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第十四章 內(nèi)能的利用
第三節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知道各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。
2.知道在轉(zhuǎn)化的過程中，能量的總量是保持不變的。
3.能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。
4.具有用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律；
難點(diǎn)：用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律對具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析，說明能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。
三、教學(xué)過程
【新課導(dǎo)入】
[交流討論]展示圖片，說出下列物體都具有什么形式的能量
拉長的皮筋 山巔的巨石 踢飛的足球
太陽光 食物 燃燒的煤球
核能發(fā)電 地?zé)岚l(fā)電
[結(jié)論]能量有多種存在形式，如機(jī)械能，內(nèi)能，電能，化學(xué)能，光能，核能，地?zé)崮艿取?br/>【新知探究】
（一）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移
1.能量的轉(zhuǎn)化：能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，這種現(xiàn)象叫做能量的轉(zhuǎn)化。
2.能量的轉(zhuǎn)移：能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，這種現(xiàn)象叫做能量的轉(zhuǎn)移。
能量的轉(zhuǎn)化：
[想想做做]完成下面的一組小實(shí)驗(yàn)：
1.來回迅速摩擦雙手。
現(xiàn)象：感覺手發(fā)熱
能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
2.塑料梳子與頭發(fā)摩擦（梳頭），再靠近紙片。
現(xiàn)象：梳子吸紙片
能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
[知識(shí)總結(jié)]在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。
[交流討論]展示能量轉(zhuǎn)化的圖片，并舉出相應(yīng)實(shí)例：
[實(shí)例展示]展示圖片，說出相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化：
燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
鉆木取火：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
光合作用：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
水力發(fā)電：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
太陽能電池：太陽能轉(zhuǎn)化為電能
能量的轉(zhuǎn)移：
[實(shí)例展示]展示圖片，
燒水時(shí)，水的溫度升高，內(nèi)能增加。
[說明]在熱傳遞過程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體或從物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分。
水流帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[說明]水的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到了水車上。
（二）能量守恒定律
[想想議議]觀察現(xiàn)象，分析能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況。
停止用力，秋千越擺越低 掉在地上的彈性小球會(huì)越跳越低
[分析]它們的高度降低，說明機(jī)械能減少了，但能量并沒有丟失，實(shí)際上是通過做功把一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能。
能量守恒定律：
1.[內(nèi)容]能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。
2.[理解]①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都服從能量守恒定律。②能量守恒定律包括“能量轉(zhuǎn)化”和“能量轉(zhuǎn)移”兩個(gè)方面。
[永動(dòng)機(jī)的設(shè)想]不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩鄬ν庾龉Φ臋C(jī)器。下圖是一種設(shè)想中的永動(dòng)機(jī)：
[設(shè)想說明]通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)用來對外做功，同時(shí)帶動(dòng)抽水器從低處將水抽到高處，從而循環(huán)工作。
[分析]圖中設(shè)想永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以是不可能一直工作下去的。
[結(jié)論]任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永動(dòng)機(jī)。
【課堂小結(jié)】
【課堂訓(xùn)練】
1.下列事例中涉及的能量轉(zhuǎn)化正確的是（　A?。?br/>A．電飯鍋燒飯--電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B．核電站發(fā)電--電能轉(zhuǎn)化為核能
C．熱機(jī)做功沖程--機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．給蓄電池充電--化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
2.下列四種現(xiàn)象中，只發(fā)生能的轉(zhuǎn)移而不發(fā)生能的轉(zhuǎn)化的過程是（　D　）
A．太陽能發(fā)電
B．閉合開關(guān)后，燈泡發(fā)光
C．蹦床運(yùn)動(dòng)員上升到空中
D．冬天，用手摸戶外的金屬桿時(shí)手感覺到冷
3.（雙選）關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，下列說法錯(cuò)誤的是（　AD?。?br/>A．電動(dòng)機(jī)工作，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B．暖瓶塞被熱氣沖開，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C．電池充電，電能發(fā)生了轉(zhuǎn)移
D．摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
4.下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說法錯(cuò)誤的是（　D　）
A．鉆木取火是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B．酒精燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C．LED燈發(fā)光效率高是因?yàn)樗鼘㈦娔芙^大部分轉(zhuǎn)化為光能
D．人們對太陽能的開發(fā)和利用說明能量可以憑空產(chǎn)生
5.學(xué)習(xí)了內(nèi)能及能量的轉(zhuǎn)化和守恒后，同學(xué)們在一起梳理知識(shí)時(shí)交流了以下想法，你認(rèn)為不正確的是（　B?。?br/>A．做功改變物體的內(nèi)能是不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化
B．物體放出熱量，發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)移，其溫度一定降低
C．水電站主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總會(huì)有損耗，但能量的總量保持不變
6.電動(dòng)自行車騎行過程中將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而在剎車過程中，因摩擦將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為地面、輪胎和空氣的內(nèi)能。轉(zhuǎn)化后，這些能將無法再自動(dòng)轉(zhuǎn)化為使電動(dòng)車行駛所需要的能量，這種現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，但在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能的總量保持不變。
7.收官之作，星耀全球”。2020年6月2日，長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭搭載著北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著我國全面完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。燃料燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。火箭加速升空時(shí)，在此過程中火箭的機(jī)械能不守恒（選填“守恒”或“不守恒”），能的總量守恒（選填“守恒”或“不守恒”）。
8.傳說我國著名的工匠魯班發(fā)明了一只木鳶，這種木鳶可以載人飛行到很遠(yuǎn)的地方即使是現(xiàn)在，如果沒有電池、燃油等動(dòng)力，這也令人難以置信。小張?jiān)趯W(xué)習(xí)完能量轉(zhuǎn)化知識(shí)后，設(shè)想了如圖所示的方案，先利用水力發(fā)電，然后再利用發(fā)出的電驅(qū)動(dòng)抽水機(jī)把水抽到蓄水池，這樣就可以一直循環(huán)下去你認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)方案不可行（選填“可行”或“不可行”），理由是違背了能量守恒定律。

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