初中第3节 能量的转化和守恒精品课件ppt

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第十四章  内能的利用第3节  能量的转化和守恒设计说明本节课主要介绍了能量守恒定律的知识，主要包括能的转化、能量守恒定律的内容、永动机研制的失败等内容。本节知识以能量为线索，通过图表的形式介绍自然界中各种形式的能量和能量的转移和转化，通过“想想议议”的提问和讨论，让学生对能量的转化有一个感性认识，最后突出能量守恒定律及应用的重要性。能量的转化与守恒是自然科学的核心内容之一，从更深层次上反映了物质运动和相互作用的本质，与日常生活息息相关，学习这部分内容对学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。本节教学过程可分为两个阶段，第一阶段进一步认识能的转化；第二阶段认识能量守恒定律。教学目标【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。 【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。【情感态度和价值观】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方法打基础。3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。重点难点教学重点理解能量守恒定律、能量的转移和转化的实例分析。 教学难点运用能量的转移和转化和能量守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量是怎样转化的。教学方法实验探究法、讨论法、观察对比法。教具、学具塑料袋、自来水、小电风扇、钢笔、小球、滚摆、多媒体课件。授课时数1课时教学过程回顾思考1.如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能的大小会发生变化，但机械能的总和        ，或者说，机械能是        的。2.改变物体内能的方式有        和        ，第一种实质上是内能的        ，第二种实质上是内能的        。3.内燃机的压缩冲程是把        能转化为        能；做功冲程是把        能转化为        能。导入新课1.能量无处不在，无处不有，在日常生活中我们常见到哪些形式的能量？学生举例：机械能、电能、内能、光能、化学能等2.幻灯片出示各种能量图片图14-3-1认识各种能量：机械能、内能、电能、光能、化学能、核能。讲授新课一、能量的转化【教师导入】1.按照教材第27页中“想想做做”的操作，观察发生的现象，并说一说发生了那些能量的转化。（1）来回迅速摩擦双手，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）连着太阳能电池的小电扇对着阳光，转动起来：光能转化为机械能。（4）钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后会吸引小纸片：机械能转化为电能。【教师点拨】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）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。          电炉取暖 电能——内能 煤取暖 化学能——内能 灯丝发光 内能——光能图14-3-22.请同学们分析一下风光互补路灯中涉及哪些能量？这些能量是如何转化的？图14-3-3【教师点拨】涉及的能量：太阳能(光能)、电能、化学能、风能(机械能)能量的转化：（1）太阳能电池板可以把太阳能(光能)转化为电能。（2）风力发电机可以把机械能转化为电能。（3）给蓄电池充电时把电能转化为化学能。（4）蓄电池放电时把化学能转化为电能。（5）灯发光时把电能转化为内能和光能。3.能量以多种形式存在自然界中，除了我们生活中常见的，还有核能、生物能、潮汐能、地热能等。科学家经过长期探索，发现各种现象变化常常存在着能量的转化。4.请同学们做一做教材第27页“想想做做”，分析它们的内在联系。能量是可以在不同的形式中转化的。请看教材图14.3-1，不同形式的能量在一定条件下相互转化，讨论后补充一些实例。图14-3-4注意：此处不要强调答案统一，只要学生认真思考，合理就行。【教师点拨】（1）摩擦生热是机械能转化为内能；（2）发电机是机械能转化为电能；（3）火力发电站可使内能转化为电能；（4）太阳能电池可把光能转化为电能；（5）电动机可将电能转化为机械能；（6）植物体的光合作用可将光能转化为化学能；（7）炽热的铁水可将部分内能转化为光能；（8）蓄电池在充电时可以把电能转化为化学能等。例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解)例1  关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是(    )A.火山具有内能，冰山不具有内能B.火箭在加速上升时，机械能保持不变C.拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能解题思路：本题考查了对能量的理解及能量间转化的判断。解答时记清任何物体都具有内能，机械能的大小可从动能和势能的大小进行判断，而动能或势能的大小可从影响因素方面进行判断。在判断能量转化时，分析哪种能量减少了，哪种能量增加了，则能量由减少的转化为增加的。解析：内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，任何物体在任何情况下都具有内能，故A选项错误；火箭在加速上升时，速度增大，高度增大，所以火箭的动能和重力势能都增大，而机械能为动能和势能之和，所以火箭的机械能增加，故B选项错误；物体的重力势能与物体的质量和物体所处的高度有关，在质量一定时，高度越大则物体具有的重力势能就越大，拦河大坝使水的高度增大，水的重力势能就增加，故C选项正确；陨石在空中划过时，要克服空气的摩擦做功，机械能转化为内能，使陨石的内能增加，温度升高，故D选项错误。   答案：C二、 能量守恒定律1.实验演示：能量的转移(1)如图14-3-5所示，左边的小球撞击后静止了，右边的小球向右摆动。当右边的小球撞击后静止时，左边的小球向左摆动。左边的小球在撞击的过程中把自己的机械能转移到右边的小球上。图14-3-5(2)分析论证从实验中可观察到，左右小球摆动起来的幅度基本上是相同的，也意味着左边小球的动能基本上转移到了右边的小球上。一个小球的动能减少了，另一个小球的动能增加了。这说明能量会发生转移。在发生转移时，能量从一个物体转移到另一个物体的过程中，能量的形式是不变的。2.实验演示：动能与势能的转化(1)如图14-3-6所示，滚摆在上、下运动的过程中，其动能与势能在不断地转化。(2)学生分析动能与势能的大小变化及转化。【教师点拨】　　　　　　　              　 　　　　图14-3-6滚摆在上升的过程中，高度越来越高，速度越来越小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。到达最高点时，速度为0，重力势能最大，动能为0。滚摆在下降的过程中，高度越来越小，速度越来越大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。到达最低点时，速度最大，高度最低，动能最大，重力势能最小。(3)提出问题如果滚摆的动能全部转化为重力势能，重力势能也全部转化为动能，那么滚摆应该永远运动下去。实际上，滚摆在运动过程中，上升的高度会越来越小，运动的速度会越来越慢，也就是说滚摆的机械能会逐渐减小，那么机械能是不是消失了呢？还是转化成了其他形式的能？如果是转化成了其他形式的能，那么是转化成了什么能呢？(4)分析论证在滚摆运动的过程中，上升的高度会越来越小，运动的速度会越来越慢，滚摆的机械能在减小。滚摆在上、下运动的过程中，和空气不停地摩擦，摩擦生热，滚摆的机械能转化成了内能。滚摆的机械能在减小的同时，滚摆会变热(只是温度升高得非常小，我们无法感觉出来)，滚摆的内能在增大，周围空气的内能也在增大。也就是说，有一种能量在减小的同时，就有其他形式的能量在增大。第一个撞击小球的实验中，小球摆动的幅度也会越来越小，到最后会静止，也是同样的道理。小球的机械能在减小的同时，小球的内能和空气的内能都在增大。3.通过科学家的长期研究，大量的事实表明：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。4.列举一些生活中的实例，加深对能量守恒定律的理解学生回答：（1）当汽车急刹车时，汽车的机械能急剧减小，减小的机械能转化为内能散失到空气中去了；（2）在水平地面上，人要不停地蹬自行车，自行车才会一直运动，人体的化学能转化为自行车的机械能。例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解)例2  电动机通电后，电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是(    )A.电能全部转化为机械能，总的能量守恒 B.电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 C.电能全部转化为内能，内能守恒 D.电能转化为机械能和内能，机械能守恒解题思路：根据能量守恒定律，能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成其他形式或者从一个物体转移到其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。电动机的外壳变得烫手，说明有内能产生，也就是说，有一小部分电能转化成了内能。解析：因为电动机的外壳变得烫手，说明有一部分电能转化成了内能，故A选项错误；电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒，故B选项正确；在转化中是电能转化为机械能及小部分的内能，内能不守恒，故C选项错误；因为电能转化为机械能和内能，机械能增加了，但是能量的总量守恒，故D选项错误。答案：B三、永动机【思考】阅读教材第29页第一自然段及“想想议议”，思考回答下列问题：(1)什么叫永动机？(2)为什么永动机的研制都失败了？(3)教材图14.3-3所示装置能一直工作下去吗？为什么？学生回答，教师订正、补充(1)不需要动力就能源源不断地对外做功的机器叫永动机。(2)能量在转化过程中只要有运动，摩擦是不可避免的，就会产生热，这样运动物体的能量就会减少，如果能量得不到补充，运动最终会停止，所以永动机是不可能实现的。(3)教材图14.3-3所示的“永动机”是这样的：在距地面一定高度上架设一个水槽，槽底有个水管，当水从槽底的水管流出时，冲击水轮机，在水轮机的轴上安装着抽水机和砂轮，水轮机就可以带动抽水机抽水和砂轮磨制工件。这台机器的设计者认为，抽水机把地面水槽里的水抽上去，水就循环不止，机器就可以不停地转动，人们就可以永久地利用砂轮磨制工件了。【教师点拨】这种构思不能实现，因为要想使砂轮持续不断地做功，就要消耗能量把流到低处的水抽回到高处。显然，这种“永动机”是违反能量守恒定律的。课堂小结 1.自然界中不同形式的能量，如内能、机械能、电能、光能、化学能在一定条件下可以相互转化。摩擦生热，是机械能转化为内能；电动机将电能转化为机械能；发电机将机械能转化为电能；植物的光合作用将光能转化为化学能；燃料燃烧将化学能转化为内能。2.能量守恒定律的内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。3.永动机不可能制造出来，因为它违背了能量守恒定律。板书设计第3节  能量的转化和守恒一、不同形式的能量可发生相互转化二、能量守恒定律能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。三、永动机研制失败的原因违背了能量守恒定律教学反思