1、1能的转化和守恒定律一、学习目标：1、知道各种形式的能可以相互转化，能举出日常生活中能量转化的例子。2、知道电能特点。3、理解能的转化和守恒定律，能用能量守恒观点分析自然现象。二、学习过程引入：将下列字词排成正确的顺序，并讲述一个相关的小故事。（1）森林 发电厂 太阳 煤 电灯（2）植物 鹰 兔 飞翔 太阳新课学习一、各种形式的能1、下面这段材料中有哪些我们以前学习了的能的形式？“铃”，汤姆被闹钟振动的声音唤醒，迷迷糊糊中他打开床头台灯一看， 钟面液晶显示 7：00，汤姆马上起床穿上衣服。他打开煤气热 水器放出热水刷牙，洗 脸，然后把面包拿到电烤箱里，再冲上一杯牛奶。吃完早餐，汤 姆匆匆忙忙地
2、拿起书包，骑上自行车去学校了。我们已学习了 能， 能， 能， 能， 能。2、电能的特点请同学们阅读课本第 58 页第二段后归纳出电能的特点：便于 ：其他形式的能 能便于 ：只要用导线和变电设备，实现远距离输电。便于 ：电能 能。利于 ：不污染环境。二、各种形式的能可以相互转化1、在教室中用现有条件做几个能的转化实验，体会能的转化。如：摩擦双手发热用笔杆子摩擦衣服或头发靠近小纸片2、小组间活动：两个小组举日常生活生产中能转化事例，另两个小组同学回答能量转化情况。结论： 。三、能的转化和守恒定律1、实验：掉在地上的弹性小球越跳越低。在课堂上讨论“掉在地上的弹性小球为什么越跳越低”这一问题时，有三位
3、同学发表了不同看法。小强说：“这是因为小球每一次落回到地面时，地面都会把一部分能量给小球，只不过每一次给的能量在不断减少，所以就越跳越低。 ”小雅说：“这是由于小球每次落下时都损失了一部分能量，所以越跳越低。 ”小敏说：“都不对，小球并没有获 得或损失能量，只不守它本身的能量转化成了空气、地表、它本身的其他形式的能量，致使它的动能越来越小，所以越跳越低。 ”请你分析一下。哪位同学的说法是正确的？2、分析思考：一杯放在桌上的热水冷却，此过程有能的转化吗？热水的热能消失了吗？结论：能全既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体而能的总量 ，这就是能的转化和守恒
4、定律，2也称 。小组讨论：（1）你认为哪几个是关键词，如何理解？（2）电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？如不相等，是否意味着能量不守恒？（3）我国有句谚语“要使马儿跑得快，又要马儿不吃草”比喻现实生活中不可能的事，请大家分析此比喻是否有科学道理？（4）此定律是否需条件？（5）观察下图，此插图是否符合能量守恒定律，为什么？（注：能的转化和守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一。 ）三、阅读材料“永动机”历史上有不少人想设计一种机器， 这种机器不消耗任何能量，却可对外做功，这种机器被称为“永动机” 。例如有人设计了如图所示的“永动机”， 这是由 12 个机同铁球用链条连接起
5、来组成的，首尾相连， 围绕在三角形支架。设计者认为右边有四个小球，左边只有三个球，由于重力的作用，整个链将向右下方运 动，一旦启 动，右边总是有四个小球，左边也总是只有三个小球，所以整个球链就能“永动不停”地运转， 对外做功。你看这个设计有没有问题？在欧洲，早期最著名的一个永动 机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。如图所示：轮子中央有一个转动轴， 轮子边缘安装着 12 个可活 动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。方案的设计者认为，右边的球比左 边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。 这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动
6、机器转动 。这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动。人们最早研究“永动机” 是从纯力学方法出发设计的。 17 世纪初，有些科学有已经有了能量守恒思想，如伽利略就曾说过：物体在下落过程中所达到的速度能够使它跳回到原来的高度，但不会更高。笛卡儿也提出过一个原理，说宇宙中运动的总量是一定的，永不增加，也不会减少。以后人们逐渐认识到机械能守恒，得出：用纯力学方法建造“ 永动机”是不可能的。但那 时仍有不少人在研究 “永动机”，向法国科学院提交“永动机”的设计方案，致使 1775 年，法国科学院不得不作出决议，从今再不 审查各种永动机的设计方案。到 19 世纪，人们从机械能和其他领
7、域运动和能量的转化关系更认识到能量是守恒的。 19 世纪中叶，由无数实验终于得出能的转化和能量守恒这个自然界普遍适用的基本定律。人们 无论从“ 纯力学”角度，或从其他能转化角度研究设计，要想造出不消耗能量或少消耗能量却能得到较多的功的机器是不可能的。从历史上人们对“永动机” 的研究可知，我们进行科学研究、 创 造发明是不可违背自然界的客观规律的。3思考：永动机为什么不能制造？从中你受到什么启发？下图是两位发明家自制的永动机模型。你能否与其他同学讨论一下，它们能永动吗？课时小结：1、请同学们根据学习目标自我总结。2、你还想知道： 巩固练习：1、释放化学能的过程不断发生在你的体内，食物也是一种燃料
8、，营养成分在体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需能量，这过程没有火焰，但化学能除了一部分转化为热能以维持你的 37正常体温。从能量守恒的角度，食物提供的化学能还能变为哪些能量？答： 2、小刚同学想运用已学知识在家门口建立一个喷泉，并用抽水机把喷出的水送回到喷水用的贮水容器。为此他想为抽水机设计一个机械装置来带动，要求一开始用手摇动使机械转动起来，以后就靠机械自己通过内部简单机械相互传动，使其永远转动下去；抽水机就永远工作，喷泉也不停出水。你认为小刚同学设想的机械能实现吗？ （“能”或“不能” ） ，为什么？ 。3、请填上箭头上发生能转化的装置、器具机械能 电能 化学能 热能 热能 机械能 光能
9、电能 4、指出下列各种现象中，能量是如何转化的？电动机带动抽水机工作 _能转化为_能.点燃的蜡烛 _能转化为_能.双手摩擦 _能转化为_能.白炽灯的灯丝变热和发光 _能转化为_能内燃机的压缩冲程中 _能转化为_能物体在阳光照射下温度升高 _能转化为_能流星穿过大气层时会变得炽热 _能转化为_能飞行的子弹射穿木板后子弹温度会升高 _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;金溪水电站发电 _能转化为_能;水蒸气对活塞做功-_能转化为_能;4三、课外提高训练1、一台额定功率为 50 千瓦的水力发电机，水流
10、做的功只有 80%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）4、到达地球表面的太阳辐射功率，在跟阳光垂直的表面上面每平方米大约为 280 瓦。如果用有效面积为 2 米 2的反射镜，把阳光聚集到盛有 1.2 千克水的容器上，水的初温为 20。问：经过多少时间水温才能达到 60？太阳能的 30%被水吸收，其他热能损失不计，水的比热为 4.2103焦/（千克）
