143能量的轉化和守恒

1、14.3能量的轉化和守恒學習目標：1. 了解能量及其存在的多種形式2. 知道能量的轉化和轉移。3. 理解能量守恒定律。情境引入:大家猜想一今天老師帶來很多實驗器材，都是物理社團的同學們提前為大家準備的。 比如這個裝置，在外力作用下筆芯開始旋轉，經久不歇，同學們叫它“永動機” 下，它具有的能量可以讓它永遠轉動下去嗎？相信大家經過今天的學習，會有更確切的認識。新課講授:一睹芳容說到能量，它以多種形式存在于自然界中。讓我們通過一組圖片，一睹芳容注意思考其中包含哪些形式的能量？ 你知道哪些生活中常見的能量？動能，重力勢能，彈性勢能，統(tǒng)稱機械能。風能，水能也蘊含著巨大的機械能。還有，太陽能（光能），電能

2、，化學能，內能。除了這些生活中常見的能量，還有核能，地熱 能，潮汐能等新型能源。請問：這些形式多樣的能量是孤立存在的嗎？還是它們之間有聯(lián)系？（有聯(lián)系）有什么聯(lián)系呢？（相互轉化或發(fā)生轉移）你猜想的依據(jù)是什么？（八年級物理中我們學過了機械能之間的相互轉化， 知道動能和勢能在 一定條件下可以相互轉化。）所以猜想，自然界中其他形式的能量也可以相互轉化。那轉移呢？（上一章我們學習了熱傳遞，知道內能可以從高溫物體轉移到低溫物體） 由此猜想，其他形式的能量也可以發(fā)生轉移。好，針對大家的猜想，讓我們進一步通過實驗，來二探究竟。二探究竟問題一：能量的轉化請各小組利用實驗盒里已有的實驗器材， 合理設計實驗，注意觀

3、察實驗現(xiàn)象，找出這些現(xiàn)象間 的聯(lián)系，探究其中的能量轉化。請各小組做好準備，展示你們的探究成果。（ 1）手動發(fā)電機，風力發(fā)電機： 機械能轉化為電能。 旋轉的小兔，旋轉木馬： 電能轉化為機械能。（ 2）自制手電筒： 機械能轉化為電能。 飛馳電刷： 電能轉化為機械能。 溫差發(fā)電機 ：內能轉化為電能。 短路燃錫紙： 電能轉化為內能。（ 3）太陽能路燈，太陽能小車： 太陽能（光能）轉化為電能 可樂電池，鹽水小車： 化學能轉化為電能。（ 4）旋轉的紙圈，噴氣小船： 內能轉化為機械能。 擦燃火柴，空氣壓縮引火儀： 機械能轉化為內能?？磥泶蠹叶加兴斋@。 經過探究，我們發(fā)現(xiàn)不同形式的能量在一定條件下確實可以相

4、互轉化。 科學家們也經過長期探索，發(fā)現(xiàn)了自然界的各種現(xiàn)象變化常常存在著能量的轉化。 能量轉化的過程實際上是做功的過程，做功必然引起能量的形式改變。既然不同形式的能量在一定條件下可以相互轉化，那么同種形式的能量又會如何？問題二：能量的轉移你知道哪些能量轉移的例子？比如牛頓連擺：將右側小球提升一定高度由靜止釋放，注意觀察小球的運動情況。 右側的小球撞擊后，發(fā)生了什么？ （使左側的小球向左擺動。 ） 說明了什么？ （運動的小球在撞擊過程中把自己的機械能轉移到了另一側的小球上。 ） 可見機械能在一定條件下也可以發(fā)生轉移。所以，同種形式的能量在一定條件下確實可以發(fā)生轉移， 而在轉移的過程中， 能量的形式

5、是不 變的。綜上可知，能量在一定條件下， 是可以相互轉化或者發(fā)生轉移的。 那么在轉化和轉移的過程中， 遵循什么規(guī)律嗎？問題三：遵循規(guī)律我們再來看牛頓連擺， 小球會一直擺動下去嗎？ （不會） 小球的擺動幅度有何變化？ （越來越小，最后靜止。 ） 擺幅減小， 說明了小球的機械能 減小，那么減小的能量去哪了？是不是消失了？小組討論一 下。其實，生活中也有很多這樣的例子。比如，掉在地上的籃球或其他彈跳小球，與地面撞擊后， 會再次彈起來，但高度會逐漸降低，也是球在空氣中和與地面碰撞時，損失了機械能，轉化為 內能，最終靜止?？梢?，能量并不會有憑空消滅。大量事實證明，在能量的轉化和轉移過程中，消耗多少某種形

6、式的能，就會得到多少其他形式 的能。科學工作者也經過長期實踐探索，直到 19世紀，才確立了這個自然界最普遍的定律一一 能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式， 或者從一個 物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)與發(fā)現(xiàn)細胞，生物進化論，一起被恩格斯譽為19世紀自然科學的三 大發(fā)現(xiàn)。自然界的任何變化及人的一切生產生活活動，都含有能量的轉化和轉移問題，它們都 遵循能量守恒定律。物理來源于生活，又應用于生活。讓我們學以致用，三思應用：三思應用（1）大展身手：分析以下現(xiàn)象中包含的能量轉化 這次我們開展個人賽，知道的同學

7、可以直接舉手。鉆木取火水電站發(fā)電電動水泵抽水 光合作用 燃料燃燒光太陽能電池科技進步離不開創(chuàng)造力，讓我們開動大腦，進入奇思妙想：（2）奇思妙想：有人曾設想制造一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫永動機。 1681年，英國有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個建議，利用阿基米德螺旋轉把水池的水提到 高處，再讓升高的水推動水輪機，水輪機除了帶動水磨做功以外，還可使阿基米德螺旋轉不斷 提水，如此周而復始，不就可以無需擔心天旱水枯了嗎？對于這個設想，你怎么看？這種機器有可能制成嗎？集合你們小組的集體智慧，分析一下原因。（3）尋根究底:（不會。）現(xiàn)在我們再來看，老師剛開始拿的這個名叫“永動機”的裝置，它會永遠轉動下去嗎? 它的能量是如何轉化的？（機械能轉化為內能，最終靜止。）遵循能量守恒定律嗎？（遵循。）既然能量守恒，我們還用節(jié)約能源嗎？（用）雖然自然界蘊藏著大量的能源，但人們也要合理地使用能源，節(jié)約能源。學習小結:今天的學習就要結束，大家