《18.4 能量转化的基本规律》教案
[教学目标](A)
1．知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的分析物理现象的意识。
2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
3.讨论和分析两个具体的永动机设计方案，说明永动机是不可能的。
[教学重点和难点]
1．能量守恒定律
2．能量转化和转移的方向性
[教学过程]
（一）前提测评
1.能量既不会______，也不会______，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到另一个物体，而在转化和转移过程中，______的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
2.自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机可以把______能转化为______能；太阳能电池把______能转化为______能；植物的光合作用可以把______能转化为______能，燃料燃烧时发热，将______能转化为______能。
3.. 秋千荡起来，如果不继续用力会越荡越低，甚至停止；皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来低.在这两个过程中，机械能______了，转化成了______能。机械能______，能的总量______。
（二）、以学定教
自然界的物质有不同的运动形式，每一种运动形式都有一种能量相对应．
能量无处不在.
1．各种各样的能量
教师可就表中每一栏的内容作简单的解释，然后再让学生对照后面的举例进行领会。
在上面学习的基础上，教师可通过将学生分组，然后以小组发言的形式讨论教材图4-6-1的内容. 图片中所展示的能量形式具有多样性，因此学生回答具有开放性，教学中不要拘泥于一种答案．水中航行的汽艇具有机械能等，发光的电灯具有电能、电磁能和内能等，燃烧的树枝放出内能和电磁能，原子弹爆炸释放的核能和内能．
如果条件许可，教师最好用多媒体展示不同形式存在的能量，然后让学生进行讨论，不必拘泥于教材． 2．能量之间的转化
上述物体所具有的能量都是其他能量转化而来的．轮船的机械能是由电能或燃料的化学能转化而来，发光的电灯所具有的电磁能和内能是由电能转化而来，原子弹爆炸释放的电磁能和内能是由原子能转化而来等．从而说明能量是可以相互转化的．
其实学生对能量的转化已具有许多的感性认识，大多数学生只是对能量的各种形式不是太清楚，所以不知道是由什么能量转化为什么能量．这要求教师尽量多举一些不同形式能量转化的例子，让学生体会不
同能量的本质区别。
教材图4—6—2说明了太阳能和其他形式能量的相互转化，地面的水吸收太阳能蒸发变为水蒸气，水蒸气升腾到高空变为飘动的云，再变为降落的雨，高处的雨水向下流动经水电站变为电能为人类的生活、生产服务，植物(农作物、蔬菜、树木等)也必须经光合作用才能生长……教师还要适当引申，多举一些例子．如：煤炭、石油主要是古代树木等植物被埋葬后变成的，流动的空气主要是由于太阳光照射到空气上造成的温度差而形成的，洋流也主要是海水的温差而引起的……
教材图4—6—4用框图的形式说明了几种常见能量的转化，教师要提醒学生光能与机械能之间也可直接转化，如光压使风车转动，碰撞产生火花；化学能与电能也可直接转化，如生生物电的产生、电解等．适当利用多媒体技术，能更加直观地表示以上的转化．
3．能量守恒定律
能量守恒定律是自然界最基本、最普遍、最重要的自然规律之一，教师要想尽办法使学生将这种守恒的思想纳入到已有的知识结构中，并能随时提取、随时应用．
教材从机械能守恒人手，目的是让学生进一步思考：(既然物体的动能和势能在只有重力或弹力做功的条件下可以相互转化，使得机械能守碴，那么，自然界中其他形式的能量也是可以相互转化的，它们是否也遵从同样的规律呢?若遵从同样的规律，需要满足一定的条件吗？
在上面问题提出以后，让学生讨论与交流，对历史上曾出现的永动机进行分析，说明其失败的原因。
还可让学生分析一些现实问题：世界各国为了自身的发展，展开了能源抢夺战．如俄罗斯如何向中国和日本铺设石油管道的问题、伊拉克的石油问题、OPEC对世界的重大影响等都成了世界的焦点问题．设想若能量不守恒，一升汽油能让机器永远转动下去、一度电能让电灯永远发光，世界还是如今的样子吗?
最后强调，机械能只是能量的一种形式．因此，要保证机械能守恒就必须保证它不和其他形式的能量相互转化，即满足只有重力或弹力做功的条件．而能量守恒定律包含了所有形式的能量，所以一种形式的能量减少多少，另一种形式的能量必然增加多少．
4．能量转化和转移的方向性
为了节省篇幅，教材试图通过事例，揭示能量转化和转移的方向性，让学生有个感性认识．教师在上课时可灵活处理这部分内容．
许多学生在学习了能量之间的转化和转移后，再来学习这部分内容可能会说：各种形式的能量都是可以相互转化的，为什么还说具有方向性呢?对此问题，教师可让学生回忆课本上的另一句话：人类发明的许多技术装置都是为人类服务的能量转化器．也就是说，许多能量的转化和转移必须借助于技术装置，而在自发进行转化和转移的情况下是有方向性的．所以要使房间降温必须借助于空调；要吃雪糕必须借助于冰箱等技术设备．
（三）当堂检测
1. 克服摩擦或压缩气体做功时，消耗______能，使______能转化为______能，而且消耗多少______能，就得到多少______能，在这个过程中，能量的总量______。
2. “和平”号空间站完成使命后，安全坠入南太平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃起了熊熊大火，这是将______能转化为______能，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的______能增加，______能减少，而能的总量______。
3.. 人类历史上不断进行着能源革命，_______是人类在能量转化方面最早的一次能源革命；__________的发明，直接导致了第二次能源革命；物理学家发明的__________是以核能为代表的第三次能源革命。
4. 当今世界的主要能源是__________，人们最方便的能是__________。
5. 自然界中能量的转移和转化是有_______的，人们是在能量的转化或转移过程中利用能量的。
6. 人类在能源革命的进程中给自己带来了便利，也给自己造成了麻烦，大量燃烧化石能源会造成__________和__________；过分依靠柴薪能源，会加剧_______和_______，所以，人类不能无限制的向大自然索取。
7. 在过去的二十世纪中，人类所使用的能源主要有三种，就是__________、__________、和__________。这些能源短期内不能再生,因此必须开发新能源。
二、选择题
8. 下列说法中正确的是（）
A. 冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能
B. 用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能
C. 洗澡时，用毛巾擦背，感觉后背发热，是机械能转化为内能
D. 滑冰时，冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能
9. 在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是（）
A. 机械能一定守恒
B. 各种形式的能量都守恒
C. 各种形式能的总量一定守恒
D. 内能一定守恒
10. 给电动机通电后电动机带动其他机器运转起来，同时电动机的外壳也变得烫手，则下列说法中正确的是（）
A. 电能全部转化为机械能
B. 电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能
C. 电能全部转化为内能
D. 电能的一部分转化为内能是通过克服摩擦力做功来完成的
11. 初温、质量都相同的水和铁球，从相同的高度自由落下，落地时，假若它们的势能全部转化为内能，使各自的温度升高，则（）
A. 水的温度高
B. 铁球的温度高
C. 水、铁球的温度一样高
D. 无法确定
12. 学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其
中不可行的是（）
A. 我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施
B. 电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失（）
C. 我国应进一步开发利用江河水利资源
D. 随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器