資源簡介

第二十章　能源、材料與社會
第一節　能量的轉化與守恒
【2022年版課標要求】
1.了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生產生活的聯系。
2.通過實驗,認識能量可以從一個物體轉移到其他物體,不同形式的能量可以相互轉化。
3.從能量轉化和轉移的角度認識效率。
4.知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。
5.有用能量轉化與守恒的觀點分析問題的意識。
6.列舉能量轉化和轉移具有方向性的常見實例。
【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):
①電爐取暖:電能→內能
②煤燃燒:化學能→內能
③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。

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