物理《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)
�、匐姞t取暖：電能→內(nèi)能
�、诿喝紵夯瘜W(xué)能→內(nèi)能
�、蹮霟釤魺艚z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(wú)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(wú)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。
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