
教学设计 课题 能源与可持续发展 课型 新授课□ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 学习目标 1物理观念. 列举各种实例,说明能量是如何转化的,解释能量守恒定律的含义。 2科学探究与思维. 通过实例分析,是知道能量耗散,认识自然界中能量转化的方向性。 3科学态度与责任. 了解太阳能、水能、核能、风能等能源的开发与利用。 学习重点难点 重点:了解太阳能、水能、核能、风能等能源的开发与利用。 难点:通过实例分析,是知道能量耗散,认识自然界中能量转化的方向性。 学习活动设计 一、新课引入 师:同学们,你们能想到的生活中的能量转化的实例有哪些? 生:吃饭、水力发电、风扇等。 二、新课教学 师:分别说出吃饭、风力发电、水力发电、电风扇、微波炉、太阳能、植物光合作用和水果电池中的能量如何转化的? 生:吃饭是化学能转化为内能和机械能,风力发电是风能转化为电能,水力发电是重力势能转化为电能,电风扇是电能转化为机械能,微波炉是电能转化为内能,太阳能是太阳能转化为电能,光合作用是光能转化为化学能,化学电池是化学能转化为电能。 师:能量的变化分为两种,一种是转移(形式没改变),另一种是转化,但无论是能量发生转移还是转化,总能量保持不变,这就是能量守恒定律。 问1:既然能量是守恒的,不会凭空消失,为什么我们还要节约能源呢? 问2:把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中,过一会,鸡蛋的温度降低,水的温度升高,最后水和鸡蛋的溫度相同。是否可能发生这样的现象:原来温度相同的水和鸡蛋,过一会儿水的温度自发地降低,而鸡蛋的温度上升? 生:这一现象并不违反能量守恒定律,但科学家研究发现,在自然界中,能量的转化过程有些是可以自然发生的,有些则不能。例如,燃料燃烧时一旦把热量释放出去,就不会在此自动聚集起来供人类重新利用。能量的耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上虽未减少,但是可利用的能量减少了,因此需要节约能源。 师:就好比冰块在手上,内能总是自发地从高温物体转移向低温物体,而不会自发的由低温物体向高温物体转移。再比如一辆行驶的小轿车,燃料燃烧产生的内能有37%通过发动机散热系统排除,37%直接由排气管排出,有26%变为发动机输出的机械能。机械能可以全部转化为内能,而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化,热机的效率不可能为100%。 问:能否制成永动机(不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功的机器)? 师:磁力永动机利用永久磁铁南(S)北(N)两磁极的同名相斥或异名相吸原理带动轮子一直转动。软臂永动机是利用软臂倒下来时的作用力带动轮子一直转动。滚珠永动机是利用格板的形状,使一边的球滚到另一边远离轮心远的地方,一旦轮子启动,由于轮子右边的球的作用,驱动轮子不停地转动。阿基米德浮力永动机是利用水对小球的浮力作用带动齿轮一直转动。水塔式永动机是由上面水槽流出的水,冲击水轮转动,水轮在带动水磨转动的同时,通过一组齿轮带动螺旋汲水器,把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中,循环往复,一直运动。 师:人们把这类不需要消耗能量的永动机称为第一类永动机,根据能量守恒定律,任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有地制造能量,因此第一类永动机是不可能制成的。17~18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的,法国科学院在1775年就正式决定不再研究和试验任何永动机。 例1. 下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是(ABC) A. 某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加 B. 某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加 C. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器———永动机是不可能制成的 D. 石子从空中落下,最后静 ... ...
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