20.1 能量的转化与守恒【教学目标】知识与技能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。过程与方法1.通过学生自己做小实验,发现各种现象的内在联系,体会各种形式能量之间的相互转化。2.通过学生讨论体会能量不会凭空消失,只会从一种形式转化为其他形式,或从一个物体转移到另一个物体。情感、态度与价值观1.通过学生自己做小实验,激发学生的学习兴趣。2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识,为建立科学世界观和科学思维方法打基础。3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。【重点难点】重点:多种形式的能量、能量的转移与转化、能量守恒定律。难点:能量转化的判断、能量守恒定律。【教学准备】教师准备:多媒体课件、单摆、滚摆、金属球、各种形式的能量相互转化教学挂图。【教学设计】【情境引入】提问:1.刀具在砂轮上磨削时,刀具为什么会发热?学生思考回答:原因是通过摩擦力做功,机械能转化为内能。2.在暖气片上放有一瓶冷水,过一段时间后水会出现什么现象?出现这一现象的原因?学生思考回答:变热,这是通过热量传递使这瓶水内能增加。老师引导:这些实例中,物体的内能增加了,是由其他形式能转化来的或是从其他物体转移来的,今天要学习能量的转化和转移过程中数量之间有什么关系?【新课教学】一、多种形式的能量1.自然界存在多种形式的能量提出问题:当今世界三大产业之一的是能源,自然界中的能量以各种形式存在着,你能说出能量的几种存在形式吗?可以让学生回答:化学能、核能、机械能、电能、磁能、内能等。2.日常生活中的烧饭、取暖、照明、出行等都需要能量。我们所需要的能量都是谁提供的呢?煤、石油、天然气、电等。看图片进一步分析利用能源时需要发生的变化而引入能的相互转化。二、能量的转化与转移1.想想做做:按照书中的操作,观察发生的现象,说一说发生了哪些能量的转化。(1)摩擦手,手发热:机械能转化为内能。(2)黑塑料袋盛水,置于阳光下,温度升高:光能转化为内能。(3)连着太阳电池的小电扇对着阳光,转动起来:光能转化为机械能。(4)钢笔杆摩擦后会吸引小纸片:机械能转化为电能。看来各种形式的能,在一定的条件下是可以相互转化的,仔细体会下面的能量相互转化的过程,你能不能找到更多的实例?(1)运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来。这过程中汽车的动能(机械能)转化为轮胎和路面的内能。(2)把一铁块放入盛有水的烧杯中,用酒精灯加热烧杯内的水,直至水沸腾。在这一过程中,铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高,内能增加。这一过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。根据能量的转化,出示多媒体图片。2.其他形式的能也可以和内能相互转化。(1)介绍其他形式能:我们学习过机械运动有机械能,热运动有内能,实际上自然界存在着许多不同形式的运动,每种运动都有一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。(2)不仅机械能和内能可以相互转化,其他形式能也可以和内能相互转化,举例说明(同时放映幻灯片):电炉取暖:电能内能煤燃烧:化学能内能炽热灯灯丝发光:内能光能(3)其他形式的能彼此之间都可以相互转化。三、能量守恒定律大量事实证明:各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过程中守恒。“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别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。”这就是能量守恒定律。在学习力学知识时,学习了机械能守恒定律。机械能守恒定律是有条件限制的定律,而且实际现象中是不可能实现的。而能的转化和守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律。这一规律对物理学各个领域的研究,如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。讨论一下,一种不需要耗用任何能量而永不停止工作的机器“永动机”,这种构思能成功吗?历史上不少人希望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,这种机器被称为永动机。虽然很多人进行了很多尝试和各种努力,但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律,任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,因而永动机是永远不可能制造成功的。【课堂小结】1.在本节课中都有哪些收获。2.本节课不仅仅要了解能量的转化与守恒的有关知识,更重要的是让同学们掌握科学探究的方法,培养学生探究问题的能力。布置作业课本P197作业【板书设计】第一节能量的转化与守恒一、多种形式的能量化学能、核能、机械能二、能量的转移与转化能量可以从空间的一处转移到另一处能量的形式可以从一种形式转化为另一种形式三、能量守恒定律能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只能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。- 5