三、能量的转化和守恒
教材分析：
教材从能量的转化与守恒中，列举出生活中的能量守恒实例来加强教学。
教学目标：
1．知识与技能
●知道各种形式的能是可以相互转化的．
●知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的．
●列举出日常生活中能量守恒的实例．
●有用能量守恒的观点分析物理现象的意识．
2．过程与方法
●通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化．
●通过讨论体会能量不会凭空消失，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．
3．情感态度与价值观
●通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识．
●通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力．
教学重点与难点：
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．
教学器材：教材
教学课时：1时
教学过程：
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。
进行新课
(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。
(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。
小结：
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。
(1)能量守恒定律普遍适用。在形形色色的自然现象中，只要有能量的转化，就一定服从能量守恒规律。从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都服从能量守恒的规律。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。自然界的各种现象都不是孤立的，而是相互联系的。电灯发光跟电流有联系，电能转化为光能反映了这种联系。植物生长更不是孤立的，要靠阳光进行光合作用才能生长，光能转化为化学能反映了这种联系。
(3)能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。人类认识自然，就要根据种种自然现象，总结规律，能量守恒定律就是人类总结出的规律之一，而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科学家费米，在研究β衰变的过程中发现，能量不守恒。于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子，这就是现在已被科学界公认的中微子。这一事例说明了能明守恒定律，已成为人类认识自然的重要依据。
(4)能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。纵观人类科学技术进步的历史，也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史。从原始人钻木取火，到水能利用；从蒸汽机发明，到电能的利用；从太阳能，到核能的利用。人类总是在认识、利用能源，逐步实现能量的转化。
板书设计：
三、能量的转化和守恒
一、自然界存在着多种形式的能量。
二、在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移
三、在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
教学后记：三、能量的转化和守恒
【学习目标】
1、知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道各种能在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3、能列举出日常生活中能量守恒的实例。
【课前预习案】
使用说明&学法指导：
1先通读教材，勾画出本节内容的基本知识点：各种形式的能量是可以相互转化的，能量守恒定律。再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或查阅资料，解决问题。
2.预习案完成时间15分钟。
Ⅰ.知识准备
1、机械能守恒：如果只有动能和势能的转化，机械能的总量保持不变。
2、内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程活塞向上运动，压缩缸体内气体，机械能转化为内能，做功冲程，燃烧产生的高位高压气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能。
3、对物体做功，物体的内能增加，从能量转化的角度上我们说，机械能转化为了物体的内能；物体对外做功，内能减少，物体的内能转化为机械能。一定条件下，内能可以与机械能之间互相转化。
Ⅱ.教材助读
1、能量的转化和转移
①、自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。做p27页想想做做，观察实验所发生的现象，发生了哪些能量转化？
实验1 现象_______________________能转化为_________________
实验2 现象_______________________能转化为_________________
实验3 现象_______________________能转化为_________________
实验4 现象_______________________能转化为_________________
②通过想想做做,我们发现在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化：
摩擦生热，_______能转化为_____能；
水电站里水轮机带动发电机发电，_____能转化为____能；
电动机带动水泵把水送到高处，___能转化为____能；
植物吸收太阳光进行光合作用，____能转化为___能；
燃料燃烧时发热，_____能转化为____能。
③读p27页图14.3-1，按要求试着补充三个能量转化的实例。
④下列现象中，只发生能量的转移而不发生能量的转化的过程是：（理解能量转化和转移的意义）（ ）
A、子弹从枪膛射出 B、用火焰烧开水时，水温升高
C、电灯发光 D、冬天用手摸户外的东西感到冷
2、能量守恒定律
⑤能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量__________________。这就是能量守恒定律。
【课堂探究案】
Ⅰ合作探究
探究一：能量的转化
1、如图，不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，图中给出了两个实例：电能转化为光能，如电灯；电能转化为内能，如加热器。合作讨论，尽可能多的补充图中缺少的实例。
探究二：能量守恒定律
1、停止用力，秋千会越摆越低；掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。就这些现象展开讨论：
①讨论秋千和小球在运动中的能量转化。
②为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪里去了？
③用自己的话总结能量转化和转移当中的规律。
2、如图，是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器将水抽到高处，从而循环工作。请你从能量守恒的角度说一说它能不能一直工作下去？
【我的收获】反思静悟，体验成功
【当堂检测】
1、下列现象中，有能量的转化的是（ ）
A．用酒精灯加热烧杯里的水 B．冬天用热水袋取暖
C．用打气筒打气，筒壁会发热 D．冬天用手摸户外的东西感到凉
2、下面事例中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A．用锤子敲打钉子时，钉子发热 B．古代人们的钻木取火
C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起 D．用通电的电炉加热水，水温升高
3、一物体在沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中（ ）
A．物体的动能转化为重力势能 B．物体的重力势能转化为动能
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能转化为内能
4．火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（ ）
A．机械能→内能→化学→能电能
B．化学能→内能→机械能→电能
C．化学能→重力势能→动能→电能
D．内能→化学能→机械能→电能
5．在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒 D．内能一定守恒
【课外拓展】
你知道吗，能量也会贬值！
我们知道，运动是多种多样的，就其运动形态而论，运动可分为有序运动和无序运动，与此相似，能量也可分为有序能和无序能．一切宏观整体运动的能量和大量电子定向运动的电能都是有序能；而物质内部分子杂乱无章的热运动所具有的能量是无序能．根据能量转化和转移的方向性，有序能可以完全地、无条件地转换为无序能，但有序能不能自动地全部转化为有序能，无序能不能全部被利用，总有一部分要转移到环境中去，无序能转换为有序能是有条件的、不完全的．因此能量的转换特性，导致了能量不仅有“量”的多少，还有“质”的高低．自发进行的能量转换过程是有方向性的，因此可以说有序能比无序能更有价值，具有更高的品质．有一种普遍的自然现象“摩擦生热．由于摩擦过程中机械能转换为内能，即有序能转换为无序能．能量的转化从量级上看没有变化，但从品质上看却降低了，即它的使用价值变小了，能量使用价值的降低称为能量贬值．摩擦使高品质能量贬值为低品质能量．能量贬值是自然界的普遍现象．例如，汽车制动时，由于摩擦，动能转变成地面、空气的内能，这些能量能够自动地用来再次开动汽车吗？显然不能．这些能量虽然没有消失，但是我们却不能利用它我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，但能量的转化或转移，都是有方向性的．因此，不是什么能量都可以利用．
