能量的轉(zhuǎn)化和守恒 教學(xué)簡(jiǎn)案

1、能量的轉(zhuǎn)化和守恒 教學(xué)簡(jiǎn)案  課程導(dǎo)入 信息1 達(dá)·芬奇是意大利著名的畫家，他曾經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)“永動(dòng)機(jī)”，如圖15-6-1所示達(dá)·芬奇認(rèn)為，右邊的鋼球比左邊的鋼球離輪心更遠(yuǎn)些，致使兩邊受力不均衡，輪子會(huì)沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)不息 信息2 在20世紀(jì)70年代，科學(xué)家創(chuàng)建了二種抽水蓄能電站在夜晚居民用電和工廠用電低峰時(shí)期，用多余的電力把水抽到高處的儲(chǔ)水站，當(dāng)需要用電時(shí)，將水放出推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電 根據(jù)以上信息，你能提出兩個(gè)你感興趣的問題嗎？ _ 探索新知 1 能的轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)探究 能的轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)1 迅速來回摩擦雙手，雙手發(fā)熱 實(shí)驗(yàn)2 閉合玩具小汽車電動(dòng)機(jī)的電路，小汽車飛快的行駛 實(shí)驗(yàn)

2、3 用鋼筆在頭發(fā)或毛衣上摩擦后再靠近細(xì)小的紙片，發(fā)現(xiàn)紙片被吸起來 問題研討 問題1 上述實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生了怎樣的能的轉(zhuǎn)化？ 答：_ 問題2 綜合分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？ 答：_ 知識(shí)歸納 能的轉(zhuǎn)化 1自然界中的各種現(xiàn)象都是互相聯(lián)系的，可以從能量的角度反映這種聯(lián)系 友情提示 能的轉(zhuǎn)化是通過物體做功表現(xiàn)出來的，能的轉(zhuǎn)化過程中，能的形式發(fā)生了改變 自然界中存在著各種形式的能量，它們與各種自然現(xiàn)象相互聯(lián)系如與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的機(jī)械能，與電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，與化學(xué)變化相聯(lián)系的化學(xué)能 2在一定條件下，各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化，如圖15-6-2所示 例1 請(qǐng)將下列生活現(xiàn)象與對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化情況用線連起

3、來電流通過燈絲，燈絲發(fā)光光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能水壺中水蒸氣將壺蓋頂起電能轉(zhuǎn)化為光能用毛巾擦背，背發(fā)熱內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能萬物生長(zhǎng)靠太陽機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 解析 電流通過燈絲，燈絲發(fā)光，消耗電能，得到光能，是電能轉(zhuǎn)化為光能；水蒸氣將壺蓋頂起，消耗了水蒸氣的內(nèi)能，壺蓋獲得機(jī)械能，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；擦背背發(fā)熱，消耗機(jī)械能，使背內(nèi)能增大，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；萬物靠太陽生長(zhǎng)，消耗光能，獲得化學(xué)能，是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 答案 解后反思 判斷能的轉(zhuǎn)化類型，關(guān)鍵是弄清哪種形式的能被消耗（減小），哪種形式的能增加，結(jié)果就是消耗的那種形式的能轉(zhuǎn)化為增加的另一種形式的能 2 能的轉(zhuǎn)移 實(shí)驗(yàn)探究 能的轉(zhuǎn)移 實(shí)驗(yàn)1 在河流的上游修

4、建攔河壩，水流沖擊水輪機(jī)，使其高速轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)2 懷抱熱水袋取暖，身體逐漸變暖，而熱水袋慢慢變冷 問題研討 問題1 以上現(xiàn)象說明了什么？你還舉出一兩個(gè)相似的例子嗎？ 答：_ 知識(shí)歸納 能的轉(zhuǎn)移 1能量能夠從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者由物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 友情提示 能的轉(zhuǎn)移過程中能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化 例2 下列各種現(xiàn)象中，發(fā)生了能的轉(zhuǎn)移而沒有發(fā)生能的轉(zhuǎn)化的是（ ）A鋼筋在砂輪的摩擦下濺出火花B火箭在“熊熊烈火”中沖天而起C一盆熱水慢慢的變冷D鋸木頭時(shí)，鋸條發(fā)熱 解析 選項(xiàng)A、D中，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；選項(xiàng)B中，內(nèi)能對(duì)物體做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；選項(xiàng)C中，內(nèi)能在熱水和空氣之

5、間轉(zhuǎn)移 答案 C 解后反思 要判斷能量是發(fā)生了“轉(zhuǎn)移”還是“轉(zhuǎn)化”，關(guān)鍵是確定能的形式是否發(fā)生了變化，能的形式發(fā)生了變化的是“轉(zhuǎn)化”，能的形式不變的是“轉(zhuǎn)移” 3 能量守恒定律 信息處理 仔細(xì)閱讀下面短文中的內(nèi)容，看看你有哪些收獲？ 信息1 大量事實(shí)證明，任何一種形式的能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量總是保持不變也就是說，能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變這就是能量守恒定律 信息2 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體，小到原子核內(nèi)部，只

6、要有能量轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)律從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要作用人類對(duì)各種能源，如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用，都是通過能量轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的 問題研討 問題1 通過閱讀上面的短文，你了解了哪些知識(shí)？ 答：_ 問題2 能量守恒定律的內(nèi)容是怎樣的？ 答：_ 知識(shí)歸納 能量守恒定律 1能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變這就是能量守恒定律 友情提示 只要有能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)律 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本

7、定律之一它是人類認(rèn)識(shí)自然、利用自然和保護(hù)自然的有力武器 例3 乒乓球從一定的高度落到地面反彈，每一次彈起的高度都比上一次要低，最后停止在地面上有位同學(xué)根據(jù)這一現(xiàn)象得出結(jié)論說：“乒乓球的機(jī)械能變小了，說明能量可以消失”這種說法正確嗎？為什么？ 解析 此過程中，乒乓球撞擊地面和與空氣摩擦?xí)r，把一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，機(jī)械能減小，但能的總量并沒有減小 答案 這種說法不對(duì)因?yàn)槠古仪蛎看巫矒舻孛鏁r(shí)，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并且在上升和下降的過程中克服空氣阻力做功，又有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以乒乓球的機(jī)械能總量不斷減小，但能的總量并沒有發(fā)生變化 解后反思 在各種現(xiàn)象中，有的能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移不易被我們

8、所覺察，但能量絕對(duì)不會(huì)消失 拓廣延抻 知識(shí)延伸 地?zé)岬睦?地球是一個(gè)巨大的熱庫大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，地球中心地核的溫度在3 7004 500 之間，比白熾燈燈絲還要熱地球內(nèi)部的熱量主要是地球內(nèi)放射性元素衰變時(shí)釋放出來的 我國是最早研究和開發(fā)地?zé)豳Y源的國家之一遠(yuǎn)在公元前五六百年的東周時(shí)代就有了開發(fā)地下熱水的記載，漢代的張衡也著有溫泉賦 利用地?zé)岚l(fā)電，是開發(fā)地?zé)岬暮棉k法如果地?zé)崽锊粩嗟叵蛲鈬娚湔羝蛘邍娚湔羝c熱水的混合物，那就可以把蒸汽引入汽輪機(jī)，直接推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電 直接把地下熱水取來供暖，也是開發(fā)地?zé)岬囊环N好辦法北京市區(qū)已經(jīng)開發(fā)了多處地?zé)峋?，直接用于冬季供?方法展示 運(yùn)用物理知識(shí)辯明信息真?zhèn)?例

9、4 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天，一些廠商一改過去“酒香不怕巷子深”的做法，紛紛對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)行廣告宣傳可是有些廠商在廣告上弄虛作假、夸大其詞，欺騙消費(fèi)者如某品牌電熱水器這樣寫道：“我廠電熱水器功率只有55 W，燒開一瓶水只要5 min，節(jié)錢省電，最適合普通家庭使用”這則廣告可信嗎？ 解析 電熱水器燒開水，是電能轉(zhuǎn)化為熱能被水吸收的過程方法一、根據(jù)題意求出電熱水器所產(chǎn)生的熱能，再利用熱量計(jì)算公式，算出這些熱量能燒開多少質(zhì)量水，與事實(shí)進(jìn)行比較判斷信息是否可信方法二、先求出電熱水器所產(chǎn)生的熱能，再估算出燒開一瓶水所需要的熱量，兩者進(jìn)行比較，判斷信息是否可信 答案 方法一：電熱水器產(chǎn)生的熱能為WPt55 W×

10、;5×60 s1.65×104 J；假設(shè)一般情況下燒開水是把水從20 加熱到100 ，則這些熱量可以燒開的水的質(zhì)量mQ/（ct）W/（ct）1.65×104 J/4.2×103 J/（kg·）×（100 20 ）0.049 kg，一瓶水的質(zhì)量遠(yuǎn)大于0.049 kg，故信息不可信 方法二：電熱水器產(chǎn)生的熱能為WPt55 W×5×60 s1.65×104 J；假設(shè)一般情況下一瓶水的質(zhì)量為2 kg，燒開水是把水從20 加熱到100 ，則一瓶水燒開所需要的熱量為Qcmt4.2×103 J/（kg

11、3;）×2 kg×（100 20 ）6.72×105 J，由此可見電熱水器產(chǎn)生的熱能不能燒開一瓶水，故信息不可信 點(diǎn)評(píng) 試題考查能的轉(zhuǎn)化、熱量計(jì)算的同時(shí)，還考查了我們的估計(jì)能力在很多情況下，我們對(duì)某些物理量大小的要求并不是非常精確，運(yùn)用估計(jì)可以輕松解決問題 課時(shí)作業(yè) 教材習(xí)題 “動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”12題 補(bǔ)充習(xí)題 1火力發(fā)電廠“吃”的是煤，“發(fā)”的是電，在整個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化的情況如下，請(qǐng)你在方框中填入相應(yīng)的能量形式 2指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況火箭點(diǎn)火后升空_煤炭燃燒_植物光合作用_電熱毯發(fā)熱_人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱_閃電_ 3小明在煤氣灶上用高壓鍋煮飯時(shí)，由

12、于鍋蓋上的排氣孔堵塞而出現(xiàn)意外，“轟”的一聲巨響，鍋蓋“崩”出很高，同時(shí)形成大量“白氣”則此過程中發(fā)生的物態(tài)變化有_；能量轉(zhuǎn)化_ 4（2004·南京）出行是人們工作、生活必不可少的環(huán)節(jié)，出行的工具多種多樣，使用的能源也不盡相同自行車、電動(dòng)自行車和燃油汽車所消耗能量的類型分別是（ ） 生物能、核能、電能、太陽能、化學(xué)能ABCD 5在平直公路上行駛的汽車制動(dòng)后滑行一段距離停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光茫；降落傘在空中勻速下降以上三種現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是（ ）A物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能B物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能C其他形式的能轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能D物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他

13、形式的能 6有人曾提出這樣一種設(shè)想：“利用水庫的水發(fā)電，再利用這些電又把水抽回水庫，那么抽水機(jī)和發(fā)電機(jī)就能永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)下去”你認(rèn)為這可能嗎？為什么？ 答案點(diǎn)撥課程導(dǎo)入問題示例：“永動(dòng)機(jī)”為什么不能永動(dòng)呢？為什么把水抽到高處能夠“儲(chǔ)能”呢？問題研討問題1 實(shí)驗(yàn)1中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；實(shí)驗(yàn)2中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；實(shí)驗(yàn)3中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能問題2 自然界中的各種現(xiàn)象都是互相聯(lián)系的，能量之間能夠互相轉(zhuǎn)化問題研討問題1 以上現(xiàn)象說明能量之間能夠相互轉(zhuǎn)移例如：如曬太陽身體變暖，用熱水泡手手變暖問題研討問題1 知道了能量守恒定律的內(nèi)容；能量守恒定律適用范圍等；問題2 能量守恒定律的內(nèi)容是：能量既不會(huì)憑空

14、消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變課時(shí)作業(yè)教材習(xí)題“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”12題提示與解答第1題從能量守恒的角度來看，食物提供的化學(xué)能還轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能第2題這種構(gòu)想不能實(shí)現(xiàn)因?yàn)槌樗l(fā)電、發(fā)電又抽水的過程中是機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化，在此過程中，有部分機(jī)械能和電能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（導(dǎo)體發(fā)熱、克服摩擦做功發(fā)熱等），即機(jī)械能和電能的總量會(huì)逐漸減小，當(dāng)兩者的總量全部消耗時(shí)，發(fā)電機(jī)和抽水機(jī)就都停止了運(yùn)轉(zhuǎn)補(bǔ)充習(xí)題1內(nèi)能，機(jī)械能2火箭點(diǎn)火后升空：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；煤炭燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能；植物光合作用：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱毯發(fā)熱：電能轉(zhuǎn)化為熱能；人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；閃電：電能轉(zhuǎn)化為光能3液化、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（點(diǎn)撥：“白氣”是水蒸氣液化形成的，鍋蓋“崩”出是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)