20.3 能量的转化与守恒 教案

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20.3 能量的转化与守恒 教案

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20.3能量的转化与守恒
一、教学目标
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。能说出一些常见的能量名称,知道自然界有多种形式的能量。
2.知道能量守恒定律。知道永动机不可能制成。并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题。
3.能解释一些常见现象中的能量转化问题。
4.能独立或采取合作的形式完成实验探究内容。
二、学法指导
1、密切与生产、生活紧密相联系,紧密结合先有的生活经验及社会知识;
2、主要是自主阅读,通过各种途径收集相关资料,课上用多种形式交流信息、理解和体会,加强讨论和交流;
3、能量的转化实验、小球摆动实验一定要亲身做一做,教材提供的实验实际上是根据电动机和发电机的原理设计的,根据实际条件,可以灵活处理另行设计;
4、在学习中,可对“能量守恒定律”的建立及其意义多做一些了解,使自己明白永动机是永远制造不出来的,要尊重科学,尊重规律以少走弯路;
三、释疑解难
1.能的存在形式:机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。
  2.化学能:是由于化学反应,物质的分子结构变化而产生的能量。
  3.核能:是由于核反应,物质的原子核结构发生变化而产生的能量。
  4.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为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
四、自我检测
1.瀑布从高山上飞泻而下,落地后水温稍有升高,这是能转化为能。
2.发电机发电时,能转化为能。
3.下列能的转化中,属于化学能转化为内能的是()
A、植物吸收太阳光进行   B、电动机带动水泵抽水
C、摩擦生热        D、燃料燃烧时放时
4.关于能量下列说法正确的是()
  A、机械能守恒  
B、能量正在消失
  C、只有动能和重力势能的相互转化
  D、减少的那部分机械能转化为内能,能的总量保持不变
5.下列事实中,属于利用机械能转化为内能的是()
  A、打气筒打气时,筒壁温度升高  
B、把烧红的铁块放入冷水中,使冷水变热
  C、古代人钻木取火
D、水壶中水沸腾后,水蒸气使壶盖跳动
6.下列现象与对应的能的转化关系正确的是()
  A、子弹打进墙壁的过程,机械能转化为内能
  B、电熨斗通电后发热,电能转化为内能
  C、燃烧木柴把水烧开的过程中,木柴的内能转化为机械能
  D、使用太阳能电池的过程中,太阳能转化为电能
7.为什么人造地球卫星在转道上运行时不会被烧毁,而当它进入稠密的大气层时,就会被烧毁?请从能的转化角度来回答。
五、课外空间
永动机不能制造
热力学发展初期,热和机械能的相互转化是人们研究的主题。在工业革命的推动下,工业上和运输上都相当广泛地使用蒸汽机。人们研究怎样消耗最少的燃料而获得尽可能多的机械能。甚至幻想制造一种机器,不需要外界提供能量,却能不断地对外做功,这就是所谓的第一类永动机。为了解决这个问题,促使人们都去研究热和机械能之间的关系问题。迈尔(J.R.Mayer)第一个提出了能量守恒定律,而此定律得到了物理学界的确认,却是在焦耳(J.P.Joule)的实验工作发表以后。
焦耳在1840~1848年间做了大量实验,测定了热与多种能量的相互转化时的严格的数量关系。以往热的单位是cal(卡),功以erg尔格)为单位,焦耳的实验结果为1cal=4.184×107erg,这就是著名的热功当量。此后,更准确地测定为4.184×107erg,即4.184J(焦耳)。焦耳实验表明,自然界的一切物质都具有能量,它可以有多种不同的形式,但通过适当的装置,能从一种形式转化为另一种形式,在相互转化中,能量的总数量不变。能量守恒转换定律的建立,对制造永动机的幻想作了最后的判决,因而热力学第一定律的另一种表述为:“不可能制造出第一类永动机”。由此可见,热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。
热力学第一定律告诉我们:物质运动既不能创造,也不能消灭,而运动形式的相互转化是物质本身具有的属性。恩格斯对能量守恒与转化定律曾经给予很高的评价,将它和细胞学说及进化论相提并论,称它们是揭示自然界辨证发展过程的自然科学的三大发现。

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