初中三年级上学期物理《能量的转化和守恒》教学设计

教学设计课题能量的转化和守恒授课班级授课教师授课时间教学目标1、了解能量及其存在的多种形式。2、知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。3、理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识。教学重点理解能量守恒定律教学难点用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识教学环节教师活动学生活动设计意图【复习旧知引入新课】你还记得什么样的物体具有能量吗?生活中常见的能量形式都有哪些？又是如何利用的呢?带着些问题我们一同走进今天的课题——能量的转化和守恒。一个物体如果能够对外做功，我们就说他具有了能量，根据学生已有知识设置疑问，调动学习积极性。【识别物体的能量】先来看几张图片，拉长的橡筋、山巅的危石、运动的足球、西藏羊八井地热池的热水、食物和太阳光。你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？自然界中有各种的形式的能量，人们又是如何利用这些能量的呢?通过前面的学习，我们已经知道，人类利用内能转化成机械能，发明了蒸汽机，拉开了第一次工业革命的序幕。这说明了能量之间是可以相互转化和转移的。事实上，除了机械能和内能之间可以相互转化以外，生活中还有各种各样的能量形式，他们之间在一定条件下都是可以相互转化的。正是这些能量形式之间的相互转化，给我们的生活带来了极大的便利。学生回答问题：拉长的橡筋，由于发生了弹性形变，在恢复形变的过程中，可以对外做功，它有弹性性能。山巅的危石，在重力作用下可以对外做功，它有重力势能。运动的足球也可以对外做功，它有动能。同样的，西藏羊八井地热池的热水有内能。食物可以提供化学能。太阳光可以提供太阳能。物理学最生动、最鲜活的部分就是联系生活、生产和自然现象。学生分析图片物体，通过能量概念能量形式。培养的学习解决实际问题的能力。【能量的转化和转移】同学们，想一想，下面图片的场景中，能量都发生了哪些转化呢?生活中这样的例子比比皆是。电饭煲电热毯，电饼铛。电炉子，这就是内能和电脑之间的相互转化。那内能和光能之间是否也可以相互转化呢？原来内能和光能之间可以相互转化。能量的转化不仅仅存在于我们人类的生产生活中，大自然中的生物也离不开能量的转化。自然界中的生物实现了光能和化学能之间的相互转化。是不是你已经发现了。无论是简单的机械运动还是复杂的化学反应，无论是光现象，热现象还是无处不在的电现象。他们都会有着内在的联系，它们在一定条件下都可以相互转化。能量转化的过程就是做功的过程。不同形式的能量在一定条件下可以相互转换，而相同的形式的能量呢?这里有一个牛顿摆，将右侧的小球抬起一定高度，从静止释放，注意观察它的运动情况。我们看到右侧的小球撞击后静止了，而左侧的小球向左摆动。同学们思考一下，这说明了什么？这说明右侧小球的机械能通过撞击转移给了左侧小球。可见，机械能在一定条件下也可以发生转移。由此我们可以得出一个结论：相同形式的能量在一定条件下可以发生转移。在转移的过程中能量的形式没有发生变化。钻木取火，机械能转化为内能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能；电动机带动水泵把地下水送到地面，电能转化为机械能；植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧时发热，化学能转化为内能；光太阳能电池，光能转化为电能。炽热的铁水发出红色的光，将内能转化为光能。用太阳能灶烧水，完成了向内能的转化。幼苗通过光合作用把光能转化为化学能。萤火虫发光把化学能转化为光能点亮夜空。可以发生转移了。寒冷的冬日，我们用暖手宝暖手时发生热传递。能量从高温物体转移到低温物体。西电东送工程，通过特高压输电线把西部省区的电能转移到电力紧缺的东部沿海地区，同样也可以发生转移。通过问题设置，让学生了解。相同形式的能量在一定条件下可以发生转移。在转移的过程中能量的形式没有发生变化。不同形式的能量都会有着内在的联系，它们在一定条件下都可以相互转化。能量转化的过程就是做功的过程。让他们分析、思考,发现规律,掌握知识,再运用这些物理知识分析解决实际问题,从而实现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念，树立能量的观念。【能量守恒定律】十八世纪末到十九世纪，自然科学的一系列重大发现，广泛的揭示了各种自然现象之间普遍联系。正是在这种情况下。迈尔、焦耳等科学家，通过大量的实验，分别从不同途径各自独立地发现了能量守恒定律。而在这一系列的研究当中，焦耳所作的贡献最大。所以能量的单位就以他的名字命名了。这就是著名的能量守恒定律。能量守恒定律、发现细胞、生物进化论被恩格斯誉为十九世纪自然科学三大发现能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一。物理学中的声、光、力、热、电等现象，都遵循能量守恒定律。人类从日常生活到科学研究，也都离不开能量守恒定律。那既然能量最守恒的，我们为什么还要节能能?为了说明这个问题，我们一起来看看，将一只弹力球由静止释放，弹力球弹起的高度越来越低，最后停了下来，这说明弹力球的机械能在减少。你知道减少的机械能去哪里了吗？大量事实表明，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。弹力球在空中运动的过程中，与空气摩擦生热，与地面碰撞的过程中会压缩变形，会使机械能转化为不可再回收利用的内能。弹力球的机械能越来越小，弹起的高度越来越低了。根据能量守恒定律，我们可知，某种形式的能量减少多少，其他形式的能量或其他物体的能量就会增加多少。新的课程标准中物理观念部分就把能量要素提到了很重要的位置。就如恩格斯所言，能量守恒定律是自然科学在十九世纪的三大发现界之一一样，学生有利用能量守恒定律解决生活实际问题的意识，才是最重要的。【应用提升】既然能量的总量保持不变，有些人呢就想制造出一台永动机。它在不消耗任何燃料和动力的情况下不停地工作。课本中有一个永动机的设计方案，设计者是这么想的，通过高处的水流冲击叶片，叶片转动起来，带动抽水器。将低处的水抽取到高处，丛而循环工作。中间的部分安装了一个砂轮，这样人们就可以用它来工作了。对于这个设想，你怎么看?永动机有可能正常吗?那有同学又会问了，如果我消除所有的能量损失，永动机不能实现了吗。当然，这种想法很美好，可现实能够实现吗?当然不可能，因为整个装置，无论是水流动时产生的摩擦还是机器运转时产生的摩擦，都会是机械能转换为不可再回收利用的内能，从而造成机械能的损失。更何况还要用它来工作，这样就会有更多的机械能转化为不可再利用的其他形式的呢。所以这种设想是不切实际的，违反了能量守恒定律。让学生了解永动机的闹剧，从而学会利益能量守恒定律来解决生活生产中的实际问题。【应用提升】要想节约能源，我们就要努力的减少这部分能量损失，从而提高有用的能量占总能量的比例。换句话说，我们要提高能量的利用效率。老师，这里有一些生活中常见装置的效率，我们一起来看一下。太阳能电池工作时的效率只有16%，这仅相当于一片树叶光合作用效率。甚至比某些植物还要低一些。若能提高效率，还将更好地造福人类。锂电池充电池的效率可高达99%。它以其特有的性能优势，你已经得到广泛的应用我们不仅要减少能量的损失，提高能量利用效率、我们还要充分利用能量之间的相互转化。开发更清洁的新能源。祖国的建设需要创新型人才，希望未来有你的身影。能量守恒定律作为自然界最普遍，最重要的基本定律之一。它对我们的生活有着至关重要的影响。让我们一起来重温一下人类这一伟大的发现。能量损失不可能完全消除，例如电风扇，长时间工作后，用手触摸电器外壳，发现外壳发热了。这是因为电能再转化为机械能的同时，也有一部分转化为内能。除此之外，我们在给手机充电时，总是希望电能能够百分之百的化学能的形式储存起来。但在充电的过程中手机发热了。电能又一次转化为无用的内能了。由此可知，我们最初始的总能量，不可能完全的百分之百地被利用。总有一部分能量要么转化为其他能量形式。要么通过振动、热传递等方式转移给其他物体。能量是物理学中最重要的概念之一，比较抽象，但因为学生在前面学习过机械能，此时的教学难度有所降低。此教学片段所选取的情境，使各种形式的能尽量形象化，让学生有较为直观的感觉。【拓展小结】本节课通过大量的实验和生活中的现象。我们了解到，不同形式的能量可以转化，相同形式