2020-2021学年第3节 能量的转化和守恒教学设计

第3节　能量的转化和守恒

◇教学目标◇

【知识与技能】

(1)知道能量守恒定律。能列举出日常生活中能量转化、能量转移的例子。

(2)具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。

【过程与方法】

(1)通过演示实验、学生实验,发现各种现象的内在联系。

(2)通过学生讨论体会能量不会凭空消失,培养学生探究物理规律的能力。

【情感·态度·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。

◇教学重难点◇

【教学重点】

能量守恒定律的内容。

【教学难点】

用能量守恒的观点分析物理现象。

◇教学过程◇

一、新课导入

公元13世纪前后,印度产生了制造永动机的想法,这种思想在世界上广为流传。17世纪到18世纪间,人们提出过各种永动机的设计方案。意大利画家达·芬奇也曾经设计过一款永动机,但他敏锐的得出结论,永动机是不可能实现的。时至今日,随着科学的进步,能否可以制成永动机呢?永动机能否存在呢?

二、教学步骤

探究点1　能量的转化

[阅读课本]P27“想想做做”

[小组讨论]课本中的四个小实验的实验现象是什么?在这四个实验现象中发生了哪些能量转化?

[分析]摩擦使手生热,机械能转化成内能。

黑塑料袋内水温度升高,光能转化成内能。

太阳能电池上的风扇能够转动,光能转化成电能,电能转化成机械能。

被摩擦过的笔能吸引轻小纸屑,机械能转化成电能。

[阅读课本]P27“自然界中……化学能转化为内能……”

[思考]各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请你仿照图中给出的两个示例,写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例。

[提示]电风扇在工作过程中将电能转化为机械能;干电池在使用过程中消耗化学能,得到电能;太阳能热水器将光能转化为内能。

[思考]分析电炉取暖、煤燃烧、白炽灯灯丝发光、充电电池充电、火力发电站、光合作用等过程的能量转化。

[提示](1)电炉取暖:电能→内能。

(2)煤燃烧:化学能→内能。

(3)白炽灯灯丝发光:电能→光能。

(4)充电电池充电:电能→化学能。

(5)火力发电站:内能→电能。

(6)光合作用:光能→化学能。

[归纳提升](1)自然界中各种现象都是互相联系的。

(2)在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。

探究点2　能量守恒定律

[阅读课本]P28“能量守恒定律”

[思考]为什么停止用力,秋千会越来越低?为什么下落的弹性小球的高度越来越低?这些减少的机械能跑到哪里去了?

[实验]在地上放一块橡皮泥,再次释放弹性小球后,观察弹性小球落在橡皮泥上时,弹性小球反弹的高度和橡皮泥的变化。

[分析]弹性小球下落过程中对橡皮泥做功了。弹性小球的高度越来越低,是因为弹性小球在下落的过程中,不断有能量的损失;秋千在摆动的过程中也会有能量的损失。这些减少的机械能转化为了内能。

[归纳提升](1)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。

(2)能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。无论什么问题,什么现象,都服从能量守恒定律。它是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。

[思考]如图所示,上水箱中的水流下来,带动水轮机转动。与水轮机相连的转轴带动抽水机把下水箱中的水抽上去。同时,转轴处还可以用来打磨工件。从能量守恒的角度分析为什么它不能一直工作下去?

[提示]这个永动机的构想违背了能量守恒定律。

还有一些永动机的构想,都没有实现。究其原因,都是违背了能量守恒定律。

三、板书设计

◇教学反思◇

联系实际,分析自然界中的各种现象,引发学生思考能量是可以互相转化的,然后通过一些简单的实验加深学生的理解,再通过物理方法进行归纳总结,这种教学方式为生活→理论→现象→结论。该教学方式符合学生的认知规律,从而达成重点落实、难点突破的教学目标。