第二节 能量的转化（表格式教学设计）物理沪科版必修第三册
第二节 能量的转化（教学设计）
年级 | 高二 | 学科 | 物理 | 课时数 |
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课题 | 第十二章 能源与可持续发展 12.2 能量的转化（教学设计） | ||||
教学 目标 | 1. 理解能量转化守恒定律。 2. 了解热传递过程具有单向性。 3. 知道能源危机，知道要节约能源。 | ||||
教材 分析 | 本节内容选自沪科版教材第十二章“能源与可持续发展”，是整个章节的核心与基础。本节在前面“能量及其利用”知识框架之上，进一步揭示了自然界普遍遵循的能量守恒定律与能量转化方向性，为后续“热力学定律、可持续发展”提供物理理论支撑。 | ||||
教学重点 | 1. 能量守恒定律的本质与表达式； 2. 能量转化方向性与耗散概念。 | ||||
教学难点 | 1. 将抽象守恒定律与具体情境（永动机、汽车滑行等）相联系，正确划定系统、判断能量转化路径； 2. 理解能源危机 | ||||
教师活动 | 学生活动 |
导入新课 各种形式的能量之间可以互相转化。如图所示是-辆电动车，它将化学能转化为电能，再将电能能转化为机械能。照明灯发光时，电能转化为光能；电池充放电时，化学能和电能相互转化。
【教师总结】利用能源本质上就是利用能量的转化过程。 |
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学习新课 一、能量转化过程是否会产生或损失能量? 1. 能量守恒定律的发现 (1)迈尔的发现 体力和体热必定来源于食物中的化学能，内能、化学能、机械能都是等价的，是可以相互转化的，如果动物体的能量输入与支出是平衡的，那么，所有这些形式的能在量上必定是守恒的。 (2)焦耳的研究 ①确定了电能向内能转化的定量关系。 ②用了近40年的时间，不懈地钻研热功传递问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据。 (3)亥姆霍兹的贡献 从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性。 2. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失；只能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，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 3. 意义 能量守恒定律的发现是科学史上的重大事件。人们曾经认为互不相关的各种现象，如力学的、热学的、电磁学的、光学的、化学的、生物学....... 都能通过能量守恒定律联系起来，把表面上不同的各类运动统一在同一个自然规律之中。恩格斯把能量守恒定律与细胞学说、生物进化论一起列为19世纪的三大发现。能量守恒定律是自然界中最普遍的规律之一，一切现象都遵循这一定律。直到现在，能量守恒定律仍然是我们研究自然科学强有力的工具。 对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律，热力学第一定律、 |
掌握每个人物做出的物理贡献
理解掌握能量守恒定律
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机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。 ②各种形式的能在转化或转移过程中总能量守恒无须任何条件，而某种或几种形式能的守恒是有条件的。例如，系统(物体)机械能的守恒条件是只有重力做功。 ③某种形式能的减少，一定伴随着其他形式能的增加，且减少量和增加量一定相等。 ④某个物体能量的减少，一定伴随着其他物体能量的增加，且减少量和增加量一定相等。 ⑤能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，就要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而不能无中生有地创造能量。不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的。 【例1】如图所示，一演示用的“永动机”转轮由五根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( D )
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 规律与方法 在利用能量转化与守恒定律解题时，一定要明确过程中哪些能量在转化或转移，确定好初末状态的能量E初、E末或确定能量的变化ΔE增、ΔE减各为多少，再由E初＝E末或ΔE增＝ΔE减列式求解。
【例2】下列说法正确的是( C ) A.随着科技的发展，永动机是可以制成的 B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的 D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能 | 充分理解能量守恒定律
掌握此类问题的解决方法 |
