能的轉化和守恒定律 教案
“能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體。”這就是能的轉化和守恒定律。
在學習力學知識時，學習了機械能守恒定律。機械能守恒定律是有條件限制的定律，而且實際現象中是不可能實現的。而能的轉化和守恒定律是存在于普遍自然現象中的自然規律。這規律對物理學各個領域的研究，如力學、電學、熱學、光學等都有指導意義。它也對化學、生物學等自然科學的研究都有指導作用。
4.永動機不可能制成
歷史上不少人希望設計一種機器，這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功。這種機器被稱為永動機。雖然很多人，進行了很多嘗試和各種努力，但無一例外地以失敗告終。失敗的原因是設計者完全違背了能的轉化和守恒定律，任何機器運行時其能量只能從一種形式轉化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對外做功，因而永動機是永遠不可能制造成功的。
5.運用能的轉化和守恒定律進行物理計算
例題：用鐵錘打擊鐵釘，設打擊時有80％的機械能轉化為內能，內能的50％用來使鐵釘的溫度升高。問打擊20次后，鐵釘的溫度升高多少攝氏度？已知鐵錘的質量為1.2kg，鐵錘打擊鐵釘時的速度是10m/s，鐵釘質量是40g，鐵的比熱是5.0×102j/（kg•℃）。
首先讓學生分析鐵錘打擊鐵釘的過程中能量的轉化。
歸納學生回答結果，指出鐵錘打擊鐵釘時，鐵錘的一部分動能轉化為內能，而且內能中的一半被鐵釘吸收，使它的溫度升高。如果用δe表示鐵釘的內能增加量，鐵錘和鐵釘的質量分別用m和m表示，鐵錘打擊鐵釘時的速度用v表示。依據能的轉化和守恒定律，有
鐵釘的內能增加量不能直接計算鐵釘的溫度，我們把機械能轉化為內能的數量等效為以熱傳遞方式完成的，因此等效為計算打擊過程中鐵釘吸收多少熱量，這熱量就是鐵釘的內能增加量。因此有
q=cmδt
上式中c為鐵釘的比熱，δt表示鐵釘的溫度升高量。將上面兩個公式聯立，得出
經計算得出鐵釘溫度升高24℃。在這個物理計算過程中突出體現了如何應用能的轉化和守恒定律這一基本原理。
應該注意，有的同學把上述題目中鐵錘打擊鐵釘過程中的能量轉化，說成“鐵錘做功轉化為熱量”是不正確的。只能說做功與熱量傳遞在使物體內能改變上是等效的。
（三）課堂小結
自然界的物質有不同的運動形式，每一種運動都對應著一種能。能不能憑空產生，也不能憑空消失，自然界各種形式的能存在著相互轉化過程，轉化過程中總量是守恒的。能的轉化和守恒定律是自然界最基本的物理定律。
同學們要會分析一些自然現象中能是怎樣轉化的。
應該知道，根據能的轉化和守恒定律，永動機是不可能制造成功的。
通過課上的例題計算，學會運用能的轉化和守恒定律解決物理問題的方法。
（四）說明
能的轉化和守恒定律是學生進入高中物理階段后，第一次完整、細致地學習。此定律對今后學習物理是很重要的一個理論鋪墊。教學上要重視，課堂上講解要細致和透徹