能量的轉(zhuǎn)化與守恒

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課堂

一、教學(xué)分析1、“能量轉(zhuǎn)化與守恒”的地位與作用：能量守恒定律是十九世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，揭示物理學(xué)各部分間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)人們的生活，生產(chǎn)和科研有重大意義。應(yīng)該正視本課，完整教學(xué)。2、課程標(biāo)準(zhǔn)解讀

重視學(xué)生應(yīng)用實(shí)例體驗(yàn)、分析的過(guò)程，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。并結(jié)合實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生了解各種能量之間的轉(zhuǎn)化與守恒。形成用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。3、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展：九年級(jí)學(xué)生已學(xué)習(xí)機(jī)械能、電能、內(nèi)能相關(guān)知識(shí)，能理解與運(yùn)用“能的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移”，能在已有認(rèn)知水平構(gòu)建“能量守恒”的概念。

2、過(guò)程與方法目標(biāo)：（1）結(jié)合生活實(shí)例體驗(yàn)各種能量的轉(zhuǎn)化（2）利用幾個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)使學(xué)生定性認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化與守恒。3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探索自然與生活中的物理，勇于探究新器件中的物理原理。三、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)

鐵球撞擊針筒活塞帶動(dòng)滑板，利用帶電子測(cè)溫計(jì)針筒直觀展示鐵球動(dòng)能轉(zhuǎn)化為針筒內(nèi)空氣的內(nèi)能的程度。比較固定滑板前后內(nèi)能改變的幅度分析能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的區(qū)別。簡(jiǎn)潔而意外，強(qiáng)磁在鋁管中徐徐下降，使學(xué)生體會(huì)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化。發(fā)電小車以一個(gè)直觀的應(yīng)用作為補(bǔ)充，發(fā)了電就會(huì)減速。從而證明能量不會(huì)憑空產(chǎn)生、憑空消失通過(guò)土豆炮極具沖擊力地展示內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而干冰炮則更直觀的測(cè)出炮內(nèi)溫度的降低，放入同量的干冰，把炮彈壓入越深，內(nèi)能做功越多、降溫程度越明顯再次定性證明能量的守恒定律。通過(guò)分析不停擺動(dòng)的飲水鳥(niǎo)原理了解永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。四、教法和學(xué)法設(shè)計(jì)使用身邊的實(shí)例分析，拉近教學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生感受到科學(xué)和社會(huì)、和生活的關(guān)系。這節(jié)課綜合應(yīng)用講授、學(xué)生體驗(yàn)和討論、演示實(shí)驗(yàn)及多媒體演示等形式的教學(xué)方法，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的興趣。教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程分2部分：1、結(jié)合生活實(shí)例體驗(yàn)各能量的轉(zhuǎn)化2、利用幾個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)使學(xué)生定性認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化與守恒。內(nèi)能機(jī)械能電能光能化學(xué)能能量的五種形式內(nèi)能機(jī)械能電能光能化學(xué)能鉆木取火熱機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)電池放電蓄電池充電熒光光合作用電熱器溫差發(fā)電燃燒分解反應(yīng)太陽(yáng)帆打鐵濺火星LED燈太陽(yáng)電池加壓2NO2生成N2O4

肌肉纖維滑動(dòng)太陽(yáng)能熱水器燒紅的鐵塊

各種能量的轉(zhuǎn)化圖完成時(shí)，構(gòu)成了一個(gè)魔法陣，洪荒之力被解封，自然的各種能量釋放出來(lái)，強(qiáng)力地推動(dòng)著人類文明的迅猛發(fā)展！制冷片與溫差發(fā)電在制冷半導(dǎo)體的兩極加上電壓，半導(dǎo)體兩面能產(chǎn)生溫差（用于飲水機(jī)制冷）反之，制冷半導(dǎo)體兩個(gè)面處存在溫度差，發(fā)現(xiàn)兩極間中存在電壓光合作用螢火蟲(chóng)消耗ATP肌肉纖維滑動(dòng)燒紅的鐵塊鉆木取火火箭的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車模型的電動(dòng)機(jī)太陽(yáng)能電池板LED燈實(shí)驗(yàn)一能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化演示鐵球、針筒、電子溫度計(jì)、滑板、軌道。固定滑板，滾動(dòng)鐵球撞擊針筒，針筒明顯壓縮，觀察溫度計(jì)，示數(shù)升高幅度大。引導(dǎo)學(xué)生分析得出撞擊過(guò)程鐵球的機(jī)械能大部分轉(zhuǎn)移至滑板，轉(zhuǎn)化為針筒空氣內(nèi)能較少；反之，固定滑板，鐵球的機(jī)械能沒(méi)有轉(zhuǎn)移至滑板，轉(zhuǎn)化為針筒空氣內(nèi)能就較多。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比：認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的區(qū)別

認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移:轉(zhuǎn)化前后能量的形式不同，轉(zhuǎn)移前后的能量形式相同。實(shí)驗(yàn)2能量不會(huì)憑空產(chǎn)生、憑空消失車?yán)餂](méi)有裝電池，把本來(lái)連電池的電線連接到車頂?shù)男襞?。外力推?dòng)小車時(shí)，車?yán)锏鸟R達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，這時(shí)，馬達(dá)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。未安裝燈泡，將小車從斜面上滑下，燈泡不發(fā)光，小車滑下斜面后滑行至較遠(yuǎn)距離。將燈泡裝上后，再?gòu)耐桓叨然?，亮燈后小車滑行的距離比第一次

，為什么？分析：發(fā)電小車從斜面同一高度滑下，不發(fā)電時(shí)滑行遠(yuǎn)，發(fā)了電滑行近，說(shuō)明電能不會(huì)憑空產(chǎn)生，機(jī)械能也不會(huì)憑空消失。如果地球上的人口每世紀(jì)增加一倍，2000年后，就可以達(dá)到100萬(wàn)倍，到時(shí)，每平方米地面要容納10人，我們的能耗比太陽(yáng)帶給我們的能量還要多100倍。STS當(dāng)今人類能耗需求指數(shù)增長(zhǎng)，節(jié)能迫在眉睫科普：混合動(dòng)力

和同等排量的普通汽車相比，

相同的距離，大約只需要一半

的汽油?；旌蟿?dòng)力車的工作原理當(dāng)車輛能量需求較大時(shí)，汽油機(jī)與電動(dòng)機(jī)同時(shí)提供動(dòng)力；當(dāng)車輛能量需求較小時(shí)，汽油機(jī)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。由于蓄電池組的存在，使汽油機(jī)工作在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善，還能減少塞車、等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)待機(jī)能量浪費(fèi)。混合動(dòng)力車設(shè)計(jì)成可回收制動(dòng)能量。在傳統(tǒng)汽車中，當(dāng)司機(jī)踩制動(dòng)時(shí)，機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為熱能被白白扔掉了。而混合動(dòng)力車卻能在減速時(shí)（利用發(fā)電機(jī)）將大部分回收這些能量，并將其貯存在蓄電池中供加速時(shí)再用。因此，混合動(dòng)力技術(shù)有顯效的節(jié)能作用。補(bǔ)充有趣例子：從銅管中放入強(qiáng)磁，強(qiáng)磁緩緩下降實(shí)驗(yàn)表明：能量不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失趣味實(shí)驗(yàn)3酒精炮與干冰炮在炮筒中噴入適量酒精，利用脈沖電弧點(diǎn)火，酒精爆燃，將蓋子砰一聲爆飛。引導(dǎo)學(xué)生分析能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，及炮膛內(nèi)氣體溫度的變化情況。土豆炮干冰炮在炮筒中倒入適量干冰粉末等待一段時(shí)間，干冰升華體積膨脹將蓋子砰一聲爆飛。引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度的變化情況，分析炮彈動(dòng)能的增加是以炮膛內(nèi)氣體內(nèi)能的____為代價(jià)的。觀察干冰炮發(fā)射時(shí)炮膛內(nèi)溫度的變化情況，分析能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。思考，如果放入同量的干冰，把炮彈壓入越深，發(fā)射時(shí)，內(nèi)能做功____、獲取的炮口動(dòng)能_____，膛內(nèi)氣體降溫程度越______?？偨Y(jié)：能量守恒定律

能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。注:能量守恒定律是最普遍最重要的定律之一；與發(fā)現(xiàn)細(xì)胞、進(jìn)化論一起被恩格斯稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。課后思考網(wǎng)上尋找形形色色的“永動(dòng)機(jī)”，并從能量守恒的角