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1、14.3能量的轉(zhuǎn)化和守恒學(xué)習(xí)目標(biāo):1. 了解能量及其存在的多種形式2. 知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)器材,都是物理社團(tuán)的同學(xué)們提前為大家準(zhǔn)備的。 比如這個(gè)裝置,在外力作用下筆芯開始旋轉(zhuǎn),經(jīng)久不歇,同學(xué)們叫它“永動(dòng)機(jī)” 下,它具有的能量可以讓它永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去嗎?相信大家經(jīng)過今天的學(xué)習(xí),會(huì)有更確切的認(rèn)識(shí)。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(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,統(tǒng)稱機(jī)械能。風(fēng)能,水能也蘊(yùn)含著巨大的機(jī)械能。還有,太陽能(光能),電能
2、,化學(xué)能,內(nèi)能。除了這些生活中常見的能量,還有核能,地?zé)?能,潮汐能等新型能源。請(qǐng)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(zhuǎn)化或發(fā)生轉(zhuǎn)移)你猜想的依據(jù)是什么?(八年級(jí)物理中我們學(xué)過了機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化, 知道動(dòng)能和勢(shì)能在 一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。)所以猜想,自然界中其他形式的能量也可以相互轉(zhuǎn)化。那轉(zhuǎn)移呢?(上一章我們學(xué)習(xí)了熱傳遞,知道內(nèi)能可以從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體) 由此猜想,其他形式的能量也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移。好,針對(duì)大家的猜想,讓我們進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn),來二探究竟。二探究竟問題一:能量的轉(zhuǎn)化請(qǐng)各小組利用實(shí)驗(yàn)盒里已有的實(shí)驗(yàn)器材, 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),注意觀
3、察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,找出這些現(xiàn)象間 的聯(lián)系,探究其中的能量轉(zhuǎn)化。請(qǐng)各小組做好準(zhǔn)備,展示你們的探究成果。( 1)手動(dòng)發(fā)電機(jī),風(fēng)力發(fā)電機(jī): 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 旋轉(zhuǎn)的小兔,旋轉(zhuǎn)木馬: 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。( 2)自制手電筒: 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 飛馳電刷: 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 溫差發(fā)電機(jī) :內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。 短路燃錫紙: 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。( 3)太陽能路燈,太陽能小車: 太陽能(光能)轉(zhuǎn)化為電能 可樂電池,鹽水小車: 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。( 4)旋轉(zhuǎn)的紙圈,噴氣小船: 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 擦燃火柴,空氣壓縮引火儀: 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能??磥泶蠹叶加兴斋@。 經(jīng)過探究,我們發(fā)現(xiàn)不同形式的能量在一定條件下確實(shí)可以相
4、互轉(zhuǎn)化。 科學(xué)家們也經(jīng)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(zhuǎn)化。 能量轉(zhuǎn)化的過程實(shí)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(zhuǎn)化,那么同種形式的能量又會(huì)如何?問題二:能量的轉(zhuǎn)移你知道哪些能量轉(zhuǎn)移的例子?比如牛頓連擺:將右側(cè)小球提升一定高度由靜止釋放,注意觀察小球的運(yùn)動(dòng)情況。 右側(cè)的小球撞擊后,發(fā)生了什么? (使左側(cè)的小球向左擺動(dòng)。 ) 說明了什么? (運(yùn)動(dòng)的小球在撞擊過程中把自己的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到了另一側(cè)的小球上。 ) 可見機(jī)械能在一定條件下也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移。所以,同種形式的能量在一定條件下確實(shí)可以發(fā)生轉(zhuǎn)移, 而在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化或者發(fā)生轉(zhuǎn)移的。 那么在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中, 遵循什么規(guī)律嗎?問題三:遵循規(guī)律我們?cè)賮砜磁nD連擺, 小球會(huì)一直擺動(dòng)下去嗎? (不會(huì)) 小球的擺動(dòng)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(jī)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(shí),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(huì)再次彈起來,但高度會(huì)逐漸降低,也是球在空氣中和與地面碰撞時(shí),損失了機(jī)械能,轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能,最終靜止。可見,能量并不會(huì)有憑空消滅。大量事實(shí)證明,在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,消耗多少某種形
6、式的能,就會(huì)得到多少其他形式 的能??茖W(xué)工作者也經(jīng)過長期實(shí)踐探索,直到 19世紀(jì),才確立了這個(gè)自然界最普遍的定律一一 能量守恒定律: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)移到其他物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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(xì)胞,生物進(jìn)化論,一起被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三 大發(fā)現(xiàn)。自然界的任何變化及人的一切生產(chǎn)生活活動(dòng),都含有能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移問題,它們都 遵循能量守恒定律。物理來源于生活,又應(yīng)用于生活。讓我們學(xué)以致用,三思應(yīng)用:三思應(yīng)用(1)大展身手:分析以下現(xiàn)象中包含的能量轉(zhuǎn)化 這次我們開展個(gè)人賽,知道的同學(xué)
7、可以直接舉手。鉆木取火水電站發(fā)電電動(dòng)水泵抽水 光合作用 燃料燃燒光太陽能電池科技進(jìn)步離不開創(chuàng)造力,讓我們開動(dòng)大腦,進(jìn)入奇思妙想:(2)奇思妙想:有人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器,人們把這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)。 1681年,英國有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個(gè)建議,利用阿基米德螺旋轉(zhuǎn)把水池的水提到 高處,再讓升高的水推動(dòng)水輪機(jī),水輪機(jī)除了帶動(dòng)水磨做功以外,還可使阿基米德螺旋轉(zhuǎn)不斷 提水,如此周而復(fù)始,不就可以無需擔(dān)心天旱水枯了嗎?對(duì)于這個(gè)設(shè)想,你怎么看?這種機(jī)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(huì)。)現(xiàn)在我們?cè)賮砜?,老師剛開始拿的這個(gè)名叫“永動(dòng)機(jī)”的裝置,它會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去嗎? 它的能量是如何轉(zhuǎn)化的?(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(yùn)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(xué)習(xí)小結(jié):今天的學(xué)習(xí)就要結(jié)束,大家
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