第三章 能量的转化与守恒[上学期]

第一节 能量的相互转化
【教学目标】
①理解能量转化的普遍性。
②知道利用能量、消耗能量的过程就是能量相互转化或转移的过程。
③能分析具体实例中的能量的转化。
【教学重点与难点】
重点：能在具体情景中分析能量形式的转化
难点：理解能量的相互转化具有普遍意义。
【教学过程设计】
引入 视频演示（雪崩），让学生感受雪崩的威力和危害，同时思考能是如何转化的？
――势能转化为动能
讨论：1、人造卫星在太空中工作所需的电能来自哪里？
　　　　　太阳能（光能）――化学能――电能
　　　2、间歇泉能从断地向外面喷泉，能量从哪里来？
　　　　　热能――机械能
　　　3、青蛙一跃去捕食害虫，如何获得能量？这些能量从哪里来？
　　　　　化学能――机械能
小结：1、自然界中各种形式的能量不能孤立的，不同形式的能量会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。
2、能量转化是个普遍现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
演示实验：氢氧化钠溶于水;硝酸铵溶于水
提出问题：这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？
观看神州六号上天
提出问题：火箭上升时能量怎么转化？
请学生说一说：请你再举一些日常生活中，能量发生转化的例子。
第2节　能量转化的量度
【教学目标】
1、理解功的概念，知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系
2、知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法
3、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法
【教学重点与难点】
功的概念的内涵和外延　能量转化的量度：功、功率
【教学过程设计】
引入 以举重、马拉车为例，说明能量的相互转化。并引出能量转化的量度――功
一、功
读图并思考：从力和运动角度分析，举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车两种情景有什么共同的特点？
――杠铃和马车都受到力的作用，并且在力的方向上都发生了移动。
功：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对该物体做了功。
＊注：1、要搞清楚是什么物体用力，什么物体受力，在力的方向上产生了什么效果。
2、要注意做功与“做工”和“工作”的区别。
3、功必须具备两个要素（力和力的方向上通过的距离）
讨论：塔式起重机下挂着重物，当重物处于①静止不动、②匀速向上运动、③沿水平方向匀速运动三种不同情况时，钢索的拉力是否都对它做了功？
――静止不动和水平方向运动都没对重物做功
　　匀速向上运动对物体做了功
　　强调功所需具备的两个要素。
＊在下列三种情况下，力对物体没有做功：
⑴物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离；
⑵物体受到力的作用，但没有移动距离；
⑶物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离；
二、功的计算
公式：功＝力×距离　　（功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积）
W＝Fs　　
单位：焦（J）或　牛·米（N·m）
计算时需注意的问题：
1、 分清是哪个力对物体做的功，计算功时的F就是这个力
2、 公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离，强调对应
3、 功的单位：功的单位是焦耳，简称“焦”
例题练习
引入：展示两张图片
　　作对比，说明人类生产力的进步，同时也提出两者做功的快慢。
功率――单位时间里完成的功。　　反映该物体做功的快慢。
计算公式：功率＝功/时间　　　P＝W/t
单位：瓦特（W） OR　　焦/秒　（J/s） OR 　牛·米/秒（N·m/s）
　　　――说明物理量的单位可以通过推导的公式来获得
介绍：1、功率是机器的主要指标之一，介绍功率对生产的意义
　　　2、介绍人和部分交通工具的功率值
例题：
　　① 50米3水的质量是多少千克？
　　② 50米3水重是多少牛？
　　③ 用一台水泵把50米3的水提升到距水面30米的一个水箱，这台离心式水泵完成了多少功？
　　④如果水泵把50米3的水抽到离水面30米高处用了1小时。求这台水泵的功率是多少瓦？合多少千瓦？
第5节　认识简单机械
【教学目标】
1、了解杠杆的历史及发展过程；认识机械的使用对社会发展的作用　　　　　
2、知道杠杆是一种简单机械，能找出杠杆的五要素：支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。
3、理解杠杆的平衡条件，知道杠杆省力或费力的原因，知道杠杆使用过程中的能量转化过程
4、了解定滑轮、动滑轮的工作原理，知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆，了解滑轮组及其工作原理
5、理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率
6、通过学生的探究实验，培养学生探究科学规律的兴趣、严谨的科学态度和科学精神，体验科学探究的乐趣
【教学重点与难点】
杠杆、杠杆的平衡条件
【教学过程设计】
引入 引入：介绍阿基米德和他的那句名言（屏幕上出现阿基米德的想要撬动地球的画面，并播放他的原话）。今天就让我们来认识一下这根神奇的杆子吧……
一、杠杆的初步认识
展示生活生产中使用杠杆的情景
――播放利用撬棍撬石头的动态视频画面。
演示：请同学上台操作利用羊角锤拔钉子和用开瓶器开瓶。并提示学生注意观察同学在操作时的动作以及羊角锤、开瓶器的运动特点。
小结：师生共同得出杠杆的基本特征：
①在力的作用下会转动；
②在转动时，杠杆有一个点是不动。
――一根硬棒能够在力的作用下围绕着一个固定点转动，这样的硬棒称为杠杆。
＊同时教师指出实际的杠杆往往是硬棒的变形，并不都是一根直直的硬杆。
播放动态视频画面，分析得出杠杆的要素：支点、动力、阻力。
讨论：在生活和生产中，使用的杠杆的实例，找出它们的支点、动力和阻力。
小结：教师再结合撬棍来分析得出杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
――强调“力臂”是支点到力的作用线的距离，即垂线段的长度。
――从羊角锤、开瓶器、撬棍等实物中引导学生抓住“点－线－距离”等本质，略去表面的差别。得出杠杆的模型。
演示：以用硬棒撬动石头为例，在黑板上进行有关杠杆几要素的作图。
练习作图
二、人体中的杠杆
过渡：其实在人体中还有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。
分析：对课本图片中的手臂、脚部和头部进行有关杠杆的分析。
三、杠杆的历史及发展过程
介绍：古代历史上使用的各类杠杆：舂、桔槔，并播放舂和桔槔的视频片段
介绍：在建造大型的建筑工程时，也很广泛地运用了杠杆，譬如中国的长城、古埃及的金字塔［屏显图片］古代建筑大型工程时的劳动场景，并请学生找出其中所使用的杠杆。
而到了现代，杠杆的使用已变得越来越广泛，深入到了生产和生活的各个角落……
实验：研究杠杆的平衡条件。
杠杆的平衡： 静止状态 或 匀速转动
今天研究杠杆的平衡是指杠杆在水平位置静止不动的平衡。
展示：倾斜但是静止的杠杆
问： 这个杠杆是否处于平衡状态？
生答：（有部分学生潜意思会认为只有水平时才是平衡状态）
不管是水平还是倾斜，只要是静止都叫做处于平衡状态。
画图：处于水平和倾斜状态时的杠杆
分析得出：处于水平位置时，可以使力臂的长度直接在杠杆上直接读出，比较方便；而倾斜时的力臂还得另外用尺测出，不方便。
展示：在杠杆的一侧挂两个钩码。
问： 你能否用钩码让这个杠杆达到平衡？
学生回答：在另一不同位置加钩码，或在同一位置加不同的钩码等。
问： 从中你能得出杠杆的平衡与哪些因素有关吗？——力的大小和力臂的长度
学生实验：
表格：
次数 动力（牛） 动力臂（厘米） 阻力（牛） 阻力臂（厘米） 结论
1 F1*L1=F2*L2
2
3
板书：杠杆的平衡条件
　　 动力×动力臂=阻力×阻力臂
　　
讲解：意义：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
板书：杠杆的应用
图片：各种省力杠杆
问： 这些杠杆有何共同的特点？——省力
省力杠杆
讲解：省力杠杆的原理
结论：省力杠杆中L1>L2 例： 撬棍
图片：各种费力杠杆
问： 有何共同特点？——费力
板书：费力杠杆
讲解：费力杠杆的原理 例：钓鱼杆
图： 托盘天平
问： 为何能用来称量物体的质量？——力臂相等，力的大小相等
这种既不省力，也不省距离的杠杆叫做等臂杠杆
板书：等臂杠杆：L1=L2
归纳：
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应用
省力杠杆 L1>L2F1费力杠杆 L1F2(动力>阻力 省距离 费力
等臂杠杆 L1=L2F1=F2(动力=阻力) 既不省力也不省距离
引入：学校在升国旗的时候，为什么旗手往下拉绳，国旗却往上走？
滑轮――周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子，是属于一种简单机械。
一、定滑轮
演示：用弹簧秤直接称出钩码的重量，然后再通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，获得读数，比较两个读数的大小。
定滑轮的特点：1、滑轮位置固定不动
　　　　　　　2、相当于是一个等臂杠杆（作图进行分析）
3、不能省力
　　　　　　　4、可以改变力的方向
二、动滑轮
演示：通过动滑轮用弹簧秤匀速拉起钩码，获得读数，比较与直接称得的数值，是否不一致？
动滑轮特点：1、滑轮随钩码一起向上运动
　　　　　　2、相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆（作图分析）
　　　　　　3、可以省一半的力（不计摩擦和滑轮重）
　　　　　　4、不能改变力的方向，并且动力移动距离2倍于物体上
升距离。
设疑：定滑轮和动滑轮各有优缺点。那可不可以想一个办法来使滑轮既
可以省力又可以改变力的方向呢？
三、滑轮组
――定滑轮和动滑轮组合起来使用的一种简单机械。
演示：1、如何用滑轮组做到既可以省力又可以改变力的方向？
（先用一动一定来完成，学生上台简单演示）
2、如课本99页实验所示，先用弹簧秤测出钩码和动滑轮总重，然后借助于滑轮组（二动二定）测出提升钩码所需力的大小。（注意动滑轮上绳子的股数）
小结：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
特点：结合演示实验，说明使用滑轮组虽然省了力，但是却费了距离。动滑轮由几根绳子吊着，拉力移动的距离就是重物移动距离的几倍。
引入：使用机械可以给人们的工作带来方便，但在实际使用过程中，我们却做了一些并不希望做的功。
以课本图3－32为例，研究做功的情况。让学生分析得出哪个功是我们所必需要做的？哪个功并不是我们所需要做的，但不得不做的？
小结：必需要做的这部分功叫做有用功；虽然不需要，但又不得不做的那部分功叫额外功或无用功；两者的总和叫总功。
　　　W总＝W有用＋W额外
讨论：在上述例子中，如果考虑绳子的自身重及滑轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？
　　　――克服绳子重力做的功，克服摩擦做的功。
小结：从能量的转化角度来分析，　
总功（人提供的能量）一方面转化为有用功（物体增加的势能）；
另一方面转化为额外功（机械增加的势能或摩擦产生的热能）
机械效率：有用功跟总功的比值，用η表示。η越大，机械工作时能量的利用率越高。
　　　　
在使用机械时，总是尽可能减小额外功以提高机械效率。
实际使用机械时，机械效率总小于1！
提问：出示图片――盘山公路。思考筑路采用这种方式有什么好处？
小结：斜面也是一种简单机械。使用斜面可以更省力。
实验探究：测量斜面的机械效率
第4节　动能和势能
【教学目标】
1、知道物体由于运动而具有的能叫动能，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关
2、知道重力势能及重力势能的决定因素，了解弹性势能及弹性势能的决定因素
3、能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化，了解机械能和其他形式的能的转化实例
【教学重点与难点】
动能、势能　动能和势能的转化
【教学过程设计】
引入 报道：大飞机“害怕”小飞鸟（一）
　　　飞机和飞鸟，一个是钢筋铁骨，一个是血肉之躯，鸟撞飞机岂不是以卵击石？然而，两者在蓝天相遇，飞机真的很怕小鸟。1912年，一只鸥鸟卡入一架飞机的操纵器后，飞机掉入大海，首开鸟毁飞机记录。据统计，仅1960年以来，世界范围内由于飞鸟撞击至少造成了78架民用飞机损失、201人丧生，250架军用飞机损失、120名飞行员丧生。国际航空联合会已把鸟害升级为“A”类航空灾难。那为什么会造成这样的事故呢？（未完待续）
　――原来这都和动能有关
(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。
　　引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”
　　列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。
结论：运动的物体所具有的动能和质量、速度有关。质量越大，动能越大；速度越大，动能也越大。
⑶动能的利与弊
视频演示：台风、洪水、地震、泥石流等对人类的危害
再由学生举例说明动能其它的弊处和对人类的益处（如风力、水力发电，各种动力机械等）
过渡：当我们从工地附近走过时，会看到工地上会有一些安全警示牌，同时你也会特别地小心。请问这些安全警示牌表示什么含义？你又会担心什么？
　　　　　　　　　　　
　　　　当心落物　　　　　　当心吊物　　　　必须戴安全帽
――担心落物。那么落物的动能又是从哪儿来的呢？
　――势能转化而来。
二、势能
㈠重力势能：
定义：物体由于被举高而具有的能。
　探究：重力势能的决定因素是什么？
结论：物体的质量越大，位置越高，具有的重力势能就越大。
㈡弹性势能：
定义：由于发生形变而具有的势能。
　　　由学生举例说明具有弹性势能的各种物体。如弹弓、弩、机械手表等。
演示：以弹弓为例，说明弹性势能的决定因素
小结：弹性势能的大小跟物体的形变的大小有关。物体的形变越大，弹性势能就越大。
过渡：图片――过山车：
开始时，过山车在高处在没有任何动力的情况下高
速下滑至环形铁轨后，便从环内壁向上爬升，并贴着轨
道绕了一圈，然后冲上了凌空的“断桥”。车子在“断
桥”处静止下来，然后又倒着回去，回到了起点，真是
刺激！没有动力，小车是如何动起来的呢？
　　　――是通过势能转化而来的
三、动能和势能的转化
演示：摆球的摆动　滚摆的运动
　　　让学生完成该实验习题有关的空格。
小结：物体的动能和势能可以相互转化。
思考：在上述两个实验中，小球和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点，你知道是为什么吗？
　　　――由于受到摩擦等阻力的缘故
强调：如果没有受到摩擦等阻力，动能和势能在相互转化过程中，机械能的总量保持不变。
说一说：让学生根据课本上的两幅图（撑杆跳、水力发电）来说一说其中能量是如何转变的。
第5节　物体的内能
【教学目标】
1、了解内能的概念
2、理解做功和热传递是改变内能的两种方法，知道做功和热传递过程中能量转化和转移的实质
3、知道热量的概念，知道功和热量都可以用来量度内能的变化
4、知道燃料的热值
【教学重点与难点】
做功是改变物体内能的一种方法
【教学过程设计】
引入面性 我们都知道，运动的物体具有动能，高处的物体具有势能，能够燃烧的物体具有化学能…这些宏观的物体都具有一定形式的能。那么，微观的粒子是否也有能量呢？
一、内能（热能）
视频：红墨水扩散（学生回顾以前所学的相关知识）
　　　――说明温度越高，粒子的无规则运动（热运动）越剧烈
内能：物体内部大量做热运动的粒子所具有的能
举例说明物体的内能，并强调它的特点
＊一切物体都有内能，内能的大小与温度有关。温度越高，内能越大，0℃以下的冰也具有内能。
二、做功可以改变内能
引入：生活体会――冬天时手很冷，经常通过搓手以取暖；用锯条锯木板时，用手摸一下锯条，会觉得很烫；野外生存中取火的一种方法是钻木取火，等等。
演示实验：克服摩擦做功、压缩气体做功
解释：⑴在摩擦生热的过程中，克服摩擦做了功，使物体
的内能增大，温度升高；
⑵活塞压缩空气做功，使空气内能增大温度升高，
达到棉花的燃点使棉花燃烧。.
（摩擦和压缩气体都可以说是对物体做了功）
结论：对物体做功，可以使物体的内能增加
演示实验：气体对外做功实验
　⑴如课本112页的实验
　⑵生活例子：开啤酒瓶，观察瓶口发生的现象。
　⑶加热试管中的液体，沸腾时，可以看到塞子被冲出。
解释：瓶内的气体推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
结论：物体对外做功，本身的内能就会减少。
小结：从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
三、热传递可以改变内能
复习回顾：什么。是热传递？它有哪几种形式？
热传递：使能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的现象。
传导――热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递
对流――通过液体或气体（流体）自身的流动由高温部分向低温部分传递
辐射――热量不通过物体媒介，直接由高温物体发射到低温物体的传递
演示实验：金属杆传热。用酒精灯加热金属棒，棒的一头预先用蜡粘着的火柴会依次落下。
问： 火柴为何会掉下来？ 金属的内能为何为增大？ 为什么会依次掉下来？
结论：内能的转移：不同物体间的转移和同一物体间不同部分的转移。转移的方向是从高温物体到低温物体，或从同一物体的高温部分到低温部分。这就是热传递。
结论：热传递也可以改变物体的内能。实质：内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。
　　　热传递过程中传递的能量的多少叫热量，用Q表示，单位也是焦耳。
讨论：P114 用什么方法使铁屑的内能增加？如果你没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度升高，你能说出究竟采用了什么方法吗？
（加热，摩擦；不能）
小结：改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。
四、燃料的热值
燃烧：一种剧烈的氧化反应。从能的转化角度看，是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
＊注：单位质量、燃料的种类、完全燃烧三个要素。
＊介绍几种常见燃料的热值
讨论：为什么我国“长征”火箭用的燃料是液态氢，而不是汽油？
第6节　电能的利用
【教学目标】
1、理解电功率的概念，知道电器额定功率的含义
2、理解电功率跟电流电压的关系，知道电功的概念，并能进行简单的计算
3、知道电能表是计算消耗通电的仪表，学会家用电能表的读数和计算电器消耗电能的方法
【教学重点与难点】
电功率的概念及计算；电功的计算和电能表的用途和读数
【教学过程设计】
引入 做功可以用来量度能理的转化，请来说说P116的图中有无能量的转化，如果有又是怎么转化的？
图： 播放节目的电视机 电能转化为光能和声能
正在工作的抽油烟机 电能转化为机械能
充电时的应急灯 电能转化为化学能
问： 那么这时是什么在做功呢？——电流
电流通过用电器时做的功为电功
板书：一、电功
符号：W
单位：J
定义：电流通过用电器时做的功
实质：电能转化为其它各种形式的能
讨论：相同时间内，电风扇和空调消耗的电能哪个多？
做功的快慢用功率描述，而做电功的快慢则用电功率表示。
板书：二、电功率：电流单位时间内做的功
描述电流做功快慢的物理量
板书：P=W/t
单位：瓦特或千瓦 1W=1J/s
展示：出示一个电灯泡、一台收音机。说明电器所标注的额定功率和额定电压值。
额定电压――用电器正常工作时的电压。
额定功率――用电器在额定电压下消耗的功率。
提问：灯泡的额定功率60瓦表示什么意义？
　　　――表示电流通过白炽灯1秒内做的功为60焦。
读图：P117：如图所示的铭牌，你能读懂哪些内容？
介绍以下名称
输入功率――用电器消耗的总电功率。
输出功率――电动机（或发电机）输出的有用功率。
探究：出示两个不同额定功率的灯泡，提问学生，灯泡的亮度与电功率有关吗？
　1、作出假设：功率越大，灯泡越亮
　2、设计电路：因为所提供的是三盏额定电压相同的电灯，
所以要进行比较，则需要设计成一个并联电路，并画
出电路图。
3、进行实验，并填表
结论：电功率越大，灯泡越亮
在工作时，用电器的电功率即为实际功率，电压为实际电压。当工作时的实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率也等于额定功率。这时我们才能说额定电功率越大，灯泡越亮。平常看到灯泡的亮或暗只能说明实际功率的大小，不能说明额定功率的大小。
三、电功率的计算
猜测：小灯泡的电功率与哪些因素有关？
　　根据所学的电学知识进行猜测。
1、研究电流与电功率的关系
　设计方案与电路。
　组成并联电路。
　结论：在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。
2、研究电压与电功率的关系
　设计方案与电路。
　组成并联电路。
　结论：在电流相等的情况下，灯泡两端的电压越高，灯泡消耗的电功率越大。
　通过上述两个实验得出电功率的决定因素。实验中注意控制变量法的应用。
＊电功率计算：等于通过这个电器的电流与这个电器两端电压的乘积。
　　　　　　P＝UI　　　单位：瓦特　或　伏·安
想一想：根据欧姆定律，还能够得到有关求P功率的计算公式有哪些？
　　 P＝U2/R P=I2R
四、电功的计算
――电流做功的大小由哪些因素决定？
即：电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。
　　　W＝UIt　　
根据欧姆定律可推导出：
W＝I2Rt W=U2/Rt　（注：推导式在纯电阻电路中方可使用）
　　单位：焦、伏·安·秒
例：.一个电灯的电阻484欧，接在220V电源上使用，消耗了　6.0×104J的电能。求通电时间多长？通过它的电流是多大？
在串联电路中：W1：W2＝R1：R2
在并联电路中：W1：W2＝R2：R1
五、电能的测量
电能表（又称“千瓦时计”，俗称“电度表”）
　　　――可以直接测量某段时间家中消耗了多少电能。
计量单位：千瓦时　kW·h　
　　　　　1千瓦时＝3.6×106焦
使用方法：联接在进户线上，计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用户的用电度数。
图：
5 7 4 3 6
7月20日
5 8 6 7 8
8月20日
5867.8-5743.6=124.2度（千瓦时）
思考：P121 在图3—64所示的电能表上，写有“220V 5（20）A”以及“600revs/kW.h”等字样，它们各表示什么意义？
（220V表示电能表的额定电压；5A表示电能表的额定电流；20A表示此电能表允许通过的最大电流；600revs/kW.h表示该电能表每转600转电路中消耗1千瓦时的电能。）
*实验：如何用电能表粗略地测量用电器的电功率：
　⑴测量原理：P＝W/t
　⑵需要测量的数据：时间t、电能表转盘的转数。
　⑶需要的测量工具：秒表
第7节　电热器
【教学目标】
1、熟悉常用的电热器，知道电热器是利用电流热效应工作的
2、理解电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，理解焦耳定律
3、初步学会运焦耳定律进行简单的计算
【教学重点与难点】
焦耳定律
【教学过程设计】
引入 图： 各种电热器
问： 这些用电器在工作时，什么形式的能转化为什么形式的能？
一、电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
主要是利用电流的热效应进行工作的用电器就是电热器。
主要元件是发热体，由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的。
二、电流热效应的利与弊
学生讨论：热效应的利与弊。
――优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度
――缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会烧毁绝缘层而引发火灾；
　　　　　②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构（散热窗）。
三、电热的计算
㈠探究电热与哪些因素有关
1、提出问题：电流通过导体产生的热与哪些因素有关呢？
2、学生猜想：可结合生活经验，并说明简单的理由
3、设计实验：出示实验装置，思考采用什么方法和如何利用实验仪器来进行实验。　
　　　　　　　注意控制变量法的使用
⑴控制t、I相同，研究电阻与热效应的关系
⑵控制t、R相同，研究电流与热效应的关系
⑶控制I、R相同，研究时间与热效应的关系
4、进行实验：略
5、获得结论：当电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多；
　　　　　　当电阻相等时，电流越大，电流产生的热量就越多；
　　　　　　通电的时间越长，电流产生的热量就越多。
三、焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体
的电阻成正比，跟通电时间成正比。
Q＝I2Rt
四、电热计算的方法
思考：电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能？
　　　――电熨斗
①若电流所做的功全部转化为电热器的内能，即为纯电阻电路，则：
　W＝Q　　所以，Q＝W＝UIt＝I2Rt
　　　　　　也可　Q＝W＝Pt
②若电流所做的功只有一部分转化为热，则只可用焦耳定律来计算
第8节　核能的利用
【教学目标】
1、知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式　
2、了解和平利用核能的方式
3、了解核能和平利用的进展，了解核能的优点和核能开发可能带来的问题
【教学重点与难点】
核裂变
【教学过程设计】
引入 通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹的事情件引出核变。
一、裂变和聚变
1、核裂变
　――质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。
　举例：中子轰击铀235产生核能
链式反应（chain reaction）：如果产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致一系列铀核持续裂变。
原子弹――根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果！
2、核聚变
　――2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
　举例：氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，同时放出大量能量。
　由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生，所以也叫热核反应。
氢　弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。
设疑：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制核能的释放？
二、核能的和平利用――核电站
讲授：如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。
　　可介绍如何控制核裂变的反应速率
＊核电站
　――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。
思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？
　　　　　　　　核能→内能→机械能→电能
三、放射线
讲授：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线
　　　如以下三种：
　　α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核
　　β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流
γ射线：电中性
放射线的益与害：
大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制则可以为人类做许多的事，举例说明。
第9节 能量的转化和守恒
【教学目标】
1、知道各种形式的能可以相互转化，能举出日常生活中能量转化的例子。
2、理解能的转化和守恒定律，能用能量守恒观点分析自然现象。
3、初步了解现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
【教学重点与难点】
能的转化和守恒定律
【教学过程设计】
引入 将下列字词排成正确的顺序，并讲述一个相关的小故事。
（1）树木 太阳 燃煤电厂 剃须刀（正在充电）
（2）小麦 人（进食） 太阳 自行车
各图名称的顺序： 太阳 树木 燃煤电厂 剃须刀充电
能量转化的顺序： 太阳能 化学能 电能 化学能
各图名称的顺序： 太阳 小麦 人进食 自行车
能量转化的顺序： 太阳能 化学能 化学能 机械能
一、各种形式的能
下面这段材料中有哪些我们以前学习了的能的形式？
“铃——”，汤姆被闹钟振动的声音唤醒，迷迷糊糊中他打开床头台灯一看，钟面液晶显示7：00，汤姆马上起床穿上衣服。他打开煤气热水器放出热水刷牙，洗脸，然后把面包拿到电烤箱里，再冲上一杯牛奶。吃完早餐，汤姆匆匆忙忙地拿起书包，骑上自行车去学校了。
我们已学习了 能， 能， 能， 能， 能。
二、各种形式的能可以相互转化
1、在教室中用现有条件做几个能的转化实验，体会能的转化。
如：①摩擦双手发热
②用笔杆子摩擦衣服或头发靠近小纸片
③……………………
2、小组间活动：两个小组举日常生活生产中能转化事例，另两个小组同学回答能量转化情况。
结论： 。
三、能的转化和守恒定律
1、实验：掉在地上的弹性小球越跳越低。
在课堂上讨论“掉在地上的弹性小球为什么越跳越低”这一问题时，有三位同学发表了不同看法。
小强说：“这是因为小球每一次落回到地面时，地面都会把一部分能量给小球，只不过每一次给的能量在不断减少，所以就越跳越低。”
小雅说：“这是由于小球每次落下时都损失了一部分能量，所以越跳越低。”
小敏说：“都不对，小球并没有获得或损失能量，只不守它本身的能量转化成了空气、地表、它本身的其他形式的能量，致使它的动能越来越小，所以越跳越低。”
请你分析一下。哪位同学的说法是正确的？
2、分析思考：一杯放在桌上的热水冷却，此过程有能的转化吗？热水的热能消失了吗？
结论：能全既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体而能的总量 ，这就是能的转化和守恒定律，也称 。
小组讨论：
（1）你认为哪几个是关键词，如何理解？
（2）电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？如不相等，是否意味着能量不守恒？
（3）我国有句谚语“要使马儿跑得快，又要马儿不吃草”比喻现实生活中不可能的事，请大家分析此比喻是否有科学道理？
（4）此定律是否需条件？
（注：能的转化和守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一。）
三、学生阅读材料“永动机”
思考：
①永动机为什么不能制造？ ②从中你受到什么启发？
③右图是两位发明家自制的永动机模型。你能否与其他同学讨论一下，它们能永动吗？
四、能量的转移和转化的方向性
问：“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事件是不可能发生的。那遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？
试分析汽车制动时，由于摩擦，动能转变地面、空气的内能，这些能量能够自动地用来再次开动汽车吗？
问：一块炽热的铁块投入水中时，能量是怎么转移的？能否反方向进行？
当杂技演员沿竹竿下滑时，能量是怎么转化的？追问内能与重力势能之间能否反方向进行？
归纳：能量的转移和转化有一定的方向性。