内容正文:
第3节 能量的转化和守恒
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.能用能量守恒的观点分析物理现象。
重点
知道能量守恒定律。
难点
区别能量的转化和转移,用能量守恒的观点分析物理现象。
一、创设情境,导入新课
引导学生观看课件展示的图片。
发光的灯泡 食物 飞行的飞机 燃烧的煤气
提出问题:图片中的物体具有什么形式的能量?这些能量是凭空产生的吗?还是由其他形式的能转化来的?能的转化过程中数量之间有什么关系?这是今天要学习的内容。
板书:能量的转化和守恒
二、新课教学
(一)能量存在的多种形式
我们身边的物体还存在哪些形式的能量?请举例说明。
(奔驰的骏马具有机械能、核电站的核燃料具有核能,太阳具有太阳能,刮的风具有风能。)
板书:能量存在的形式:机械能、太阳能、风能、化学能、核能等等。
归纳总结:我们身边的许多物体都存在能量,物体的能量并不是一直不变的,在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转移或转化的。
(二)能量的转移和转化
请同学们阅读课本P27的“想想做做”,利用课桌上的实验器材以同桌为小组完成这四个实验,根据实验现象,讨论发生了哪些能量的转化。
(1)来回迅速摩擦双手。
(感觉手变热了。讨论分析原因是克服摩擦做功,使手的内能增加,此过程把机械能转化为内能。)
(2)黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下。
(看到温度计的示数上升了。讨论分析原因是太阳的内能转移到水中。)
(3)将连在小电扇上的太阳能电池对着阳光。
(小电扇转动。讨论分析原因是太阳能转化为电能。)
(4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细碎的纸片。
(纸片被吸引。讨论分析原因是机械能转化为电能。)
点拨引导:在判断能量是如何转化时,可先找出是哪一种形式的能量减少了,哪一种形式的能量增加了,增加的那一种形式的能量就是由减少的那一种形式的能量转化而来的。
总结并板书: 在一定条件下,各种形式的能量都可以相互转化。能量还可以从一个物体转移到另一个物体。
典例解读 各种形式的能量之间可以在一定的条件下相互转化,请按表中实例完成空格。
能量转化
实例
化学能转化为电能
干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
机械能转化为内能
【解析】用电熨斗熨衣服,消耗了电能,衣服、熨斗温度升高,内能增大,所以是电能转化为内能;机械能转化为内能是机械能减小,内能增加,消耗机械能获得内能,实例很多,如冬天两手相互搓擦取暖;锯条锯木头锯条发热;热机压缩冲程等。
【答案】电能转化为内能 冬天两手相互搓擦取暖
(三)能量守恒定律
设置问题情境一:当你骑着自行车走在上学的路上,停止蹬脚踏后,隔一会自行车会停下来,自行车的动能消失了吗?它减小的能量跑到哪里去了?
设置问题情境二:阅读课本P28“想想议议”,思考:秋千和乒乓球的能量丢失了吗?
想想议议:
(1)放在最高点的乒乓球具有什么形式的能?
(重力势能)
(2)下落的过程中每次跳起的高度有什么变化?
(每次跳的高度都降低)
(3)机械能是否守恒?是否失去了能量?减小的机械能到哪里了?
(机械能不再守恒,没有失去能量,因为下落的过程中有摩擦,把机械能转化成了内能。)
模拟实验:
(1)演示实验:在课桌上平铺一层薄橡皮泥,使乒乓球竖直下落,观察乒乓球在橡皮泥上跳动几下,就停止了,橡皮泥表面留下了乒乓球的印迹。请分析现象产生的原因?
(乒乓球对橡皮泥做功,使橡皮泥发生了形变。消耗了部分机械能。)
(2)类比理解:乒乓球在空气中运动会变热,你能理解吗?见过流星吗?知道流星产生的原因吗?流星是星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。
(学生通过对流星形成的理解,知道乒乓球在空气中运动和空气摩擦生热,消耗了部分机械能。)
总结:乒乓球在跳动的过程中对外做功(对地面做功、和空气摩擦做功),转化为其他形式的能量。
板书: 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另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
指出:能量的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,都服从能量的守恒定律。它是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
想想议议:有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器,人们把这种机器叫永动机。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去吗?
学生思考、讨论后回答:不消耗能量而能永远对外做功的机器是不存在的,它违反了能量守恒定律。
典例解读 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱,现接通电源使电冰箱开始工作,并打开电冰箱的门,则过段时间后室内的温度将( )
A.降低 B.不变
C.升高 D.无法判断
【解