四、能量转化的基本规律
教学目标
知识与技能
(1)知道能量是可以转移和转化的．
(2)知道能量守恒定律，并能用它来解释有关简单的实际问题．
(3)初步了解能量转移和能量转化的方向性．
过程与方法
(1)通过实验能运用能量守恒定律分析“永动机”失败的原因．
(2)以思考、讨论为主体会能的转化有方向性．
情感态度与价值观
(1)学会用辩证唯物主义的观点看问题．
(2)培养学生将所学知识服务于社会的意识和能力．
教学重点难点
重点：能量转化和守恒定律．
难点：对能量转移和转化的方向性的认识．
教学过程：
导入新课
回顾“机械能和内能”一章中机械能的转化问题．并请同学谈谈自己的认识．既然动能和势能可以互相转化，那么，自然界中不同形式的能量之间是否也可以互相转化呢?在转化过程中能量又遵循何种规律呢?这就是我们今天要研究的问题．
历史上曾经有不少人企图发明一种可以不消耗能量，又能不断对外做功的机器，号称永动机。同学们你们认为这种设计叮行吗?
学生争议．
这种机器最终以失败而告终，为什么?今天我们将研究这个问题．(设疑引入)
乒乓球下落过程中，弹起高度越来越小；将单摆拉到适当高度放手后自由摆动过程中摆起的高度越来越小．乒乓球和单摆在运动过程中能量是如何转化的?
学生回答．
在转化的过程中，弹起高度越来越小，单摆摆起的高度越来越小，是不是因为能量在转化过程中逐渐减少呢?(错误经验引入)
解读探究
1．能量的转化和转移
想一想：自然界中各种形式的能之间是可以相互转化的．同学们能举出一些实例证明这个观点吗?
说一说：汽轮机带动发电机发电(机械能一电能)电动机带动风扇转动(电能一机械能)
光电池提供电压(光能一电能)
白炽电灯发光(电能一内能一光能)
燃料燃烧(化学能一内能)
讨论交流：同一种形式的能量在物体中可以转移吗?(学生展开讨论交流)
议一议：小孩在水平地面上弹玻璃小球，当甲球从手中弹出而撞击静止的乙球后，乙球即沿地面向前滚动．在此过程中，乙球获得的机械能从何而来?这个现象说明了什么?(学生各抒己见，充分发表自己的观点)
点 拨：乙球获得的机械能从甲球传递而来．说明同一种形式的能量可以在物体之间转移．
讨论交流：请同学说出各例中是什么能量发生转移?转移是怎样进行的?
总 结：草通过光合作用吸收太阳能，兔子吃草吸收草的能量，人或其他动物吃兔子吸收兔子的能量，人通过吸收食物的能量才能进行各种运动．自然界中的能量在不停地转移和转化，我们是在能的转移和转化过程中利用能量的．
2．能量守恒定律
看一看：引导学生看课本活动“水滴实验”．
做一做：仿照课本图18一14(a)、(b)利用棉纱吸水提高水位．看一看什么情况下棉纱带能使杯中的水滴下?(a图中的水能滴下，b图不能)
总 结：“永动机”失败的原因说明自然界存在一条法则：我们不可能无中生有地获得能量科学家经过长期探索终于发现各种形式的能量在相互转化时遵循一种规律，即能量的转化和守恒定律。
能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，恩格斯把它称作“伟大的运动基本定律”。自然界的一切变化过程，小到原子世界，大到宇宙空间，只要有能量的变化，都无一例外地严格遵循能量守恒定律。
3.能量转移和转化的方向性
看一看：引导学生看P95，图18-16和图18-17：
由图18-16得知：瀑布飞流而下，这是因为自然状态下水总是从高处流向低处。
由图18-17所示，热水中的冰块逐渐融化，这是自然状态下热量总是从高温物体传递到低温物体。
想一想：以下情况会发生吗？
（1）如图18-18，你坐在房间里，房间里充满空气。突然，这些空气自行聚拢到某一个角落，使你窒息。
（2）如图18-19，一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。
总 结：以上情况并不违反能量守恒定律，但却不可能发生。这是因为，自然界中许多自发的过程都是由方向的，或者说能量的转化和转移是有方向的。
能量守恒定律以及能量转移和转化的方向性原理将我们对自然界各种现象和各个学科的认识联系起来，是人类从事生产活动和社会活动所必须遵守的基本准则之一。
小结：
引导学生总结：通过本节课你学到了什么？
作业布置：
讨论课本96页WWW的两个题目，并作出解释。
四、能量转化的基本规律
教学目标
(1)知道能量是可以转移和转化的．
(2)知道能量守恒定律，并能用它来解释有关简单的实际问题．
(3)初步了解能量转移和能量转化的方向性．
教学重点难点
重点：能量转化和守恒定律．
难点：对能量转移和转化的方向性的认识．
教学准备
脸盆、毛巾、清水、棉纱
教学设计
一、导入新课
在前面几节课中，我们学习了能源的一些知识，请同学们回忆一下，火力发电的过程中能量是如何转化的？
通过这个例子我们可以发现，实际上，我们是在能的转化或转移过程中利用能量的。同学们能不能找到一些例子来说明这个问题？
由于能源在生活和工作中所处的重要地位，历史上曾有人设想，如果能设计出不需要消耗能量而能自动运转的机器该有多好！你有过这种想法吗？
二、合作探究
1、能量守恒定律
引导学生看教材活动“滴水实验”。
仿照课本图18-15（a）、（b）利用棉纱吸水提高水位。看一看什么情况下棉纱带能使杯中的水滴下？
现象：（a）图中的水能地下，（b）图不能。
小姐：“永动机”失败的原因说明自然界存在一条法则：我们不可能无中生有地获得能量。科学家经过长时间的探索终于发现：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变，这就是能量转移的守恒定律。
自然界的一切变化过程，只要有能的变化，都无一例外地遵循能量的转化和守恒定律。
2、能量转移和转化的方向性
思考：既然能量是守恒的，能量就不会消失，那么，为什么会产生能源危机呢？
引导学生阅读课本“能量转移和转化的方向性”的内容。
猜想：自然界中水自动从高处流向低处，热量总是从高温物体传到低温物体。反过来，水能自动从低处流向高处，热量能从低温物体传向高温物体吗？
讨论：烧开水时，燃烧的煤、天然气的化学能转化为水的内能。当水渐渐凉下来时，水减少的内能会不会全部恢复为煤或天然气的化学能？行驶中的汽车克服摩擦阻力，使地面和车轮变热，机械能转化为内恩那该，地面和车轮的内能能否推动汽车行驶呢？电能可以使点灯发光，同时产生内能散失在空气中，这些内能能自动转化为电能吗？
小结：显然，上述问题的答案都是否定的，你还能举出类似的例子吗？
三、课程小结
以上事例说明在能量转化和转移过程中，是有方向的。即在能量转化和转移过程中，总会有一部分能量转化成热散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。也就是说，能量经转化后，可利用的能量只会减少，而不会增加，因此节能和如何有效的利用能源是当前的重要课题。这也是能量守恒和能源危机不矛盾的原因。
四、作业布置
讨论WWW的两个题目，并作出解释。
