教案能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律

1、§18.4 能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)內(nèi)容是對(duì)本章及以前所學(xué)物理知識(shí)從能量的觀點(diǎn)進(jìn)行了一次綜合、深化和再認(rèn)識(shí)教材首先分析自然界中各種能量之間的轉(zhuǎn)化，揭示它們之間的本質(zhì)聯(lián)系：能量，并分析一系列熟知的能量轉(zhuǎn)化的事例，指出能量的轉(zhuǎn)化與守恒最后闡述了能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的普遍性和重要性 能量守恒定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，列舉能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，是學(xué)生理解和掌握能量守恒的基礎(chǔ)，因此在教學(xué)過(guò)程中要充分利用學(xué)生已知知識(shí)，對(duì)這些實(shí)例中的能的轉(zhuǎn)化進(jìn)行具體分析在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)定律的兩個(gè)方面：轉(zhuǎn)化與守恒另外還要強(qiáng)調(diào)該定律的普遍性和重要性，可列舉19世紀(jì)的自然科學(xué)史對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育“能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性”是本

2、節(jié)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)教學(xué)時(shí)借助學(xué)生熟悉的生活實(shí)例介紹，并幫助他們初步了解有關(guān)知識(shí)教材中是以“水往低處流（黃果樹(shù)瀑布）”“熱水中的冰塊”等引入“自發(fā)過(guò)程”及其方向性問(wèn)題的，其中功熱轉(zhuǎn)換過(guò)程、熱傳導(dǎo)過(guò)程以及氣體自由膨脹過(guò)程的方向性問(wèn)題，在教學(xué)中應(yīng)通俗且不違背科學(xué)地解釋有關(guān)問(wèn)題?！窘虒W(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化2知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例3初步了解在現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性4、認(rèn)識(shí)到日常生活中合理利用能源與節(jié)約能源的重要性。二、過(guò)程與方法 1能在觀察物理現(xiàn)象或物理學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。有初步的提

3、出問(wèn)題的能力。 2通過(guò)參與科學(xué)探究活動(dòng)，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)研究方法的重要性。有對(duì)信息的有效性作出判斷的意識(shí)。 3學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律，嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問(wèn)題。有初步的分析概括能力。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1能保持對(duì)自然界的好奇，初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，對(duì)大自然有親近、熱愛(ài)、和諧相處的情感。2具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理。3養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，不迷信權(quán)威，具有判斷大眾傳媒是否符合科學(xué)規(guī)律的初步意識(shí)。【重點(diǎn)難點(diǎn)】1、能量轉(zhuǎn)化與守恒2、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化有一定的方向性【教學(xué)器材】演示用玻璃毛細(xì)管一套、適量紅墨水、燒

4、杯兩只、水、少量棉花。【課前準(zhǔn)備】上網(wǎng)查詢有關(guān)歷史上的永動(dòng)機(jī)方案，能大概說(shuō)明它不能永動(dòng)的原因?！窘虒W(xué)過(guò)程】1 / 10教學(xué)階段與時(shí)間分配教師主導(dǎo)學(xué)生主體點(diǎn)評(píng)一、復(fù)習(xí)與引入(約5鐘)請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第一段，并注意回答以下問(wèn)題：1、舉例說(shuō)明什么叫能量的轉(zhuǎn)移？什么叫量的轉(zhuǎn)化？2、煤、石油、天然氣在燃燒的過(guò)程中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。3、高溫蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過(guò)程中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，再轉(zhuǎn)化_能。4、電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。電流通過(guò)白熾燈或熒光燈，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，電流通過(guò)電解槽，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。5、內(nèi)燃機(jī)在工作過(guò)程時(shí)，在做功沖程中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，在壓縮沖程中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。6、蓄電池在放電的過(guò)程

5、中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，充電的過(guò)程中，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。板書(shū)1：能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化看書(shū)思考：1、轉(zhuǎn)移：熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。轉(zhuǎn)化：摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2、化學(xué)能、內(nèi)能。3、內(nèi)能、機(jī)械能、電能4、電能、機(jī)械能。電能、光能。電能、化學(xué)能。5、內(nèi)能、機(jī)械能。機(jī)械能、內(nèi)能。6、化學(xué)能、電能。電能、化學(xué)能。1、培養(yǎng)學(xué)生閱讀與、理解與思考的能力。2、這些思考題可以用課件的形式投影在屏幕上。二、永動(dòng)機(jī)能否制成。(10分鐘)1、由于能源對(duì)于我們的生活與工作實(shí)在是太重要了，同學(xué)們可以設(shè)想一下，我們的生活中如果沒(méi)有電能會(huì)怎樣？如果沒(méi)有汽油或柴油會(huì)

6、怎樣？2、由于能源的重要性，所以歷史上曾有人想制造出不要消耗能量，又能對(duì)外做功，又能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械呢？(就是大名鼎鼎的達(dá)芬奇也曾有過(guò)這種想法。)3、學(xué)生活動(dòng)1：在一燒杯中盛入紅水，將棉花捻成條狀，將其一端放入燒杯中，另一端用手提著，觀察現(xiàn)象。若將另一端懸掛在外面，并且低于水面，再觀察現(xiàn)象。1、電燈不亮、晚上會(huì)一片漆黑等等。如果沒(méi)有汽油或柴油，大部分交通工具都會(huì)癱瘓，給人們的出行帶來(lái)不便。2、學(xué)生思考生活中有沒(méi)有這樣的機(jī)器，有的學(xué)生可能舉出一些例子，通過(guò)分析讓學(xué)生知道，它們都是要消耗某一種形式的能量的，這些能量一旦停止供給，機(jī)械就會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3、實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生觀察現(xiàn)象：紅色墨水會(huì)順著棉花向上運(yùn)動(dòng)。

7、紅色墨水會(huì)順著棉花向上運(yùn)動(dòng)，并從另一端出來(lái)。1、通過(guò)學(xué)生回答與思考，讓學(xué)生知道能源對(duì)于我們的生活與工作的重要性。1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)2來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)1，至于分子間的作用力，一帶而過(guò)，不必在此停留。演示實(shí)驗(yàn)2：用內(nèi)徑不同的毛細(xì)管演示毛細(xì)現(xiàn)象，同學(xué)們觀察此實(shí)驗(yàn)中液體上升的高度有什么規(guī)律？由于毛巾是由若干纖維組成，而纖維與纖維之間就象若干細(xì)管一樣，液體會(huì)順著這些細(xì)管向上運(yùn)動(dòng)。問(wèn)：實(shí)驗(yàn)1對(duì)你有什么啟發(fā)？師：這樣的猜想正確嗎？如果真能通過(guò)毛巾將水從低處抽向高處，我們就可以做成下左圖所示的“永動(dòng)機(jī)”。事實(shí)上，它是不可能永動(dòng)的，為了說(shuō)明這一現(xiàn)象(演示實(shí)驗(yàn)3)，請(qǐng)注意上右圖所示的實(shí)驗(yàn)，你觀察到什么？要想使水從棉紗的另一端

8、滴出來(lái)，必須滿足什么條件？通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可知：棉紗不可能自動(dòng)地將水從低處抽到高處，相反，它會(huì)將上方容器里的水抽向低處。所以，上右圖所示的永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。板書(shū)2：永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。(永動(dòng)機(jī)是指那些不需要消耗能量，又能源源不斷地向外做功的機(jī)器)實(shí)驗(yàn)2：內(nèi)徑赿細(xì)，液體上升得赿高。思考并猜想：可以將水從低處引向高處。觀察永動(dòng)機(jī)的圖片并思考：在媒體上好象聽(tīng)說(shuō)過(guò)，永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，這樣的永動(dòng)機(jī)可能永動(dòng)嗎？問(wèn)題會(huì)出在什么地方呢？觀察到：右邊的棉紗有水滴出，而左邊沒(méi)有。當(dāng)容器外的棉紗低于水面時(shí)，才會(huì)有水滴出。2、關(guān)于內(nèi)徑赿細(xì)，液體上升得赿高，讓學(xué)生知道這個(gè)現(xiàn)象，并向?qū)W生說(shuō)明，目前的知識(shí)還不能夠解釋

9、。3、通過(guò)投影，展示永動(dòng)機(jī)的圖片。4、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力三，能的轉(zhuǎn)化與守恒定律(10分鐘)問(wèn)：上述永動(dòng)機(jī)為什么不能制成？因?yàn)樗`反了自然界中一個(gè)重要的規(guī)律，這就是能量守恒定律：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總能量保持不變。板書(shū)3：能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的內(nèi)容問(wèn)：水滴永動(dòng)機(jī)是如何違反能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律的？(教師引導(dǎo))學(xué)生齊聲朗讀后再背頌。學(xué)生思考：水滴的重力勢(shì)能不斷增加，不停地對(duì)水輪機(jī)做功，而沒(méi)有消耗其它的能量。能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律、細(xì)胞學(xué)說(shuō)、生物進(jìn)化論被馬克思稱(chēng)為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)。能量守恒定律的建立經(jīng)歷

10、了100多年的漫長(zhǎng)歷史，永動(dòng)機(jī)的不可能實(shí)現(xiàn)，是導(dǎo)致能量守恒定律確立的一個(gè)重要線索。歷史上曾有很多的人從事永動(dòng)機(jī)的制作(其中也有在科學(xué)史上名聲顯赫的人，如達(dá)·芬奇)，都以失敗而告終，1755年，法國(guó)科學(xué)院宣布，不再審查有關(guān)永動(dòng)機(jī)的任何設(shè)計(jì)。分析幾個(gè)能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的例子(1)，將一高溫物體放入冷水中，在不計(jì)能量損耗的情況下，內(nèi)能是如何守恒的？（2）一個(gè)物體從高處自由落下，機(jī)械能是如何守恒的？(3)一個(gè)小朋友從滑滑梯上勻速滑下，動(dòng)能不變，勢(shì)能在減小，所能量不守恒，你怎么看？如有可能，可以再讓學(xué)生分析幾個(gè)永動(dòng)機(jī)。如下圖： (1)Q吸=Q放(2)動(dòng)能加勢(shì)能保持不變，動(dòng)能增加，勢(shì)能一定減小。(3

11、)機(jī)械能不守恒，在減小，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，摩擦生熱，但總能量仍守恒。這兩個(gè)永動(dòng)機(jī)主要從兩邊的力矩平衡去考慮。每一條科學(xué)規(guī)律的誕生，都要經(jīng)歷艱難的歷程，向?qū)W生說(shuō)明科學(xué)探究是沒(méi)有捷徑可走的，學(xué)習(xí)也是這樣。四、能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性(10分鐘)自然界中許多自發(fā)的過(guò)程都是有方向性的。請(qǐng)學(xué)生們思考以下幾個(gè)問(wèn)題1、熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能的轉(zhuǎn)移有什么規(guī)律？?jī)?nèi)能能否自發(fā)地由低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體？假如能，它違反能量守恒定律嗎？這個(gè)世界會(huì)變成什么樣，列舉一兩個(gè)例子。內(nèi)能的這種轉(zhuǎn)移說(shuō)明了什么？(請(qǐng)注意“自發(fā)”)2、在氣體膨脹做功的實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，膨脹出去的氣體能否再自動(dòng)地回到容器中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)

12、能？假設(shè)若成立，是否違反能量守恒定律？在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能量的這種轉(zhuǎn)由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。不能。不違反能量守恒定律。地球上有的地方將十分寒冷，有的地方將十分炎熱，空調(diào)也不需要了，一杯水，下面的水將熱傳給上面的水，導(dǎo)致上面的水沸騰，下面的水結(jié)冰。內(nèi)能的這種轉(zhuǎn)移特點(diǎn)說(shuō)明了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移是有方向性的。不能。不違反能量守恒定律。能量的轉(zhuǎn)化也是有方向性的。直接進(jìn)入主題。設(shè)置一系列同學(xué)們熟知的問(wèn)題，讓學(xué)生逐步理解能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的方向性。充分發(fā)揮學(xué)生的想象力?；?，說(shuō)明了什么問(wèn)題？3、黃果樹(shù)瀑布中的水，它下落的過(guò)程，是自發(fā)的過(guò)程，水能否自發(fā)地從低處流往高處？板書(shū)4：自然界中許多自發(fā)的過(guò)程都是有方向性的，或者說(shuō)能量

13、的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也是有方向性的。請(qǐng)同學(xué)們?cè)倭信e一些實(shí)例，說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移是有方向性的？板書(shū)5：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都是有方向性的(不可逆的)。不能，若用抽水機(jī)將其抽到高處，這不能叫自發(fā)的。水在下落的過(guò)程中，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這也是自發(fā)的，不可逆轉(zhuǎn)的。燃料的燃燒，電池的放電，摩擦生熱等等?？磿?shū)并舉例：人的生老病死(不可能返老還童)、擴(kuò)散現(xiàn)象，生米煮成熟飯等等。人造衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化都是自發(fā)的，不具有方向性。五、思考(3分鐘)學(xué)習(xí)能量守恒定律的時(shí)候，同學(xué)們可能有過(guò)這樣的疑問(wèn)：既然自然界的能量是守恒的，那么，為什么還會(huì)產(chǎn)生能源危機(jī)？為什么還經(jīng)常說(shuō)要節(jié)約能源呢？同學(xué)看書(shū)思考：

14、原來(lái)，有的能量便于利用，有的能量不便于利用例如，流動(dòng)的水帶動(dòng)水磨做功，由于磨盤(pán)之間的摩擦、磨盤(pán)和糧食之間的摩擦和擠壓，使磨盤(pán)、糧食的溫度升高，水流的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能這些內(nèi)能最終流散到周?chē)沫h(huán)境中，我們沒(méi)有辦法把這些流散的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，電能又在電燈中轉(zhuǎn)變成光能光能變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用火爐把屋子烤暖，這時(shí)高溫物體的內(nèi)能變成低溫物體的內(nèi)能，誰(shuí)也不能把這些散失的能量重新收集到火爐中再次用來(lái)取暖 如海水和空氣中的內(nèi)能就很難或無(wú)法再被利用。目前從中央到地方都在大力強(qiáng)調(diào)節(jié)能，我們應(yīng)該從我做起，從現(xiàn)在做起，從

15、小事做起。六、布置作業(yè)1、課堂作業(yè)：課本“WWW”(7分鐘)2、完成評(píng)價(jià)手冊(cè)有關(guān)內(nèi)容【小結(jié)】略【板書(shū)設(shè)計(jì)】能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律1、能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化2、永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。(永動(dòng)機(jī)是指那些不需要消耗能量，又能源源不斷地向外做功的機(jī)器)3、能量守恒定律：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總能量保持不變。4、自然界中許多自發(fā)的過(guò)程都是有方向性的，或者說(shuō)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也是有方向性的。5、一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都是有方向性的。【教學(xué)資源】9年級(jí)物理教學(xué)參考資料(江蘇科學(xué)技術(shù)出版社