3.8能量的转化与守恒 教案

3.8 能量的转化和守恒
教学目标：
1、理解能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的例子。
2、初步形成用能量守恒的观点分析自然现象的意识。
3、体会生活中能量的转化与转移具有一定的方向性。
4、会用能量守恒定律来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化的情况。
教学重难点：
重点：能量守恒定律，用能量转化和守恒的观点分析实际问题。
难点：用能量转化和守恒的观点分析实际问题，能量的转化和转移有一定的方向性。
教学过程：
一、引入新课：
我们知道物体的动能和热能，是由物体的机械能运动情况决定的能量，内能跟物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。物体内部分子的热运动，物体的机械运动都是物质运动的形式，由于运动形式不同，与之相联系的能量也不相同。
二、新课教学：
(1)自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。
(2)在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移（列举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移）。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。有关能量转化的事例同学们一定能举出许多，课本图2-17中画出了一些农常用的生活、生产设备。请同学分析在使用图中设备时能量的转化。
(3)在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。大量事实证明，在普遍存在的能量的转化和转移过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量。如在热传递过程中，高温物体放出多少热量（减少多少内能），低温物体就吸收多少热量（增加多少内能）；克服摩擦力做了多少功，就有多少机械能转化为能量，但能量的总量不变。就是说某物体损失的能量等于几个物体得到几个物体得到的能量的总和。例如，把烧热的金属块，投到冷水中，冷水，盛水的容器以及周围的空气等，都要吸收热量，它们所吸收的热量总和跟金属块放出的热量相等。再如水电站里，水从高处流下，损失了机械能，一方面由于推动发电机转动而转化为电能，一方面水跟水轮机、管道摩擦而转化为内能。那么水的机械能的损失等于产生的电能和内能的总和.
以上规律是人类经过长期的实践探索，直到19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律棗能量的转化守恒定律。通常把它表述为:
能量既不会消灭，也不会创生，它只会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，能量的总保持不变.
（4）能量的转化和转移的方向性
事例1：当一块炎热的铁块投入水中，将有热量从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后达到相同的温度。但是，相反的事件并不会自然地发生，铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得炎热，尽管这个过程并不违反能量转化和守恒定律。
事例2：当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高，但是，相反的现象也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。
学生讨论：自然界中有大量的现象表明，能量的转化和转移有一定的方向性，你能举出一些例子吗？
提问：能量的转化和转移的方向性有什么意义？
三、课堂小结
自然界的物质有不同的运动形式，每一种运动形式都对应着一种能。能量不能凭空产生，也不能凭空消失，自然界各种形式的能存在着相互转化过程，转化过程中总量是守恒的。能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一，任何违反这个定律的事件都是不可能发生的。而且能量的转移和转化有一定的方向性。
板书：
能量的转化和守恒
一、自然界存在着多种形式的能量
二、能量转化和守恒定律
三、能量的转化和转移的方向性
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