能量的转化和守恒
【教学目标】
1.知道各种形式的能是可以相互转化的。
2.知道在转化的过程中,能量的总量是保持不变的。
3.列举出日常生活中能量守恒的实例。
4.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
【教学重难点】
重点:能的转化和守恒定律,强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。
难点:运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题;运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析,说明能是怎样转化的。
【教学过程】
一、引入新课
师:问题1:刀具在砂轮上磨削时,为什么会刀具发热?
学生回答:原因是通过摩擦力做功,机械能转化为内能。(师:能量的转化)
师:问题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?
学生回答:变热,这是通过热量传递使这瓶水内能增加。(师:能量的转移)
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,今天要学习能的转化和转移过程中数量之间有什么关系?
二、师生探究
1.自然界存在多种形式的能量
师:如化学能、电能、光能、机械能、内能、原子能等。
2.能量的转化
师:下面请同学们思考以下场景,说说他们之间存在哪些能量的转化。
(1)来回迅速摩擦双手。现象:手发热:机械能转化为内能。
(2)黑塑料袋盛水,插入温度计系好,放在阳光。现象:温度计示数升高:光能转化为内能。
(3)连在太阳电池的小电扇对着阳光。现象:电扇转动起来:光能转化为电能,电能转化为机械能。
(4)钢笔杆摩擦后会吸引小纸片:机械能转化为电能。
教师小结:看来各种形式的能,在一定的条件下是可以相互转化的。
3.能量的转移
师:把一铁块放入盛有水的烧杯中,酒精灯加热烧杯内水,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。这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。像热传递的过程中,能量主要是进行转移。
4.能量守恒定律
师:学生思考,“荡秋千与乒乓球减少的机械能到哪里去了?”是不是能量丢失了?(学生讨论交流)
师:在“荡秋千”与小球的运动中,看似能量减少了,实际在运动过程中,有一部分的机械能转化成了内能。
教师小结:
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。
5.永动机不可能制成。
学生讨论交流:能制成“永动机”吗?
教师小结: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。
三、课堂小结:
1.能量的转化(如:做功)
2.能量的转移(如:热传递)
3.能量守恒定律: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。
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