量筒测出一定量小米的体积V，再将这些米平摊在水
找学生回答测分子直径的方法：首先应想到用油来进行测量。
先测出油的体积，然后将这些油全部滴到水面上，油散开形成单分子层。测出油层面积，若把分子看成球形，单分子油膜的厚度可以认为等于油分子直径。
教师提出：用上述方法测得结果知道分子直径的数量级是10－10m。
钨原子直径为2×10－10m；水分子直径为4×10－10m；氢分子直径为2.3×10-10m。
可见分子是非常非常之小，因此宏观物体都是由大量分子组成的。2．组成物质的分子有多少？ 提问：化学中学过1mol的任何物质所含有的微粒数都相同，这个数有多大？
应答：是阿佛加德罗常数：6.02×1023个。教师提出阿佛加德罗常数是一个基本常数，科学工作者不断地用各种方法测定它，以期得到更精确的值。
提问：现在已知1个水分子的直径为4×10-10m，1mol,水的质量是0.018kg，求lmol水中所含的水分子数。
解：根据已知条件可知lmol水的体积是1．8×10-5m3，每个分子
3．分子的质量是多少？
根据阿佛加德罗常数很容易算出分子的质量。让学生讨论解出下题： 已知1mol氢气的质量是2．016g，在标准状况下氢的密度是9.0×10－5g/cm3，求每个氢分子的质量是多少？
学生一般可讨论出两种方法：
解法1：1mol氢气的质量合2.016×10-3kg，里面含有6.02×1023个分子，则1个氢分子质量为
解法2：在标准状况下1mol气体体积是22.4L，则1个氢分子质量为
4．实际上分子与分子间有空隙。
教师演示酒精与水混合后体积减小的实验来证实。
小结：综上所述可知分子的体积和质量都是很小很小的，宏观物质是由大量分子组成的。
《能量的转化和守恒》教学设计 篇9
一、教学内容的特点
初中化学新课程着眼于学生发展和社会发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注身边的事物，注重化学与生活、社会之间的相互影响和相互联系，高度重视学生兴趣的培养，倡导自主、探究、合作的学习方式。
1、课标中的内容，认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系，用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。
2、教材中的内容 教材不是从定义出发，把质量守恒定律强加给学生，而是首先提出在化学反应中反应物的质量与生成物的质量之间存在什么关系的问题。让学生思考，然后通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等科学探究方法。设计并实施一些实验方案。指导学生观察、思索，使学生从自己亲身观察到的事实中。经过思考，得到参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和这一规律。然后教材又给出蜡烛燃烧前后质量的测，镁条燃烧前后质量的测定这两个实验方案，让学生比较前后质量变化情况，并分析发生变化的原因，进而较深刻地认识化学反应中的质量关系。
二 学情分析
本课题强调注意实验的探究过程，如美带在空气中燃烧后的质量为什么增加？加热高锰酸钾制氧气后剩余物质的质量又为什么减少等。在实验过程中，注意比较反应前后质量变化情况，并分析变化的原因，怎样的判断才算是科学的判断？能不能设计一些实验来进行验证？应该注意，对于质量守恒定律的本质分析，要明确落实到化学反应前后原子的种类和个数保持不变这一关键点上，这不仅有利于理解质量守恒定律的本质，而且为学习书写化学方程式准备了基础知识。通过本课题的学生活动、探究，得出对质量守恒的认识，然后通过两个质疑性实验来完善学生的认识，最后是从微观角度给出了说明。本课题的教学是对学生进行辩证唯物主义教育的重要内容，对培养学生科学探究能力、交流和表达能力、分析和观察能力都有极其重要的作用。
本课题的教学目标：
1、通过学生的假设，并用自己设计的实验方案进行验证，使学生会进行初步的探究活动。
2、通过实验汇报等，使学生初步学会运用观察法、实验法获得信息，运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
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