第一節(jié)  能量的相互轉(zhuǎn)化

一、教學(xué)目標(biāo)

1．能列舉能的多種形式。

2．了解不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。

二、教具

手電筒、課件

三、教學(xué)方法

討論和合作學(xué)習(xí)

四、教學(xué)過程

（一）   展示人造衛(wèi)星

問1：你知道這是什么嗎？

生：人造衛(wèi)星。

問2：你對人造衛(wèi)星了解多少？請哪位同學(xué)來說一說？

生：……

總結(jié)補(bǔ)充：1970年4月，中國成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星――東方紅一號，標(biāo)志著中國進(jìn)入了太空時(shí)代，并成為當(dāng)時(shí)世界上第五個(gè)能研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。據(jù)知，中國至今共發(fā)射約五十顆不同類型的人造衛(wèi)星，現(xiàn)在在軌飛行工作的衛(wèi)星約十顆。 2003年10月15日，“神舟五號”載人飛船發(fā)射成功標(biāo)志載人航天工程取得歷史性重大突破。

書本82頁討論1：如圖3-2所示，人造衛(wèi)星在太空中工作所需的電能來自哪里？

答：上世紀(jì)50年代，第一個(gè)實(shí)用性的硅太陽電池在美國貝爾研究所試制成功，不久就被首次應(yīng)用于美國“先鋒1號”人造衛(wèi)星的發(fā)電系統(tǒng)上。隨著人類探索宇宙步伐的加快，太陽電池的開發(fā)也得到了極大地促進(jìn)。迄今為止，太空中成千上萬的飛行器上幾乎都裝備了太陽電池發(fā)電系統(tǒng)。     問4：火箭推動人造衛(wèi)星升空的過程中具有什么能？這些能是什么能轉(zhuǎn)化而來的？

生：火箭推動人造衛(wèi)星升空的過程中動能和重力勢能（即具有機(jī)械能）。燃料通過燃燒把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

（二）師生一起看書本圖3-1、圖3-3、圖3-4，討論這些事例中能量的相互轉(zhuǎn)化

圖3-1中積雪的勢能轉(zhuǎn)化為動能。

圖3-3中熱能轉(zhuǎn)化為動能

圖3-4青蛙消耗了儲存在體內(nèi)的化學(xué)能，這些能來自呼吸作用：有機(jī)物+氧氣 → 二氧化碳+水+能量；這些能在青蛙躍起時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能了。

他消耗的能量可以通過什么來補(bǔ)充？通過食物，可見食物當(dāng)中也儲存著能量，儲存在食物中的能稱為化學(xué)能。

補(bǔ)充問題：動物和植物生命活動所需的能量分別由什么能轉(zhuǎn)化而來？

       答：動物來自于食物，是食物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)移為動物的化學(xué)能；植物能進(jìn)行光合作用制造營養(yǎng)物質(zhì)，能量來自太陽，是太陽能轉(zhuǎn)化為植物體內(nèi)的生物質(zhì)能：二氧化碳+水→有機(jī)物+氧氣

       分析：手電筒發(fā)光實(shí)驗(yàn)中能量的變化；電風(fēng)扇工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化。

       手電筒發(fā)光實(shí)驗(yàn)中，干電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過小燈泡轉(zhuǎn)化為熱能和光能；

       電風(fēng)扇工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能。電能=機(jī)械能+熱能。究竟有多少電能轉(zhuǎn)化為多少機(jī)械能和多少熱能呢？我們將在后面幾節(jié)中解決這一問題。

       總結(jié)：大量的事實(shí)表明，自然界中各種形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，能量也會在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移。

所謂“消耗能量”、“利用能量”或者“獲得能量”，實(shí)質(zhì)上就是能量相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。

不同形式能之間                                                                                                                        

                                      同種形式能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體

       （三）讓學(xué)生進(jìn)一步對圖3-5進(jìn)行討論。

       膠片感光：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

       特技跳傘：勢能轉(zhuǎn)化為動能。

       比較：同一個(gè)人從1米高處跳下和從20米高處跳下的結(jié)果為何不同？

                 一個(gè)小石塊和一個(gè)大石塊都從1米高處落下分別落到你的左腳和右腳上，后果有什么不同，為什么不同？

       說明：勢能的大小與物體的質(zhì)量和所處的高度有關(guān)。質(zhì)量一定，高度越高，勢能越大；高度一定，質(zhì)量越大，勢能越大。E_勢=mgh。勢能越大，轉(zhuǎn)化為動能就越多，造成的傷害就越大。一輛汽車慢速行駛時(shí)和快速行駛撞車時(shí)造成的傷害不同正是由于它們具有不同的動能，速度越大造成的傷害越大。一輛小汽車和一輛大卡車以同樣的速度行駛，撞車時(shí)造成的傷害不同也是由于它們具有不同的動能，質(zhì)量越大動能越大。動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。E_動=1/2mv²。

       激光切割金屬：光能轉(zhuǎn)化為熱能。

       森林火災(zāi)：枯枝敗葉呼吸作用產(chǎn)生熱（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能），同時(shí)吸收太陽輻射熱（太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到枯枝敗葉上），如果這些熱能難以散發(fā)出去，溫度會越來越高，達(dá)到著火點(diǎn)后便燃燒起來，此時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。

       植物生長需要陽光：二氧化碳+水→有機(jī)物+氧氣，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在植物體內(nèi)。

       簡述小型水電站發(fā)電的能量變化。

       小型水電站發(fā)電：（1）水流由高到低，勢能轉(zhuǎn)化為動能。（2）水流沖擊轉(zhuǎn)盤，帶動電動機(jī)轉(zhuǎn)動，水流的動能轉(zhuǎn)移為轉(zhuǎn)盤的動能。（3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，動能轉(zhuǎn)化為電能。

       思考題：

       書本84頁思考題和85頁練習(xí)題

       84頁思考題：化學(xué)能→熱能       熱能→化學(xué)能

    85頁練習(xí)1：汽車燃燒以化學(xué)能轉(zhuǎn)化為車發(fā)動機(jī)的動能，同時(shí)有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成汽缸等裝置的內(nèi)能，使溫度升高。汽車蓄電池充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

       85頁練習(xí)2：煤（或其他燃料）釋放的化學(xué)能→水蒸氣的內(nèi)能→蒸汽汽車的動能。