20.1 能量的轉化與守恒【教學目標】知識與技能1.知道能量守恒定律。2.能舉出日常生活中能量守恒的實例。3.有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。過程與方法1.通過學生自己做小實驗,發現各種現象的內在聯系,體會各種形式能量之間的相互轉化。2.通過學生討論體會能量不會憑空消失,只會從一種形式轉化為其他形式,或從一個物體轉移到另一個物體。情感、態度與價值觀1.通過學生自己做小實驗,激發學生的學習興趣。2.對能量的轉化和守恒有一個感性的認識,為建立科學世界觀和科學思維方法打基礎。3.通過學生討論鍛煉學生分析問題的能力。【重點難點】重點:多種形式的能量、能量的轉移與轉化、能量守恒定律。難點:能量轉化的判斷、能量守恒定律。【教學準備】教師準備:多媒體課件、單擺、滾擺、金屬球、各種形式的能量相互轉化教學掛圖。【教學設計】【情境引入】提問:1.刀具在砂輪上磨削時,刀具為什么會發熱?學生思考回答:原因是通過摩擦力做功,機械能轉化為內能。2.在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時間后水會出現什么現象?出現這一現象的原因?學生思考回答:變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內能增加。老師引導:這些實例中,物體的內能增加了,是由其他形式能轉化來的或是從其他物體轉移來的,今天要學習能量的轉化和轉移過程中數量之間有什么關系?【新課教學】一、多種形式的能量1.自然界存在多種形式的能量提出問題:當今世界三大產業之一的是能源,自然界中的能量以各種形式存在著,你能說出能量的幾種存在形式嗎?可以讓學生回答:化學能、核能、機械能、電能、磁能、內能等。2.日常生活中的燒飯、取暖、照明、出行等都需要能量。我們所需要的能量都是誰提供的呢?煤、石油、天然氣、電等。看圖片進一步分析利用能源時需要發生的變化而引入能的相互轉化。二、能量的轉化與轉移1.想想做做:按照書中的操作,觀察發生的現象,說一說發生了哪些能量的轉化。(1)摩擦手,手發熱:機械能轉化為內能。(2)黑塑料袋盛水,置于陽光下,溫度升高:光能轉化為內能。(3)連著太陽電池的小電扇對著陽光,轉動起來:光能轉化為機械能。(4)鋼筆桿摩擦后會吸引小紙片:機械能轉化為電能。看來各種形式的能,在一定的條件下是可以相互轉化的,仔細體會下面的能量相互轉化的過程,你能不能找到更多的實例?(1)運動的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動能(機械能)轉化為輪胎和路面的內能。(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內的水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內能增加。這一過程中水的一部分內能通過熱量傳遞使鐵塊內能增加。根據能量的轉化,出示多媒體圖片。2.其他形式的能也可以和內能相互轉化。(1)介紹其他形式能:我們學習過機械運動有機械能,熱運動有內能,實際上自然界存在著許多不同形式的運動,每種運動都有一種對應的能量,如電能、磁能、光能、化學能、原子能等。(2)不僅機械能和內能可以相互轉化,其他形式能也可以和內能相互轉化,舉例說明(同時放映幻燈片):電爐取暖:電能內能煤燃燒:化學能內能熾熱燈燈絲發光:內能光能(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉化。三、能量守恒定律大量事實證明:各種形式的能都可以相互轉化,并且在轉化過程中守恒。“能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為別的形式,或者從一個物體轉移到別的物體。”這就是能量守恒定律。在學習力學知識時,學習了機械能守恒定律。機械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實際現象中是不可能實現的。而能的轉化和守恒定律是存在于普遍自然現象中的自然規律。這一規律對物理學各個領域的研究,如力學、電學、熱學、光學等都有指導意義。它也對化學、生物學等自然科學的研究都有指導作用。討論一下,一種不需要耗用任何能量而永不停止工作的機器“永動機”,這種構思能成功嗎?歷史上不少人希望設計一種機器,這種機器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對外做功,這種機器被稱為永動機。雖然很多人進行了很多嘗試和各種努力,但無一例外地以失敗告終。失敗的原因是設計者完全違背了能的轉化和守恒定律,任何機器運行時其能量只能從一種形式轉化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對外做功,因而永動機是永遠不可能制造成功的。【課堂小結】1.在本節課中都有哪些收獲。2.本節課不僅僅要了解能量的轉化與守恒的有關知識,更重要的是讓同學們掌握科學探究的方法,培養學生探究問題的能力。布置作業課本P197作業【板書設計】第一節能量的轉化與守恒一、多種形式的能量化學能、核能、機械能二、能量的轉移與轉化能量可以從空間的一處轉移到另一處能量的形式可以從一種形式轉化為另一種形式三、能量守恒定律能量既不會憑空消滅,也不會憑空產生,它只能從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。- 5