高中音樂絲竹相和教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-21分子動(dòng)理論和物體的內(nèi)能•能的轉(zhuǎn)化和守恒定律•教案。
分子動(dòng)理論和物體的內(nèi)能能的轉(zhuǎn)化和守恒定律教案一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,能列舉出能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的實(shí)例;
(2)理解“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。
2.讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單的內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的問題。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一,應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來分析物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,強(qiáng)調(diào)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)中最基本定律。
學(xué)習(xí)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒原理計(jì)算一些物理習(xí)題。
2.運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對(duì)學(xué)生來說是有難度的。
三、教具
幻燈、幻燈片,其內(nèi)容是:
1.反映電能、機(jī)械能、化學(xué)能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例插圖。
2.反映自然界各種形式能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例插圖。
3.歷史上有人設(shè)計(jì)的“永動(dòng)機(jī)”插圖。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們知道刀具在砂輪上磨削時(shí),刀具發(fā)熱是因?yàn)橥ㄟ^摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時(shí)間后水變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。這些實(shí)例中,物體的內(nèi)能為什么增加了?是憑空產(chǎn)生的還是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的?能的轉(zhuǎn)化過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系?這是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒
(1)運(yùn)動(dòng)的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動(dòng)能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換,即不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功,內(nèi)能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反映出做功過程中,機(jī)械能的損失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量。
(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內(nèi)能增加。這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加。鐵塊吸收多少熱量,它內(nèi)能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等。
一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q,等于物體內(nèi)能的增加ΔE,即
W+Q=ΔE
上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,同時(shí)它也反映了一個(gè)物體的內(nèi)能增加量等于物體的機(jī)械能減少量和另外物體內(nèi)能減少量(內(nèi)能轉(zhuǎn)移量)之和。進(jìn)而說明,內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。
2.其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化
(1)介紹其他形式能:我們學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動(dòng),每種運(yùn)動(dòng)都有一種對(duì)應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。
(2)不僅機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明:(同時(shí)放映幻燈片)
①電爐取暖:電能→內(nèi)能
②煤燃燒:化學(xué)能→內(nèi)能
③熾熱燈燈絲發(fā)光:內(nèi)能→光能
(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化。畫出圖表讓學(xué)生回答分析:
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
大量事實(shí)證明:各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。
“能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體?!边@就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
在學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實(shí)際現(xiàn)象中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律。這規(guī)律對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究,如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等都有指導(dǎo)意義。它也對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的研究都有指導(dǎo)作用。
4.永動(dòng)機(jī)不可能制成
歷史上不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器,這種機(jī)器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功。這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)。雖然很多人,進(jìn)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(shè)計(jì)者完全違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對(duì)外做功,因而永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。
5.運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律進(jìn)行物理計(jì)算
例題:用鐵錘打擊鐵釘,設(shè)打擊時(shí)有80%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能的50%用來使鐵釘?shù)臏囟壬?。問打?0次后,鐵釘?shù)臏囟壬叨嗌贁z氏度?已知鐵錘的質(zhì)量為1.2kg,鐵錘打擊鐵釘時(shí)的速度是10m/s,鐵釘質(zhì)量是40g,鐵的比熱是5.0×102J/(kg℃)。
首先讓學(xué)生分析鐵錘打擊鐵釘?shù)倪^程中能量的轉(zhuǎn)化。
歸納學(xué)生回答結(jié)果,指出鐵錘打擊鐵釘時(shí),鐵錘的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而且內(nèi)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?shù)膬?nèi)能增加量,鐵錘和鐵釘?shù)馁|(zhì)量分別用M和m表示,鐵錘打擊鐵釘時(shí)的速度用v表示。依據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,有
鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量不能直接計(jì)算鐵釘?shù)臏囟?,我們把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的數(shù)量等效為以熱傳遞方式完成的,因此等效為計(jì)算打擊過程中鐵釘吸收多少熱量,這熱量就是鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量。因此有
Q=cmΔt
上式中c為鐵釘?shù)谋葻?,Δt表示鐵釘?shù)臏囟壬吡?。將上面兩個(gè)公式聯(lián)立,得出
經(jīng)計(jì)算得出鐵釘溫度升高24℃。在這個(gè)物理計(jì)算過程中突出體現(xiàn)了如何應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律這一基本原理。
應(yīng)該注意,有的同學(xué)把上述題目中鐵錘打擊鐵釘過程中的能量轉(zhuǎn)化,說成“鐵錘做功轉(zhuǎn)化為熱量”是不正確的。只能說做功與熱量傳遞在使物體內(nèi)能改變上是等效的。
(三)課堂小結(jié)
自然界的物質(zhì)有不同的運(yùn)動(dòng)形式,每一種運(yùn)動(dòng)都對(duì)應(yīng)著一種能。能不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,自然界各種形式的能存在著相互轉(zhuǎn)化過程,轉(zhuǎn)化過程中總量是守恒的。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最基本的物理定律。
同學(xué)們要會(huì)分析一些自然現(xiàn)象中能是怎樣轉(zhuǎn)化的。
應(yīng)該知道,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,永動(dòng)機(jī)是不可能制造成功的。
通過課上的例題計(jì)算,學(xué)會(huì)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決物理問題的方法。
(四)說明
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是學(xué)生進(jìn)入高中物理階段后,第一次完整、細(xì)致地學(xué)習(xí)。此定律對(duì)今后學(xué)習(xí)物理是很重要的一個(gè)理論鋪墊。教學(xué)上要重視,課堂上講解要細(xì)致和透徹
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能的轉(zhuǎn)化和守恒定律?教案
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識(shí)點(diǎn),老師需要提前準(zhǔn)備教案,準(zhǔn)備教案課件的時(shí)刻到來了。在寫好了教案課件計(jì)劃后,新的工作才會(huì)如魚得水!你們知道哪些教案課件的范文呢?以下是小編為大家收集的“能的轉(zhuǎn)化和守恒定律?教案”但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,能列舉出能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的實(shí)例;
(2)理解“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。
2.讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單的內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的問題。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一,應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來分析物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,強(qiáng)調(diào)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)中最基本定律。
學(xué)習(xí)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒原理計(jì)算一些物理習(xí)題。
2.運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對(duì)學(xué)生來說是有難度的。
三、教具
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們知道刀具在砂輪上磨削時(shí),刀具發(fā)熱是因?yàn)橥ㄟ^摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時(shí)間后水變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。這些實(shí)例中,物體的內(nèi)能為什么增加了?是憑空產(chǎn)生的還是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的?能的轉(zhuǎn)化過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系?這是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒
(1)運(yùn)動(dòng)的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動(dòng)能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換,即不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功,內(nèi)能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反映出做功過程中,機(jī)械能的損失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量。
(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內(nèi)能增加。這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加。鐵塊吸收多少熱量,它內(nèi)能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等。
一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q,等于物體內(nèi)能的增加ΔE,即W+Q=ΔE
上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,同時(shí)它也反映了一個(gè)物體的內(nèi)能增加量等于物體的機(jī)械能減少量和另外物體內(nèi)能減少量(內(nèi)能轉(zhuǎn)移量)之和。進(jìn)而說明,內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。
2.其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化
(1)介紹其他形式能:我們學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動(dòng),每種運(yùn)動(dòng)都有一種對(duì)應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。
(2)不僅機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明:(同時(shí)放映幻燈片)
①電爐取暖:電能→內(nèi)能
②煤燃燒:化學(xué)能→內(nèi)能
③熾熱燈燈絲發(fā)光:內(nèi)能→光能
(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化。畫出圖表讓學(xué)生回答分析:
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
大量事實(shí)證明:各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。
“能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。”這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
在學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實(shí)際現(xiàn)象中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律。這規(guī)律對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究,如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等都有指導(dǎo)意義。它也對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的研究都有指導(dǎo)作用。
4.永動(dòng)機(jī)不可能制成
歷史上不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器,這種機(jī)器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功。這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)。雖然很多人,進(jìn)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(shè)計(jì)者完全違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對(duì)外做功,因而永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律·教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,能列舉出能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的實(shí)例;
(2)理解“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。
2.讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單的內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的問題。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一,應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來分析物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,強(qiáng)調(diào)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)中最基本定律。
學(xué)習(xí)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒原理計(jì)算一些物理習(xí)題。
2.運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對(duì)學(xué)生來說是有難度的。
三、教具
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們知道刀具在砂輪上磨削時(shí),刀具發(fā)熱是因?yàn)橥ㄟ^摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時(shí)間后水變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。這些實(shí)例中,物體的內(nèi)能為什么增加了?是憑空產(chǎn)生的還是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的?能的轉(zhuǎn)化過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系?這是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒
(1)運(yùn)動(dòng)的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動(dòng)能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換,即不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功,內(nèi)能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反映出做功過程中,機(jī)械能的損失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量。
(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內(nèi)能增加。這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加。鐵塊吸收多少熱量,它內(nèi)能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等。
一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q,等于物體內(nèi)能的增加ΔE,即W+Q=ΔE
上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,同時(shí)它也反映了一個(gè)物體的內(nèi)能增加量等于物體的機(jī)械能減少量和另外物體內(nèi)能減少量(內(nèi)能轉(zhuǎn)移量)之和。進(jìn)而說明,內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。
2.其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化
(1)介紹其他形式能:我們學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動(dòng),每種運(yùn)動(dòng)都有一種對(duì)應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。
(2)不僅機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明:(同時(shí)放映幻燈片)
①電爐取暖:電能→內(nèi)能
②煤燃燒:化學(xué)能→內(nèi)能
③熾熱燈燈絲發(fā)光:內(nèi)能→光能
(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化。畫出圖表讓學(xué)生回答分析:
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
大量事實(shí)證明:各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。
“能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。”這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
在學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實(shí)際現(xiàn)象中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律。這規(guī)律對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究,如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等都有指導(dǎo)意義。它也對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的研究都有指導(dǎo)作用。
4.永動(dòng)機(jī)不可能制成
歷史上不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器,這種機(jī)器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功。這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)。雖然很多人,進(jìn)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(shè)計(jì)者完全違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對(duì)外做功,因而永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律學(xué)案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,能列舉出能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的實(shí)例;
(2)理解“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的原理。
2.讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單的內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的問題。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)的基本定律之一,應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來分析物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,強(qiáng)調(diào)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)中最基本定律。
學(xué)習(xí)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒原理計(jì)算一些物理習(xí)題。
2.運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對(duì)學(xué)生來說是有難度的。
三、教具
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們知道刀具在砂輪上磨削時(shí),刀具發(fā)熱是因?yàn)橥ㄟ^摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在暖氣片上放有一瓶冷水,過一段時(shí)間后水變熱,這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。這些實(shí)例中,物體的內(nèi)能為什么增加了?是憑空產(chǎn)生的還是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的?能的轉(zhuǎn)化過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系?這是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒
(1)運(yùn)動(dòng)的汽車緊急剎車,汽車最終停下來。這過程中汽車的動(dòng)能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換,即不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功,內(nèi)能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反映出做功過程中,機(jī)械能的損失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量。
(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰。在這一過程中,鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高,內(nèi)能增加。這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加。鐵塊吸收多少熱量,它內(nèi)能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等。
一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q,等于物體內(nèi)能的增加ΔE,即W+Q=ΔE
上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,同時(shí)它也反映了一個(gè)物體的內(nèi)能增加量等于物體的機(jī)械能減少量和另外物體內(nèi)能減少量(內(nèi)能轉(zhuǎn)移量)之和。進(jìn)而說明,內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。
2.其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化
(1)介紹其他形式能:我們學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,實(shí)際上自然界存在著許多不同形式的運(yùn)動(dòng),每種運(yùn)動(dòng)都有一種對(duì)應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。
(2)不僅機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明:(同時(shí)放映幻燈片)
①電爐取暖:電能→內(nèi)能
②煤燃燒:化學(xué)能→內(nèi)能
③熾熱燈燈絲發(fā)光:內(nèi)能→光能
(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化。畫出圖表讓學(xué)生回答分析:
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
大量事實(shí)證明:各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。
“能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體?!边@就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
在學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是有條件限制的定律,而且實(shí)際現(xiàn)象中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律。這規(guī)律對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究,如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等都有指導(dǎo)意義。它也對(duì)化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的研究都有指導(dǎo)作用。
4.永動(dòng)機(jī)不可能制成
歷史上不少人希望設(shè)計(jì)一種機(jī)器,這種機(jī)器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功。這種機(jī)器被稱為永動(dòng)機(jī)。雖然很多人,進(jìn)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(shè)計(jì)者完全違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對(duì)外做功,因而永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。