3.1 能量及其形式 教案

能量及其形式
【教学目标】
1．结合具体例子认识能的多种形式(机械能、化学能、声能、电磁能等)；
2．能在具体例子中识别能量的形式；
3．通过对日常生产生活中各种能量的了解，知道能量在生产、生活中具有普遍意义。
【教学重难点】
1．认识能的多种形式(机械能、化学能、声能、电磁能等)；
2．理解什么是能量。
【教学过程】
一、课题引入：
师：同学们好，今天我们一起学习《能量极其形式》。2016年的9月4日—5日，大家知道我们杭州有什么重要会议吗？
生：“G20”峰会！
师：对，届时世界上许多国家的首脑将汇聚杭州，共谋发展。作为杭州人我们很自豪，很骄傲。今天我们一起来设计一款概念车，为“G20”峰会献礼。或许有同学会问，什么是概念车？简单地说就是“未来的车，想象中的车”，请大家开动你的脑筋，发挥想象，为我们的概念车出谋划策，好不好？
生：好！
学习能量的各种形式（任务驱动）：
师：看！现在概念车处于什么状态？
生：静止。
师：现在想让车动起来，除了用手推或者用马拉，你还有其它方法吗？好，先小组讨论一下！等会儿一起分享。
小组讨论1—2分钟……
师：下面请小组汇报一下，谁先来？
生：装电池；装太阳能电板；风吹；汽油机；原子核；蒸汽；斜面（抬高）；……
师：这些物体都能让车动起来，有什么共同特点？
生：都具有能量。
师：关于能量，我们小学知道有风能、水能、太阳能等。到初中我们将更深入学习能量的形式（贴出板书——能量的形式）。
师：风吹和手拉都在做哪种最简单的运动？
生：机械运动。
师：这些做机械运动的物体我们说它具有机械能，你还能举一些具有机械能的物体吗？
生：流动的水、游动的鱼等等
师：这里的电池给车提供什么形式的能呢？
生1：电能有不同意见吗？
生2：化学能
师：谁对呢？我认为都有道理。其实电池内部含有的是化学能，而输出的是电能。那么这里的汽油内部也含有什么形式的能量？
生：化学能
师：你怎么知道的？
生：因为它燃烧后能释放热量。
师：对，所有的燃料都储存化学能。那它内部储存有化学能吗？（先后出示苹果和树枝）
生：都有，因为食物可以吃，人和动物从食物中获取化学能。树枝干枯以后至少可以燃烧。师：太阳能中其实包含光和热，这里的太阳能汽车主要是吸收什么呢？
生：光
师：光含有的能小学我们把它叫光能，到初中我们还可以更深入分析，光的本质是什么？
生：电磁波
师：对，光是电磁波的一种，所以它属于电磁能的一种。电磁辐射具有的能我们都把它叫电磁能。其实我们身边有很多电磁能，你能举例吗？
生1：天地对话用到电磁波，具有电磁能。
生2：遥控器发射红外线，是电磁波具有电磁能。
生3：手机能辐射电磁能。
师：当电磁能超过一定强度，会对人体有危害。你对我们平时手机的使用有好的建议吗？
生1：少玩游戏。
生2：少打电话、用耳机接听等
师：据科学研究，当手机信号弱时，接听或拨打电话，手机辐射的电磁能大大增加，所以最好不要的地铁或高速移动的交通工具上接听或拨打电话。
师：原子核内呢？
生1：具有核能，因为我们的核电站就是利用核反应产生核能来发电的。
生2：还有核动力航母等。
师：水蒸汽中含有热能等等各种各样的能量。
师：讲到“概念车”的运动，我小时候就有想法，有谁知道要让马运动，除了用马鞭，嘴巴一般怎么喊？
生：“驾！”，停止喊“吁！”
师：对，那么我们能否实现“概念车”也一喊就动起来呢？
生：可以。因为声音具有能量。
师：你怎么知道声音具有能量？
生1：比如我们学校旁的工地上，很吵，头都让它搞大了。
生2：比如我们亚丁湾海军装备的声波武器，可以驱散海盗。
生1：比如我们《功夫》电影中周星驰的“狮吼功”能把房屋都掀翻。
师：当然电影是一种艺术，用了夸张的手法，不太真实。我们现实生活中确实也有类似的“狮吼功”，请看视频。（点击视频）总结：其实让让车动起来的方法很多，但都需要能量，而且能量的形式可以多种多样的。（板书大括号）
想象没有能量的世界：那么反过来，如果没有能量呢？这车就动不起来，下列情景能发生吗？
生：都不能发生。
师：那么你能想象一下，如果没有能量，我们的学习或生活会怎样呢？这将是一个怎样的世界？
生1：没有光和热，到处冷冰冰；
生2：没有任何动静，到处静悄悄；
生3：整个世界死气沉沉。
二、总结：
有了能量，我们的生活才多姿多彩，自然界中各种运动和变化都与能量有关。
请分析以下两种现象与哪些形式的能量有关：
1．雷电交加的场面非常壮观，那么雷电具有哪些形式的能呢？（电能、电磁能、声能）
2．来回摇晃一下手摇手电筒，手电筒的小灯泡就能发光。在摇动手电筒的过程中，手电筒具有什么形式的能呢？（机械能、电能、电磁能、热能）
三、认识能量：
讲了那么多能量的形式，那么到底什么是能量呢？能量非常抽象，要理解它并不容易，我们先来分析一个实验：伽利略理想实验。
师：由于这个实验比较简单，所以同学们先自行阅读《实验任务单》，上面有详细的实验器材、实验操作步骤和要求。
生：阅读《实验任务单》
师：大家对实验器材和步骤有疑问吗？
生：怎么调节斜面的坡度。
师：说明调节方法。
师：还有什么问题吗？（如没有）老师还有2个问题，如何确定小球滚到右边斜面（乙、丙）最高点？
生：第一次滚到的最高点为准。（注意作好记号）
师：第2个问题是为什么同种情况要做三次？
生：为了防止实验出现偶然性。
师：下面开始实验并完成《实验任务单》上的问题。
生：学生实验（3分钟）
师：下面开始汇报一下各组的实验结果。
生：小球在最低点自由释放，不能滚动。将小球抬高到一定高度静止释放，斜面较陡和较缓小球能滚动的高度相同。
师：实验结果和这组一样的请举手。你这组结果不同，你的结果怎样？
生：斜面较缓时滚的稍微高一些。
师：你觉得什么原因造成与人家不同的结果呢？
生：我的实验可能更准确，因为可能不同坡度的摩擦阻力不同。
师：大家认为他分析的有道理吗？
生：我觉得他是对的。
师：我也觉得他是对的，实验很认真，而且很会动脑筋，值得大家学习。那么假如没有摩擦力，大家猜猜会怎样呢？
生：一样高。
师：和谁一样高？
生：不管斜面坡度陡还是缓，都与甲斜面的起始高度一样高。
师：你能解释为什么吗？
生：小球好像“记住”了原来的高度了？
师：为什么能记住呢？其实在整个过程中，小球牵涉到的是两个量，一个是小球被抬高时获得的与高度有关的量，（左边记作A，右边记作A’），另一个是小球滚动时获得的与速度有关的量（左边记作B，右边记作B’）。当小球往下滚时，高度降低，速度增大，A转化为B．而到第二斜面时，刚好相反，B转化为A．如果没有摩擦阻力时，这两个量的和是不变的，当左边释放时B为零，右边最高点时，B也是零，当然左右两边的A相等，即小球记住的实质是与高度有关的量A，这个量我们把它称为能量，简称能。当然B也是一种与速度有关的能量。
师：这是刚才同学们总结出的3个结论中，你认为哪些是事实？哪些是推论？
生：第1．2句是事实，第3句是推论。
师：所以这里应用了什么科学方法？
生：事实加推论、控制变量法、实验法、观察法
师：我们继续推理下去，如果将右边斜面掰平成丁斜面，如果不计摩擦阻力，小球将怎样运动呢？
生：保持匀速直线运动下去。
师：你能解释一下吗？
生1：因为与高度有关的量A为零，则与速度有关的量B就保持不变。
生2：小球想达到原来的高度，但永远达不到，只能永远运动下去。
师：这种运动状态，让你想到运动和力的什么定律？
生：牛顿第一运动定律。
师：对，其实在牛顿总结出第一运动定律之前，伽利略就通过理想实验证明了“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”。牛顿自己都谦虚地说：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”
师：好，通过与伽利略和牛顿的对话，我们的课接近尾声，你通过本节课学到了什么？
生1：我知道了自然界不能没有能量，能量无处不在。
生2：我学到了能量的新形式电磁能、声能。
生3：我理解了什么是能量。
师：除了学到知识外，本节课用到了什么科学方法？
生：事实加推理的方法、理想化法、控制变量法、实验法、观察法等。
师：通过今天的学习，我们知道概念车要动起来需要能量，但有能量就能推动概念车运行了吗？比如：有了电能，它一定能运动吗？是否需要电动机，那么电动机在这里有什么作用呢？再比如电动机和柴油机在推动概念车的效果谁更好呢？关于能量的知识还有待我们继续学习探究。但由于时间的关系，今天的课我们就先上到这里，同学们再见！