能量轉(zhuǎn)化與守恒創(chuàng)新課堂說課

1、能量的轉(zhuǎn)化與守恒創(chuàng)新實驗課堂劬勞中學(xué)林權(quán)恩一、一、教學(xué)分析教學(xué)分析 1、“能量轉(zhuǎn)化與守恒”的地位與作用地位與作用 ： 能量守恒定律是十九世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，揭示物理學(xué)各部分間的內(nèi)在聯(lián)系，對人們的生活，生產(chǎn)和科研有重大意義。應(yīng)該正視本課，完整教學(xué)。2、課程標(biāo)準(zhǔn)解讀課程標(biāo)準(zhǔn)解讀 重視學(xué)生應(yīng)用實例體驗、分析的過程，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。 并結(jié)合實驗幫助學(xué)生了解各種能量之間的轉(zhuǎn)化與守恒。形成用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。3、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展：、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展： 九年級學(xué)生已學(xué)習(xí)機械能、電能、內(nèi)能相關(guān)知識，能理解與運用“能的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移”，能在已有認(rèn)知水平構(gòu)建“能量守恒”的

2、概念。 二、教學(xué)目標(biāo)的確定 1、知識與技能目標(biāo)知識與技能目標(biāo): （1） 從物理現(xiàn)象分析各種不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化（2） 區(qū)分能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移（3） 結(jié)合實驗理解能量守恒定律（4）能利用能量守恒定律對永動機等案例進行分析 2、過程與方法目標(biāo)過程與方法目標(biāo)： （1）結(jié)合生活實例體驗各種能量的轉(zhuǎn)化（2）利用幾個創(chuàng)新實驗使學(xué)生定性認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化與守恒。3、情情感感、態(tài)態(tài)度度和和價價值值觀觀目目標(biāo)標(biāo)： 培養(yǎng)學(xué)生樂于探索自然與生活中的物理，勇于探究新器件中的物理原理。三、實驗的創(chuàng)新點實驗的創(chuàng)新點 鐵球撞擊針筒活塞帶動滑板，利用帶電子測溫計針筒直觀展示鐵球動能轉(zhuǎn)化為針筒內(nèi)空氣的內(nèi)能的程度。比較固定滑

3、板前后內(nèi)能改變的幅度分析能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的區(qū)別。 簡潔而意外，強磁在鋁管中徐徐下降，使學(xué)生體會機械能與電能的轉(zhuǎn)化。發(fā)電小車以一個直觀的應(yīng)用作為補充，發(fā)了電就會減速。從而證明能量不會憑空產(chǎn)生、憑空消失 通過土豆炮極具沖擊力地展示內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，而干冰炮則更直觀的測出炮內(nèi)溫度的降低，放入同量的干冰，把炮彈壓入越深，內(nèi)能做功越多、降溫程度越明顯再次定性證明能量的守恒定律。 通過分析不停擺動的飲水鳥原理了解永動機是不可能制成的。四、教法和學(xué)法設(shè)計教法和學(xué)法設(shè)計 使用身邊的實例分析，拉近教學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生感受到科學(xué)和社會、和生活的關(guān)系。 這節(jié)課綜合應(yīng)用講授、學(xué)生體驗和討論、演示實驗及多媒體演示等

4、形式的教學(xué)方法，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣。 五、教學(xué)時數(shù)教學(xué)時數(shù)：一課時 六、教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)準(zhǔn)備：1、鐵球與帶軌道滑板、針筒、電子測溫計；2、鋁管與強磁、發(fā)電小車；3、土豆炮酒精、干冰與電子測溫計；4、溫差發(fā)電片，沸水冰水，電壓計，溫度計；5、飲水鳥；6、多媒體。教學(xué)過程教學(xué)過程分2部分：1、結(jié)合生活實例體驗各能量的轉(zhuǎn)化2、利用幾個創(chuàng)新實驗使學(xué)生定性認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化與守恒。第1部分 世界上存在多種形式的能量，在某種條件下它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。能量的能量的五種形式五種形式鉆木取火鉆木取火熱機熱機電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機電池放電電池放電蓄電池充電蓄電池充電熒光熒光光合作用光合作用電熱器

5、電熱器溫差發(fā)電燃燒分解反應(yīng)太陽帆打鐵濺火星LED燈太陽電池加壓2NO2生成N2O4 肌肉纖維滑動太陽能熱水器太陽能熱水器燒紅的鐵塊燒紅的鐵塊鉆木取火鉆木取火熱機熱機電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機電池放電電池放電蓄電池充電蓄電池充電熒光熒光光合作用光合作用電熱器電熱器溫差發(fā)電燃燒分解反應(yīng)太陽帆打鐵濺火星LED燈太陽電池加壓2NO2生成N2O4 肌肉纖維滑動太陽能熱水器太陽能熱水器燒紅的鐵塊燒紅的鐵塊 各種能量的轉(zhuǎn)化圖完成時，構(gòu)成了一個魔法陣，洪荒之力被解封，自然的各種能量釋放出來，強力地推動著人類文明的迅猛發(fā)展！制冷片與溫差發(fā)電 在制冷半導(dǎo)體的兩極加上電壓，半導(dǎo)體兩面能產(chǎn)生溫差（用于飲水機制冷） 反之

6、，制冷半導(dǎo)體兩個面處存在溫度差，發(fā)現(xiàn)兩極間中存在電壓光合作用螢火蟲太陽帆 利用利用太陽光太陽光的光壓進行宇宙航行的一種的光壓進行宇宙航行的一種航天器航天器。這種這種推力推力很小，但在沒有空氣阻力存在的太空，很小，但在沒有空氣阻力存在的太空，這種小小的推力仍然能為有足夠帆面面積的太陽這種小小的推力仍然能為有足夠帆面面積的太陽帆提供帆提供 10e-3g左右的加速度。太陽帆理論上最高左右的加速度。太陽帆理論上最高速度是光速的速度是光速的2%，也就是，也就是6000km/s。飛離地球，。飛離地球，飛離太陽系。如果帆面直徑為飛離太陽系。如果帆面直徑為300米，可把米，可把05噸質(zhì)量的航天器在噸質(zhì)量的航天

7、器在200多天內(nèi)送到火星；如果直多天內(nèi)送到火星；如果直徑大到徑大到2000米，可使米，可使5噸質(zhì)量的航天器飛出噸質(zhì)量的航天器飛出太陽太陽系系。 消耗消耗ATP肌肉纖維滑動肌肉纖維滑動燒紅的鐵塊手機電池充電鉆木取火火箭的噴氣式發(fā)動機風(fēng)力發(fā)電機汽車模型的電動機太陽能電池板LED燈第2部分：利用幾個創(chuàng)新實驗使學(xué)生定性認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化與守恒。實驗一能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化演示 鐵球、針筒、電子溫度計、滑板、軌道。 固定滑板，滾動鐵球撞擊針筒，針筒明顯壓縮，觀察溫度計，示數(shù)升高幅度大。 引導(dǎo)學(xué)生分析得出撞擊過程鐵球的機械能大部分轉(zhuǎn)移至滑板，轉(zhuǎn)化為針筒空氣內(nèi)能較少； 反之，固定滑板，鐵球的機械能沒有轉(zhuǎn)移至滑板，

8、轉(zhuǎn)化為針筒空氣內(nèi)能就較多。 通過實驗對比：認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的區(qū)別 認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移: : 轉(zhuǎn)化前后能量的形式不同，轉(zhuǎn)化前后能量的形式不同，轉(zhuǎn)移前后的能量形式相同。轉(zhuǎn)移前后的能量形式相同。實驗2能量不會憑空產(chǎn)生、憑空消失 車?yán)餂]有裝電池，把本來連電池的電線連接到車頂?shù)男襞?。外力推動小車時，車?yán)锏鸟R達(dá)轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，這時，馬達(dá)相當(dāng)于發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。未安裝燈泡，將小車從斜面上滑下，燈泡不發(fā)光，小車滑下斜面后滑行至較遠(yuǎn)距離。將燈泡裝上后，再從同一高度滑下，亮燈后小車滑行的距離比第一次 ，為什么？分析：發(fā)電小車從斜面同一高度滑下，不發(fā)電時滑行遠(yuǎn)，發(fā)了電滑行近

9、，說明電能不會憑空產(chǎn)生，機械能也不會憑空消失。如果地球上的人口每世紀(jì)增加一倍，2000年后，就可以達(dá)到100萬倍，到時，每平方米地面要容納10人，我們的能耗比太陽帶給我們的能量還要多100倍。STS當(dāng)今人類能耗需求指數(shù)增長，節(jié)能迫在眉睫科普：混合動力科普：混合動力和同等排量的普通汽車相比，相同的距離，大約只需要一半的汽油。 混合動力車的工作原理混合動力車的工作原理 當(dāng)車輛能量需求較大時，汽油機與電動機同時提供動力； 當(dāng)車輛能量需求較小時，汽油機為驅(qū)動系統(tǒng)提供動力的同時，還給蓄電池組進行充電。由于蓄電池組的存在，使汽油機工作在一個相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善，還能減少塞車、等紅燈時發(fā)動機待機

10、能量浪費。 混合動力車設(shè)計成可回收制動能量。在傳統(tǒng)汽車中，當(dāng)司機踩制動時，機械能量轉(zhuǎn)化為熱能被白白扔掉了。而混合動力車卻能在減速時（利用發(fā)電機）將大部分回收這些能量，并將其貯存在蓄電池中供加速時再用。 因此，混合動力技術(shù)有顯效的節(jié)能作用。補充有趣例子：從銅管中放入強磁，強磁緩緩下降實驗表明：能量不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失能量不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失趣味實驗3酒精炮與干冰炮在炮筒中噴入適量酒精，利用脈沖電弧點火，酒精爆燃，將蓋子砰一聲爆飛。引導(dǎo)學(xué)生分析能量的轉(zhuǎn)化過程，及炮膛內(nèi)氣體溫度的變化情況。土豆炮干冰炮在炮筒中倒入適量干冰粉末等待一段時間，干冰升華體積膨脹將蓋子砰一聲爆飛。引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度的變化情況，分析炮彈動能的增加動能的增加是以炮膛內(nèi)氣體內(nèi)能氣體內(nèi)能的_為代價的。觀察干冰炮發(fā)射時炮膛內(nèi)溫度的變化情況，分析能量的轉(zhuǎn)化過程 。思考，如果放入同量的干冰，把炮彈壓入越深，發(fā)射時，內(nèi)能做功_、獲取的炮口動能_，膛內(nèi)氣體降溫程度越_。 總結(jié)：能量守恒定律總結(jié)：能量守恒定律 能量既不會憑空消滅憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)憑空產(chǎn)生生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不能量的總量保持不變變。注注:能量守恒定律是最普遍最重要的定律之一；與發(fā)現(xiàn)細(xì)胞、進化論一