山东省枣庄市峄城区吴林街道中学九年级物理全册 第十四章 内能的利用 第三节 能量的转化和守恒教案 （新版）新人教版.doc

第三节 能量的转化和守恒教案教学目标：知识与技能：1、知道能量的形式是多样的；2、了解各种能量不是孤立存在的； 3、 理解能量的转化是守恒的；4、知道能量的转化或转移是在一定条件下可以发生转化。过程与方法：归纳与演绎能力的培养与渗透，通过讨论、分析概括加强语言表达的阐述能力。情感态度价值观关注对能源的开发与利用，加强节约能源的意识。应用科学知识解决简单问题的能力。教学过程 1、能量的多样性（事实呈现，复习巩固检查） 师：有关能量已学习了很多，谁能说说其中的一二？组织学生小组交流并抽其中三位学生发言。（学生互助与合作） 目标是让学生对机械功、动能、重力势能、弹性势能、热能、电能、核能、化学能等能量的有关知识作一定的阐述，从学生的描述中疏理有关能量的零零碎碎知识。 板书：1、能量的多样性动能、重力势能、弹性势能、热能、电能、核能、化学能 练习：运动的汽车具有机械能；电池、燃料等具有化学能；太阳具有太阳能；火药爆炸后的气体具有内能。2、各种能量是不是孤立存在的？（提出问题，学习兴趣提升，将知识由点到线的归纳） 阅读书本113页，将图3-77串联成一个能量转化的故事：太阳树木燃煤电厂剃须刀（正在充电）能量转化的顺序：太阳能树木的化学能电厂的电能剃须刀的化学能太阳小麦人（进食）自行车能量转化的顺序：太阳能小麦的化学能人的化学能自行车和人的机械能学生自由发表意见。通过学生列举的大量事实说明能量不是孤立存在的， 练习：指出下列各种现象中，能量是如何转化的？电风扇工作 _能转化为_能.点燃的蜡烛 _能转化为_能.双手摩擦 _能转化为_能.白炽灯发光 _能转化为_能流星穿过大气层时会变得炽热 _能转化为_能将一块冰放在地面上拖，冰会熔化 _能转化为_能反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高 _能转化为_ _能擦燃火柴 _能转化为_能;水电站发电 _能转化为_能;水蒸气对活塞做功 _能转化为_能;板书：2、能量可以转化和转移， 3、能量在转化与转移过程中能否量度？（从大量事实出发寻找量化的规律，思维上从定性向定量研究过渡） 学生：列举已学过的能量转化量度关系。如：拉力做功与克服摩擦（重力）做功、机械能守恒、热能改变的二种方式、焦耳定律等。师：介绍能量守恒定律发现史。从16世纪到18世纪，在伽俐略、牛顿、惠更斯等科学家的努力下，机械能的转化与守恒思想已初步形成，在19世纪初，内能的改变与机械功关系建立，电流的三大效应同时被发现，在生物界也证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就为建立能量的转化与守恒定律作了必要的准备。在19世纪中叶，由迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人完善和确定了能量的转化和守恒定律。 板书：3、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。师：“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是：能量相互转化或转移的过程。4、能量守恒定律的建立为永动机敲响了丧钟（真理与谬论有时就一步之遥，关键就在于是否按客观规律办事，培养学生尊重客观事实的意识）演示：取一弹性小球，掉在地上观察其每次反弹高度的变化？其结果是一次比一次低，直至静止为止。 分析：能量是否在不断消灭？ 生：讨论与回答。（预设：不会，是由于摩擦阻力在不断消耗能量。） 师：如果摩擦阻力降为零？ 生：永不停息运动。 师：这不就是永动机了吗！事实上存在吗？ 介绍永动机有二类，一类如达芬奇式的，第二类就是能不断输出能量型的。 2004十大科技骗局之六：永动机神话：梁星人，号称永动机发明人。其所在的海南星人永动机发电厂有限公司称，将建设装机总容量300万KW的宇宙引力能发电厂及年产10万辆宇宙引力能小轿车厂项目。据报道，海南星人永动机发电厂是“当今世界独一无二，独家建设，独家经营。其廉价的电力资源，可以与任何一家电力企业竞争，会永远处于不败之地”，“永动发电机结构简单，原理深奥，造价不高，但高科技含量达100%”。在2004年岁末，梁星人还郑重其事筹备于12月27日在珠海度假村酒店千禧宫举办“永动机问世全球性新闻发布会”。而且发布会打算邀请的与会人物也足以吓坏小市民，包括：安南、布什、克里、小泉、阿罗约、普京、布莱尔都是梁星人的邀请对象。据报道，南街村为研究永动机发电项目投入的2000多万元全部打了水漂,结果电没有发出来，骗子也失踪了。根据国家专利法，永动机不具备实用性，所以没有一件永动机发明获得过国家专利授权。还有水变油事件也是一样的，现不久，浙江也有类似的报道：浙江重点科研项目“水变油”，吓我一大跳。后查阅发现是将重油稀释后使其完全燃烧释放所有能量。极不是水变油！讨论：科学技术发展到一定的时候“永动机”能实现吗？结论：一定不能实现。因为违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。 板书：4、能量守恒定律为永动机敲响了丧钟5、为什么要节能能源，合理开发能源（理论与实际相结合，学以致用，坚持走可持续发展的道路是我国的经济发展方向）生：阅读课文114页事例1与2，讨论交流，回答课文的问题“能量的转化和转移具有一定的方向性有什么实际意义” 师：大量的事实告诉我们，能量在转化与转移过程中，不但总量守恒，还具有一定的方向性，也就是说，如果要让低温物体向高温物体传递热量，而其它物体不发生变化是不可能的。师：人类对大自然的开发与利用，尤其是对新能源的研制与开发，我们更要遵循自然规律。否则就会受大自然对我们的惩罚。三峡大库建设的得弊简述。利是能量的有利开发，弊是有可能引起生态环境的破坏，自然是和谐的，社会的发展更需要和谐。在开发新能源不成熟之时，我们能做的主要是节约能源的利用，如上课少用投影、少开灯。更广泛利用太阳能，少用不可再生能源等。 板书：5、能量的转化与转移具有一定的方向性6、地球上的能量主要来自哪里？（论述为什么要发展外太空技术） 练习：课文115练习题：“有人说，除了核能，我们所利用的各种形式的能量都是直接或间接地来自太阳能，对吗？” 师生讨论。 首先，生物质能来自太阳能，它是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在物质内部的能量。而常规能源如煤、石油、天然气等都要是跟生物质能直接相关的能源，水能、风能从根本上来说，也来自太阳能，这从地球上的水循环、空气的流动等离不开太阳的辐射中可以看出。而这些能源的转化、利用和消耗推动了自然界生物运动、物质运动，形成了各种形式的能量转化和转移。所以，除了核能与地热能，我们所利用的各种形式的能都要是直接或间接地来自太阳能。讨论：我们为什么要对月球进行探测？胡锦涛说：把火箭打多高，头就能抬多高。嫦娥1号的四大任务：绘制月球表面的3D图像；探测月球的14种元素；探测H3的蕴藏量；探索月球的外空间环境。分别代表着测量精度、新材料的研制、能量的开发、空间技术的国力水平。 板书：6、地球上的能量主要来自太阳7、关注新科技（知识的学习与应用都离不开实践，自然科学的真理出自实验的检验）通过下面资料的阅读与了解，意识到认识科技的发展同样也要遵循客观规律，同时人们也在努力寻找不合规律的实例来推反现有的认识水平。美科学家新发现神奇细菌 能变废水为燃料新华网11月15日报道： 美国研究人员发现，电击以醋和废水为养分的细菌，可以制造出清洁的氢燃料。美国宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯洛根说，这种细菌被称为微生物燃料细胞，能够将几乎任何可生物降解的有机物质转化为零排放的氢燃料。他们的实验表明，在加入醋酸的电解池中自然出现了细菌，这些细菌快速分解醋酸，释放出电子和质子，遂产生最高可达0.3伏特的电压。当从外部输入稍多一些电力，氢气气泡就从液体中冒出。这与电解水生成氧和氢的办法相比，效率大大提高。洛根说：“这种方法仅消耗电解水所需能源的十分之一。”这是因为细菌承担了大部分工作，将有机物质分解成亚原子微粒，而电的作用只是将这些微粒聚合成氢。洛根说，该反应过程能够作用于纤维素、葡萄糖、醋酸盐或其他挥发性酸性物质，唯一的排放物是水。英科学家克服重力实现水往高处流新浪科10月9日消息，据传说当初耶稣可以神奇地在水上行走，现在英国科学家似乎已经能让水自己“行走”，而且是由低处向高处流动。英国科学家在一次实验中成功的让水慢慢向陡峭的斜坡上方流动。他们取得成功的秘诀仅仅是抖动水流依附的表面。在这次试验中使用的是塑料盘子。握住盘子，让它呈倾斜状，并非常剧烈的摇动，这时小水珠会抵挡住地心引力的牵制，即使在倾斜度呈85度的情况下，它也会向斜坡的上方流去。研究员简斯艾格尔斯表示，其中的奥秘似乎是震动改变了水滴的形态，这种影响对它们起了作用。这位应用数学教授说：“这是一项全新的发现，可以说是史无前例，现在我们仍然不完全确定正在发生的一切。当震动的盘子上升时，水滴被压缩，在盘子下降时，水滴膨胀上升。如果震动非常有力，足以克服水滴被压缩时出现的表面张力，水滴将具有倾斜向前的趋势，产生的合力驱使水滴向斜坡上方流动。”因为水滴要克服作用在它身上的各种各样的阻力，所以它的浓度必须比水更浓。仅仅由水组成的水滴在开始爬升之前将会分裂，密度很大的液体将会非常缓慢地移动。这些布里斯托尔研究员在研究玉米淀粉的性质时，非常偶然地发现了上述现象。其他适合这种情况的液体包括像糖浆的甘油和水混合物。该发现的实际应用包括遗传研究(经常包括处理精微的DNA颗粒)。研究员菲利普布鲁奈特博士说：“在固体表面移动数千个DNA等小颗粒非常困难，因为它们的体积非常小，很容易粘贴在物体表面。提高我们对造成小滴在物体表面移动原因的理解，将有助于解决这种和相似的问题。”六、课堂小结 1、能量有多种形式2、各种能量之间可以转化和转移， 3、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。4、能量守恒定律为永动机敲响了丧钟5、能量的转化与转移具有一定的方向性6、地球上的能量主要来自太阳七、课堂练习及作业布置1、一台额定功率为50千瓦的水力发电机，水流做的功只有60%可以转化为电能，水的流量为50米3/分，则水流的落差（即水源高度）不得少于多少米？（g 取10牛/千克）2、水从50 米高处落到地面，如果重力所做的功全部转化为水的热能，则水的温度将升高多少？（取g=10牛/千克）3、一座65万千瓦功率的水电站，发电一天所获得的电能，相当于完全燃烧多少吨烟煤？（烟煤的燃烧值为2.9107焦/千克）