143能量的转化和守恒

1、14.3能量的转化和守恒学习目标：1. 了解能量及其存在的多种形式2. 知道能量的转化和转移。3. 理解能量守恒定律。情境引入:大家猜想一今天老师带来很多实验器材，都是物理社团的同学们提前为大家准备的。 比如这个装置，在外力作用下笔芯开始旋转，经久不歇，同学们叫它“永动机” 下，它具有的能量可以让它永远转动下去吗？相信大家经过今天的学习，会有更确切的认识。新课讲授:一睹芳容说到能量，它以多种形式存在于自然界中。让我们通过一组图片，一睹芳容注意思考其中包含哪些形式的能量？ 你知道哪些生活中常见的能量？动能，重力势能，弹性势能，统称机械能。风能，水能也蕴含着巨大的机械能。还有，太阳能（光能），电能

2、，化学能，内能。除了这些生活中常见的能量，还有核能，地热 能，潮汐能等新型能源。请问：这些形式多样的能量是孤立存在的吗？还是它们之间有联系？（有联系）有什么联系呢？（相互转化或发生转移）你猜想的依据是什么？（八年级物理中我们学过了机械能之间的相互转化， 知道动能和势能在 一定条件下可以相互转化。）所以猜想，自然界中其他形式的能量也可以相互转化。那转移呢？（上一章我们学习了热传递，知道内能可以从高温物体转移到低温物体） 由此猜想，其他形式的能量也可以发生转移。好，针对大家的猜想，让我们进一步通过实验，来二探究竟。二探究竟问题一：能量的转化请各小组利用实验盒里已有的实验器材， 合理设计实验，注意观

3、察实验现象，找出这些现象间 的联系，探究其中的能量转化。请各小组做好准备，展示你们的探究成果。（ 1）手动发电机，风力发电机： 机械能转化为电能。 旋转的小兔，旋转木马： 电能转化为机械能。（ 2）自制手电筒： 机械能转化为电能。 飞驰电刷： 电能转化为机械能。 温差发电机 ：内能转化为电能。 短路燃锡纸： 电能转化为内能。（ 3）太阳能路灯，太阳能小车： 太阳能（光能）转化为电能 可乐电池，盐水小车： 化学能转化为电能。（ 4）旋转的纸圈，喷气小船： 内能转化为机械能。 擦燃火柴，空气压缩引火仪： 机械能转化为内能。看来大家都有所收获。 经过探究，我们发现不同形式的能量在一定条件下确实可以相

4、互转化。 科学家们也经过长期探索，发现了自然界的各种现象变化常常存在着能量的转化。 能量转化的过程实际上是做功的过程，做功必然引起能量的形式改变。既然不同形式的能量在一定条件下可以相互转化，那么同种形式的能量又会如何？问题二：能量的转移你知道哪些能量转移的例子？比如牛顿连摆：将右侧小球提升一定高度由静止释放，注意观察小球的运动情况。 右侧的小球撞击后，发生了什么？ （使左侧的小球向左摆动。 ） 说明了什么？ （运动的小球在撞击过程中把自己的机械能转移到了另一侧的小球上。 ） 可见机械能在一定条件下也可以发生转移。所以，同种形式的能量在一定条件下确实可以发生转移， 而在转移的过程中， 能量的形式

5、是不 变的。综上可知，能量在一定条件下， 是可以相互转化或者发生转移的。 那么在转化和转移的过程中， 遵循什么规律吗？问题三：遵循规律我们再来看牛顿连摆， 小球会一直摆动下去吗？ （不会） 小球的摆动幅度有何变化？ （越来越小，最后静止。 ） 摆幅减小， 说明了小球的机械能 减小，那么减小的能量去哪了？是不是消失了？小组讨论一 下。其实，生活中也有很多这样的例子。比如，掉在地上的篮球或其他弹跳小球，与地面撞击后， 会再次弹起来，但高度会逐渐降低，也是球在空气中和与地面碰撞时，损失了机械能，转化为 内能，最终静止。可见，能量并不会有凭空消灭。大量事实证明，在能量的转化和转移过程中，消耗多少某种形

6、式的能，就会得到多少其他形式 的能。科学工作者也经过长期实践探索，直到 19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律一一 能量守恒定律：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 物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律的发现与发现细胞，生物进化论，一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三 大发现。自然界的任何变化及人的一切生产生活活动，都含有能量的转化和转移问题，它们都 遵循能量守恒定律。物理来源于生活，又应用于生活。让我们学以致用，三思应用：三思应用（1）大展身手：分析以下现象中包含的能量转化 这次我们开展个人赛，知道的同学

7、可以直接举手。钻木取火水电站发电电动水泵抽水 光合作用 燃料燃烧光太阳能电池科技进步离不开创造力，让我们开动大脑，进入奇思妙想：（2）奇思妙想：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。 1681年，英国有一位著名的医生弗拉德提出一个建议，利用阿基米德螺旋转把水池的水提到 高处，再让升高的水推动水轮机，水轮机除了带动水磨做功以外，还可使阿基米德螺旋转不断 提水，如此周而复始，不就可以无需担心天旱水枯了吗？对于这个设想，你怎么看？这种机器有可能制成吗？集合你们小组的集体智慧，分析一下原因。（3）寻根究底:（不会。）现在我们再来看，老师刚开始拿的这个名叫“永动机”的装置，它会永远转动下去吗? 它的能量是如何转化的？（机械能转化为内能，最终静止。）遵循能量守恒定律吗？（遵循。）既然能量守恒，我们还用节约能源吗？（用）虽然自然界蕴藏着大量的能源，但人们也要合理地使用能源，节约能源。学习小结:今天的学习就要结束，大家