第五節 能量的轉化和守恒
第五節 能量的轉化和守恒教學目標
1.知識與技能
●知道各種形式的能是可以相互轉化的.
●知道在轉化的過程中，能量的總量是保持不變的.
●列舉出日常生活中能量守恒的實例.
●有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識.
2.過程與方法
●通過學生自己做小實驗，發現各種現象的內在聯系，體會各種形式能量之間的相互轉化.
●通過討論體會能量不會憑空消失，只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體.
3.情感態度與價值觀
●通過學生自己做小實驗，激發學生的學習興趣，對物理規律有一個感性的認識.
●通過學生討論鍛煉學生分析問題的能力.
教學重點與難點
重點：能的轉化和守恒定律，強調能的轉化和守恒定律是自然科學中最基本定律.
難點：運用能的轉化和守恒原理計算一些物理習題；運用能的轉化和守恒定律對具體的自然現象進行分析，說明能是怎樣轉化的.
教學課時：1時
教學過程：
引入新課
我們知道物體的動能和熱能，是由物體的機械能運動情況決定的能量，內能跟物體內部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關。物體內部分子的熱運動，物體的機械運動都是物質運動的形式，由于運動形式不同，與之相聯系的能量也不相同。
進行新課
(1)自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統地學習，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現象相聯系的電能，跟光現象有關的光能，跟原子核的變化有關的核能，跟化學反應有關的化學能等。
(2)在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉化和轉移（列舉學生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉化和轉移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內能轉移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉移到乙球。在這種轉移的過程中能量形式沒有變。
在自然界中能量的轉化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機械能轉化為內能；在氣體膨脹做功的現象中，內能轉化為機械能；在水力發電中，水的機械能轉化為電能；在火力發電廠，燃料燃燒釋放的化學能，轉化成電能；在核電站，核能轉化為電能；電流通過電熱器時，電能轉化為內能；電流通過電動機，電能轉化為機械能。有關能量轉化的事例同學們一定能舉出許多，課本圖2-17中畫出了一些農常用的生活、生產設備。請同學分析在使用圖中設備時能量的轉化。
(3)在能量轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。大量事實證明，在普遍存在的能量的轉化和轉移過程中，消耗多少某種形式的能量，就得到多少其他形式的能量。如在熱傳遞過程中，高溫物體放出多少熱量（減少多少內能），低溫物體就吸收多少熱量（增加多少內能）；克服摩擦力做了多少功，就有多少機械能轉化為能量，但能量的總量不變。就是說某物體損失的能量等于幾個物體得到幾個物體得到的能量的總和。例如，把燒熱的金屬塊，投到冷水中，冷水，盛水的容器以及周圍的空氣等，都要吸收熱量，它們所吸收的熱量總和跟金屬塊放出的熱量相等。再如水電站里，水從高處流下，損失了機械能，一方面由于推動發電機轉動而轉化為電能，一方面水跟水輪機、管道摩擦而轉化為內能。那么水的機械能的損失等于產生的電能和內能的總和。
以上規律是人類經過長期的實踐探索，直到19世紀，才確立了這個自然界最普遍的定律棗能量的轉化守恒定律。通常把它表述為：