11.6 《能量的转化和守恒》教案

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1、11.6《能量的转化和守恒》教案11.6《能量的转化和守恒》教案教学目标  一、知识与技能  1.知道能量守恒定律。2.能举出日常生活中能量守恒的实例。  3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。  二、过程与方法  1.通过学生自己做小实验,发现各种现象的内在联系,体会各种形式能量之间的相互转化。  2.通过学生讨论体会能量不会凭空消失,只会从一种形式转化为其他形式,或从一个物体转移到另一个物体。  三、情感、态度与价值观  1.通过学生自己做小实验,激发学生的学习兴趣。2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识,为建立科学世界观和科学思维

2、方法打基础。  3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。  教学重点:能的转化和守恒定律,强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。  教学难点:运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析,说明能是怎样转化的。  教学过程  一、引入新课  我们知道刀具在砂轮上磨削时,刀具发热是因为通过摩擦力做功,机械能转化为内能。在暖气片上放有一瓶冷水,过一段时间后水变热,这是通过热量传递使这瓶水内能增加。这些实例中,物体的内能为什么增加了?是凭空产生的还是由其他形式能转化来的?这就是今天要学习的内容。

3、  二、新课学习  1.能的转化  想想做做:按照书中的操作,观察发生的现象,说一说发生了那些能量的转化。  (1)摩擦手,手发热:机械能转化为内能。  (2)黑塑料袋盛水,阳光下,温度升高:光能转化为内能。  (3)连在太阳电池的小电扇对着阳光,转动起来:光能转化为机械能。  (4)钢笔杆摩擦后会吸引小纸片:机械能转化为电能。  看来各种形式的能,在一定的条件下是可以相互转化的,仔细观察下面的能量相互转化的图示,你能不能找到更多的实例?  (1)运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来。这过程中汽车的动能(机械能)转化为轮胎和路面的内能。  (

4、2)把一铁块放入盛有水的烧杯中,用酒精灯加热烧杯内水,直至水沸腾。在这一过程中,铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高,内能增加。这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。  其他形式的能也可以和内能相互转化。  (1)介绍其他形式能:我们学习过机械运动有机械能,热运动有内能,实际上自然界存在着许多不同形式的运动,每种运动都有一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。  (2)不仅机械能和内能可以相互转化,其他形式能也可以和内能相互转化,举例说明:(同时放映幻灯片)  ①电炉取暖:电能→内能  ②煤燃烧:化学能→内能  ③

5、炽热灯灯丝发光:内能→光能  (3)其他形式的能彼此之间都可以相互转化。  播放动画:大自然中能量的转换  2.能量守恒定律  大量事实证明:各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过程中守恒。“能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。”这就是能量守恒定律。  在学习力学知识时,学习了机械能守恒定律。机械能守恒定律是有条件限制的定律,而且实际现象中是不可能实现的。而能的转化和守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研究,如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。

6、它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。  3.永动机不可能制成  历史上不少人希望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人,进行了很多尝试和各种努力,但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律,任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,因而永动机是永远不可能制造成功的。  4.运用能的转化和守恒定律进行物理计算  例题:用铁锤打击铁钉,设打击时有80%的机械能转化为内能,内能的50%用

7、来使铁钉的温度升高。问打击20次后,铁钉的温度升高多少摄氏度?已知铁锤的质量为1.2kg,铁锤打击铁钉时的速度是10m/s,铁钉质量是40g,铁的比热是5.0×102J/(kg?℃)。  首先让学生分析铁锤打击铁钉的过程中能量的转化。归纳学生回答结果,指出铁锤打击铁钉时,铁锤的一部分动能转化为内能,而且内能中的一半被铁钉吸收,使它的温度升高。如果用ΔE表示铁钉的内能增加量,铁锤和铁钉的质量分别用M和m表示,铁锤打击铁钉时的速度用v表示。依据能的转化和守恒定律,有  铁钉的内能增加量不能直接计算铁钉的温度,我们把机械能转化为内能的数量等效为以

8、热传递方式完成的,因此等效为计算打击过程中铁钉吸收多少热量,这热量就是铁钉的内能增加量。因此有  Q=cmΔt  上式中c为铁钉的比热,Δt表示铁钉的温度升高量。将上面两个公式联

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