143能量的轉(zhuǎn)化和守恒

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(lái)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(kāi)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(guò)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(shuō)到能量，它以多種形式存在于自然界中。讓我們通過(guò)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(jiàn)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(yáng)能（光能），電能

2、，化學(xué)能，內(nèi)能。除了這些生活中常見(jiàn)的能量，還有核能，地?zé)?能，潮汐能等新型能源。請(qǐng)問(wèn)：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(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)，來(lái)二探究竟。二探究竟問(wèn)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(yáng)能路燈，太陽(yáng)能小車(chē)： 太陽(yáng)能（光能）轉(zhuǎn)化為電能 可樂(lè)電池，鹽水小車(chē)： 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。看來(lái)大家都有所收獲。 經(jīng)過(guò)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(guò)長(zhǎng)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(guò)程實(shí)際上是做功的過(guò)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(wèn)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(shuō)明了什么？ （運(yùn)動(dòng)的小球在撞擊過(guò)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(jiàn)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(guò)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(guò)程中， 遵循什么規(guī)律嗎？問(wèn)題三：遵循規(guī)律我們?cè)賮?lái)看牛頓連擺， 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(lái)越小，最后靜止。 ） 擺幅減小， 說(shuō)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(lái)，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?？梢?jiàn)，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(guò)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(guò)長(zhǎng)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(guò)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(wèn)題，它們都 遵循能量守恒定律。物理來(lái)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(kāi)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(yáng)能電池科技進(jìn)步離不開(kāi)創(chuàng)造力，讓我們開(kāi)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(guó)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(wú)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?lái)看，老師剛開(kāi)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