資源簡介

能量的轉化和守恒的教案
【學情分析】
學生已具備一定的運用所學知識解決簡單實際問題的能力，且學生已有有關力及運動方面的知識為本節內容的學習提供了知識基礎。學生已基本能夠運用觀察、分析、歸納、比較等科學方法來探求新知識。這為本節課的學習提供了有利的方法保證。但是能的概念比較抽象，這就為教學增加了難度，需要補充大量的實例。使學生能了解這一定律。
【教學目標】
1.物理觀念：
（1）了解能量及其存在的多種形式；
（2）知道能量的轉移和轉化，能解釋一些常見現象中的測功機轉化過程；
（3）理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的觀點分析物理現象的意識，體會能量守恒定律的普適性。
2.科學思維：
（1）通過對生活中能量轉化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義。
（2）了解任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。
3.科學探究：
通過想想做做小實驗探究能量的轉化或轉移。
4.科學態度與責任：
了解汽車在行駛過程中，燃料的化學能通過燃燒轉化燃氣的內能，再通過熱機做功把內能轉化為機械能。在這個過程中，燃料的化學能的一部分轉化為機械能，一部分轉化為熱機和周圍環境的內能。而周圍環境的內能無法再利用。樹立節能意識。
【重點難點】
重點：能量守恒定律的內容與應用。
難點：對散失在周圍環境的內能無法再次利用 ，永動機不能制成。
【新課導入】
蕩秋千時若不加外力自己會停下來，這是為什么？那么怎樣才能使秋千越蕩越高？在學生的交流、討論中引入新課。
【新課講解】
一、認識能量
讓學生們討論常見的能量，思考什么是能量？（5分鐘）
常見的能量有：機械能、電能、內能、化學能、太陽能等。
二、能量的轉化
想想做做
完成下面一組小實驗。
1.來回迅速摩擦雙手。
2.黑塑料袋內盛水，插入溫度計后系好袋口，放在陽光下。
3.將太陽能電池連在小電扇上，并使其對著陽光。
4.將鋼筆桿在頭發或毛衣上摩擦后靠近細碎的紙片。
······
帶領學生體會上述過程，討論發生了怎樣的能量轉化？（5分鐘）
雙手互搓，手發熱——機械能轉化為內能。
黑色袋裝水，放在陽光下，溫度計示數升高——內能的轉移。
太陽能面板對著陽光，風扇轉動——太陽能轉化為電能，電能轉化為動能。
塑料棒與毛皮摩擦，吸引紙屑——摩擦起電，機械能轉化為電能。
課堂小問：你還能指出一些事實，說明力的現象與熱的現象的有聯系、力現象與電現象有聯系、電現象與熱現象有聯系嗎？最后把現象演示給大家。
從滑梯上滑下，臀部發熱——機械能轉化為內能。
手搖發電機，燈泡發光——機械能轉化為電能，電能轉化為光能和內能。
電爐灶通電，電爐發熱——電能轉化為內能。
自然界中的各種現象都是互相聯系的。
科學家們經過長期的探索，發現能量轉化是非常普遍的，在一定條件下，各種形式的能量是可以互相轉化的。
摩擦生熱，機械能轉化為內能；水電站里水輪機帶動發電機發電，機械能轉化為電能；電動機帶動水泵把水送到高處，電能轉化為機械能。
植物吸收太陽光進行光合作用，光能轉化為化學能；燃料燃燒時發熱，化學能轉化為內能······
同種形式的能量間是轉移，不同種形式能量間是轉化。
三、能量守恒定律
想想議議
停止用力，秋千會越擺越低；掉在地上的彈性小球會挑起，但是越跳越低。
討論秋千和小球在運動中的能量轉化。
秋千上升，動能轉化為重力勢能。
秋千下降，重力勢能轉化為動能。
秋千在運動過程中受到空氣的阻力，一部分機械能轉化為內能。
小球下落，重力勢能轉化為動能。
小球接觸地面形變，動能轉化為彈性勢能。
小球恢復原狀，彈性勢能轉化為動能。
小球上升，動能轉化為重力勢能。
小球在運動過程中受到空氣的阻力，一部分機械能轉化為內能。例如，小球在跳動過程中會變熱。
大量事實表明，能量既不會消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律（ law of conservation of energy）。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天體，小到原子核，無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都服從能量守恒定律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮著重要的作用。
不少人曾經設想制造一種不需要動力就源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫做永動機。然而，在科學技術發展的歷史上，從來沒有一種永動機成功過。
能量守恒定律的發現，使人們認識到：任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永動機。
想想議議
如圖所示是一種設想的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片轉動用來對外做功，同時帶動抽水器從低處將水抽到高處，從而循環工作。你能不能從能量守恒的角度說明它為什么不能一直工作下去？
一切運動都產生內能，散失在空氣中的內能無法再次利用，再次利用散失的內能必須消耗新的能量，也就說，利用能量有代價。
能量轉化有方向性，逆方向利用能量必須消耗新的能量。例如利用空調將內能從低溫處轉移到高溫處。
【課堂小結】
（1）能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變。
（2）永動機：一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器。永動機一定不能實現。
【教學反思】
首先要闡明的是突出重點，將能量轉化和轉移過程中，總量保持不變這一關鍵落到實處。由于能量轉化和守恒定律是一個普適定律，沒有一個固定的表達式，也無法進行理論論證或數學推導，所以以往教材都是直接給定的，簡單是簡單了，但違背了物理學以物說理的宗旨和學生的認知規律。
如何將能量的轉化和守恒定律的引出更為自然、順暢呢？根據能量轉化和守恒定律的文字表述：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，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，能的總量保持不變。所以，我們只要解決好能量不會消失、能量不會創生，自然也就能說明能量的總量保持不變了；

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