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2014年九年级科学 上册 第三章教案


3.1

能量的相互转化

教材分析:本节课是第 2 章能的多种形式的基础上,从自然现象、生产生活中
的现象引出能量的相互转化,让学生认识到能量转化是一个普遍 现象,使学生 树立起自然界中物 质 运动形式的变化总伴随着能量的相互转化的观点。

一、教学目标:
1、认知领域:理解能量的相互转化具有普遍意义。 2、技能领域:知道消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能 量的相互转化 和转移的过程。 3、情感领域:能在 具体情景中分析能量形式的转化。

二、教学重难点:

[来源:学科网 ZXXK]

重点:能量的相互转化是有普遍意义,消耗能量、利用能量或获得能量的过程就 是能量相互转化和转移的过程。 难点:具体情景中分析各种能量形式的转化。

三、教学方法:讨论法与演示法相结合的教学方法。 四、教学准备:试管、硝酸钾、氢氧化钠、水、烧杯 五、教学设计:
1.引入新课 视频播放一段电影片段, 让学生思考为什么一颗小小的炸弹能将装甲车炸的 粉碎? 引导学生说出“炸弹爆炸释放出巨大的能量”把装甲车炸掉的。 提问:能量是怎么产生的,是不是凭空就有了呢?
[来源:学|科|网 Z|X|X|K]

从而引出新课: “能量的相互转化” 。 2.列举能量存在的形式 (1) 请学生说一说都知道哪些形式的能量?看谁知道的最多?(教师可以根据学 生的回答加以引导)
[来源:学科网 ZXXK]

幻灯片上给出:电能、风能、热能、太阳能、机械能(动能和势能) 、核能、 光能、化学能、地热能等。 教师解释何为地热能、机械能、化学能、内能? 地热能是是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热 力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。 机械能是动能和势能统称, 动能是物体由于运动而具有的能,势能是物体由 于被举高或者发生弹性形变而具有的能 化学能是物质内部的能量。像石油和煤的燃烧,炸药爆炸以及人吃的 食物在体内发生化学变化时候所放出的能量,都属于化学能。 化学能是一种与热运动有关的能量。在物理学中,我们把 物体内所有 分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体都 具有内能。 ( 2 )请选择其中的一种或两种 能的形式来为大家做一下介绍 ,从它的来 源 . 用途等方面。 (教师可以根据学生的回答加以引导) 3.合作讨论交流学习 (1)视频演示(雪崩) ,让学生感受雪崩的威力和危害,同时思考能是如何转化 的?(教师可以引导学生从上述能的各种存在形式的改变去思考) 势能转化为动能。 (2)演示:氢氧化钠在水中溶解,温度升高;硝酸钾在水中溶解,温度要降低 这两个实验。 (演示时让学生来触摸试管壁来感受温度的变化) 提问:这两种物质在溶解过程中,能量的形式各发生了怎样的变化?

前者:化学能→热能 (3)完成课本 P70 的讨论

后者:热能→化学能

a.人造卫星在空中工作所需的电能来自哪里? 太阳能→电能 b.热泉水喷发的能量是从哪里来的? c .青蛙捕食消耗了什么能? 青蛙获得了什么能?这些能量来自哪里? 青蛙捕食时消耗了化学能,获得了机械能,有机物氧化分解释放的。总的来 说是化学能→机械能 4.教师讲授,总结概念 自然界中各种形式的能量都不是孤立的,不同形式 的能量会发生相互转化 能量也会在不同的物体间相互转移。即所谓的“消耗能量” “利用能量” “获得能 量”的实质是能量相互转化或转移的过 程。 5.知识应用 (1)请学生回答:P71 能量形式的转化 a.胶片感光成像 b.激光切割金属 c.特技跳伞 d.森林火灾 光能→化学能 光能→热能 地热能→水的热能→水的机械能

势能→动能和 热能 化学能→光能和热能 光能→化学能

e.植物生长需要阳光 f.小型水电站 g.水立方照明

势能→动能→电 能 太阳能→电能

(2)回顾引入时的视频,解决一开始提出的问题,为什么小小一颗炸弹能把装 甲车炸掉?
[来源:学*科*网 Z*X*X*K]

化学能→热能→机械能 (3)练习巩固:
[来源:学科网]

a.出示:风能发电机的工作原理图。请学生回答 发电机发电是_________能转化为______能; 发电机给蓄电池充电是______能转化为________能; 蓄电池可以想用户供电是_______能转化为______能 b.提问:人体是一个复杂的能量转换器。试写出我们体内能量转换的例子。 动能(例如 走路时) 声能(说话时) 热能(以维持体温)等等。 6.课堂小结 本节课学习了能量之间的相互转化, 知道自然界中各种形式的能量都不是孤 立的,不同形式的能量会发生相互转化能量也会在不同的物体间相互转移。 “消 耗能量” “利用能量” “获得能量”的实质是能量相互转化或转移的过程。 7.布置作业 配套的作业本练习、课后 1、2 题 一个课后小实验

六、板书设计:

3.1 能量的相互转化
一、能的形式 机械能,太阳能,热能,电能,声能等。 二、能的转化 “消耗能量” “利用能量” “获得能量” 即能量相互转化或转移的过程。

七、教学反思:
本节课基本上能按照原来的预设完成教学内容,学生的掌握情况也不错。 但是在具体操作上,节奏掌握的不是很好,有点急了。

第2节

能量转化的量度(2 课时)

教学目标:1、理解功的概念,知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系 2、知道功的计 算公式,知道功的单位,初 步掌握功的计算方法 3、知道功率的概念,知道用功率来描述做功的快慢,知道功率的单位,初步掌 握功率的计算方法 重点难点:功的概念的内涵和外延 能量转化的量度:功、功率 教学过程: ╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬ 第 1 课时 引入:以举重、马拉车为例,说明能量的相互转化。同时结合长度、体积的大小分别用刻度 尺、量筒来度量引出能量转化的量度――功 一、功 读图并思考: 从力和运动角度分析, 举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车两种情景有 什么共同的特点?

――杠铃和马车都受到力的作用,并且在力的方向上都发生了移动。 功:物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对该物 体做了功。 *注:1、要搞清楚是什么物体用力,什么物体 受力,在力的 方向上产生了什么效果。 2、要注意做功与“做工”和“工作”的区别。 3、功必须具备两个要素(力和力的方向上通过的距离) 讨论:塔式起重机下挂着重物,当 重物处于①静止不动、②匀速向上运动、③沿水平方向 匀速运动三种不同情况时,钢索的拉力是否都对它做了功? *注:通过此讨论强调做功的两个必要因素。 ――静止不动和水平方向运动都没对重物做功 匀速向上运动对物体做了功 强调功所需具备的两个要素。

*在下列三种情况下,力对物体没有做功: ⑴物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段距离; ⑵物体受到力的作用,但没有移动距离; ⑶物体受到了力的作用,同时也运动了一段路程,但在力的方向上没有通过距离;
[来源:学科网 ZXXK] [来源:学_科_网 Z_X_X_K]

二、功的计算 公式:功=力×距离 (功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积) W=Fs 单位:焦(J)或 牛·米(N·m)

计算时需注意的问题: 1、 分清是哪个力对物体做的功,计算功时的 F 就是这个力 2、 公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离,强调对应 3、 功的单位:功的单位是焦耳,简称“焦” 例:一辆汽车在高速公路上以 30 米/秒的速度匀速行驶,受到的阻力是 2000 牛,这辆汽车 在 1 分钟做的功是多少?

例:某大厦楼高 50 米,完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土 1×104 米 3,还需用其他建筑材 料共约 2×104 米 3,假设混凝土的密度为 2.5×103 千克/米 3,其他建筑材料的平均密度 为 1.5×103 千克/米 3,取 g=10 牛/千克。 ⑴此大厦的自重为多大? ⑵勘测表明,该大厦的地基所承受的压强不得超过 1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积 为 1×103 米 2,此大厦的最大载重量为多大? ⑶若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大压强?若每天要把 100 米 3 的水从地面送到楼顶上,每天至少应对水做多少功?
[来源:学科网]

小结:以举重和马拉车为例,说明功和能的关系。 做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做多少功,就有多少能量发生了 转化。所以可以用功来量度能量转化的多少,能量单位与功的单位一样,也是焦耳。 课堂练习:课后练习 1-3 题

第 2 课时 引入:展示两张图片

作对比,说明人类生产力的进步,同时也提出两者做功的快慢。 功率――单位时间里完成的功。 反映 该物体做功的快慢。 计算公式:功率=功/时间 P=W/t 单位:瓦特(W) OR 焦/秒 (J/s) OR 牛·米/秒(N·m/s) ― ―说明物理量的单位可以通过推导的公式来获得 介绍:1、功率是机器的主要指标之一,介绍功率对生产的意义 2、介绍人和部分交通工具的功率值 例 1:有两台功率大小不同的 起重机,已 知它们的功率之比是 1:3,若让它们完成相同的 功,则所用的时间之比是______;若它们的工作时间相同,则完成的功之比是 ______。
[来源:Zxxk.Com] [来源:Zxxk.Com]

例 2:高出水面 30 米处有一个容积是 50 米 3 的水箱,要用一台离心式水泵抽水给水箱,1 小时即可能把水箱充满。这台水泵的功率至少是多少 kW?(g=10 牛/千克)

第三节

能量转化的量度(2 课时)

教学目标:1、理解功的概念,知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系 2、知道功的计 算公式,知道功的单位,初 步掌握功的计算方法 3、知道功率的概念,知道用功率来描述做功的快慢,知道功率的单位,初步掌 握功率的计算方法 重点难点:功的概念的内涵和外延 能量转化的量度:功、功率 教学过程: ╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬ 第 1 课时 引入:以举重、马拉车为例,说明能量的相互转化。同时结合长度、体积的大小分别用刻度 尺、量筒来度量引出能量转化的量度――功 一、功 读图并思考: 从力和运动角度分析, 举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车两种情景有 什么共同的特点?

――杠铃和马车都受到力的作用,并且在力的方向上都发生了移动。 功:物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对该物 体做了功。 *注:1、要搞清楚是什么物体用力,什么物体 受力,在力的 方向上产生了什么效果。 2、要注意做功与“做工”和“工作”的区别。 3、功必须具备两个要素(力和力的方向上通过的距离) 讨论:塔式起重机下挂着重物,当 重物处于①静止不动、②匀速向上运动、③沿水平方向 匀速运动三种不同情况时,钢索的拉力是否都对它做了功? *注:通过此讨论强调做功的两个必要因素。 ――静止不动和水平方向运动都没对重物做功 匀速向上运动对物体做了功 强调功所需具备的两个要素。

*在下列三种情况下,力对物体没有做功: ⑴物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段距离; ⑵物体受到力的作用,但没有移动距离; ⑶物体受到了力的作用,同时也运动了一段路程,但在力的方向上没有通过距离;
[来源:学科网 ZXXK] [来源:学_科_网 Z_X_X_K]

二、功的计算 公式:功=力×距离

(功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积)

W=Fs 单位:焦(J)或 牛·米(N·m) 计算时需注意的问题: 4、 分清是哪个力对物体做的功,计算功时的 F 就是这个力 5、 公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离,强调对应 6、 功的单位:功的单位是焦耳,简称“焦” 例:一辆汽车在高速公路上以 30 米/秒的速度匀速行驶,受到的阻力是 2000 牛,这辆汽车 在 1 分钟做的功是多少? 例:某大厦楼高 50 米,完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土 1×104 米 3,还需用其他建筑材 料共约 2×104 米 3,假设混凝土的密度为 2.5×103 千克/米 3,其他建筑材料的平均密度 为 1.5×103 千克/米 3,取 g=10 牛/千克。 ⑴此大厦的自重为多大? ⑵勘测表明,该大厦的地基所承受的压强不得超过 1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积 为 1×103 米 2,此大厦的最大载重量为多大? ⑶若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大压强?若每天要把 100 米 3 的水从地面送到楼顶上,每天至少应对水做多少功?
[来源:学科网]

小结:以举重和马拉车为例,说明功和能的关系。 做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做多少功,就有多少能量发生了 转化。所以可以用功来量度能量转化的多少,能量单位与功的单位一样,也是焦耳。 课堂练习:课后练习 1-3 题 第 2 课时 引入:展示两张图片

作对比,说明人类生产力的进步,同时也提出两者做功的快慢。 功率――单位时间里完成的功。 反映 该物体做功的快慢。 计算公式:功率=功/时间 P=W/t 单位:瓦特(W) OR 焦/秒 (J/s) OR 牛·米/秒(N·m/s) ― ―说明物理量的单位可以通过推导的公式来获得 介绍:1、功率是机器的主要指标之一,介绍功率对生产的意义 2、介绍人和部分交通工具的功率值 例 1:有两台功率大小不同的 起重机,已 知它们的功率之比是 1:3,若让它们完成相同的 功,则所用的时间之比是______;若它们的工作时间相同,则完成的功之比是 ______。
[来源:Zxxk.Com] [来源:Zxxk.Com]

例 2:高出水面 30 米处有一个容积是 50 米 3 的水箱,要用一台离心式水泵抽水给水箱,1 小时即可能把水箱充满。这台水泵的功率至少是多少 kW?(g=10 牛/千克)

第4节

简单机械(5 课时)
[来

教学目标:1、了解杠杆的历史及 发展过程;认识机械的使用对社会发展的作用
源:学*科*网]

2、知道杠杆是一种简单机械,能找出杠杆的五要素:支点、阻力、阻力臂、动 力、动力臂。 3、理解杠杆的平衡条件,知道杠杆省力或费力的原因,知道杠杆使用过程中的 能量转化过程 4、了解定滑轮、动滑轮的工作原理,知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆, 了解滑轮组及其工作原理 5、理解机械效率,知道有用功、无用功和总功的区别,学习测量简单机械的机 械效率 6、通过 学生的探究实验,培养学生探究科学规律的兴趣、严谨的科学态度和科 学精神,体验科学探究的乐趣 重点难点:杠杆、杠杆的平衡条件 教学过程: ╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬ 第 1 课时 引入:介绍阿 基米德和他的那句名言(屏幕上出现阿基米德的想要撬动地球的画面,并播 放他的原话) 。今天就让我们来认识一下这根神奇的杆子吧??
[来源 :学.科 .网 Z.X.X.K]

一、杠杆的初步认识 创设情景:[屏显猿人想要移动石块的图片]

质疑:猿人想要把大石块移动,用硬杆捅石块捅不动,谁能想法帮帮它? 观察:学生是否能想到在硬杆下垫一块小石 头的方法,教师视具体情况作适当提示:帮助 学生初步了解杠杆。 ――播放利用撬棍撬石头的动态视频画面。 演示: 请同学上台操作利用羊角锤拔钉子和用开瓶器开瓶。 并提示学生注意观察同学在操作 时的动作以及羊角锤、开瓶器的运动特点。 小结:师生共同得出杠杆的基本特征: ①在力的作用下会转动; ②在转动时,杠杆有一个点是不动。 ――一根硬棒能够在力的作用下围绕着一个固定点转动,这样的硬棒称为杠杆。 *同时教师指出实际的杠杆往往是硬棒的变形,并不都是一根直直的硬杆。 演示: 通过师生共同从撬苹果的实验, 以及播放动态视频画面, 分析得出杠杆的要素: 支点、 动力、阻力。
[来源:Z#xx#k.Com]

讨论:在生活和生产中,举出其他杠杆的实例,并找出它们的支点、动力和阻力。 (学生活动) 小结:教师再结合撬棍来分析得出杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 ――强调“力臂”是支点到力的作用线 的距离,即垂线段的长度。 ――从羊角锤、开瓶器、撬棍等实物中 引导学生抓住“点-线-距离”等 本质,略去表面的差别。得出杠杆 的模型。 演示:教师以用硬棒撬动石头为例,在黑 板上进行有关杠杆几要素的作图。 练习:见作业本的练习 6,学生完成并选择部分在黑板上完成。
[来源:Z§xx§k.Com]

二、人体中的杠杆 过渡:其实在人体中还有许许多多的杠杆在起作用。拿起 一件东西,弯一下腰,甚至翘一 下脚尖都是人体的杠杆在起作用。下面让我们来观察: 屏显:播放一段韵律操的动态视频画面,并请同学寻找其中的人体杠杆。 分析:对课本图片中的手臂、脚部和头部进行有关杠杆的分析。 三、杠杆的历史及发展过程 介绍:古代历史上使用的各类杠杆:舂、桔槔,并播放舂和桔槔的视频片段 介绍:在建造大型的建筑工程时,也很广泛地运用了杠杆,譬如中国的长城、古埃及的金字 塔[屏显图片]古代建筑大型工程时的劳动场景,并 请学生找出其中所使用的杠杆。 而到了现代,杠杆的使用已变得越来越广泛,深入到了生产和生活的各个角落?? 显示:在优美背景音乐下,屏幕上依次出现在不同历史时期的杠杆图片 从猿人→古 埃及的金字塔→长沙出土的战国 时期的天平→中国的长城→现代建筑工 地上的机械手臂??

第 2 课时

学生实验:能量的转化与守恒

第 3 课时 引入:学 校在升国旗的时候,为什么旗手往下拉绳,国旗却往上走,而且比较轻快?在建筑 工地上,工人们将砖瓦等建筑材料拉上房顶,为什么工人在房下就能把材料送上房 顶?

滑轮――周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子,是属于一种简单机械。 一、定滑轮 演示: 用弹簧秤直接称出钩码的重量, 然后再通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码, 获得读数, 比较两个读数的大小。 定滑轮的特点:1、滑轮位置固定不动 2、相当于是一个等臂杠杆(作图进行分析) 3、不能省力 4、可以改变力的方向 二、动滑轮 演示: 通过动滑轮用弹簧秤匀速拉起钩码, 获得读数, 比较与直接称得的数值, 是否不一致? 动滑轮特点:1、滑轮随钩码一起向上运动 2、相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆(作图分析) 3、可以省一半的力(不计摩擦和滑轮重) 4、不能改变力的方向,并且动力移动距离 2 倍于物体上 升距离。 设疑:定滑轮和动滑轮各有优缺点。那可不可以想一个办法来使滑轮既 可以省力又可以改变力的方向呢? 趣味实验:比一比,谁的力气大! 用两个铁架台的杆子,再让两位男同学来把住铁杆。用一根坚韧的绳子,一端固定 在铁杆的一端,然后把两铁杆绕几个来回,再找一个女同学用单手拉动绳的一端,看能 否将两个同学拉拢。想一想为什么? 三、滑轮组 ――定滑轮和动滑轮组合起来使用的一种简单机械。 演示:1、如何用滑轮组做到既可以省力又可以改变力的方向? (先用一动一定来完成,学生上台简单演示) 2、 如课本 99 页实验所示, 先用弹簧秤测出钩码和动滑轮总重, 然后借助于滑轮组 (二 动二定)测出提升钩码所需力的大小。 (注意动滑轮上绳子的股数) 小结:使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重 的几分之一。 特点:结合演示实验,说明使用滑轮组虽然省了力,但是却费了距离。动滑轮由几根绳子吊 着,拉力移动的距离就是重物移动距离的几倍。 例题:如课本 100 页 练习:课后练习第 4 题。 作业:作业本(三)

第 4 课时 复习:定滑轮、动滑轮和滑轮组,以及使用动滑轮虽可以省力但不能省功。 引入:使用机械可以给人们的工作 带来方便,但在实际使用过程中,我们却做了一些并不 希望做的功。 以课本图 3-32 为例, 研究做功的情况。 让学生分析得出哪个功是我们所必需要做的?哪个 功并不是我们所需要做的,但不得不做的? 小结:必需要做的这部分功叫做有用功;虽然不需要,但又不得不做的那部分功叫额外功 或无用功;两者的总和叫总功。

W 总=W 有用+W 额外
讨论:在上述例子中,如果考虑绳子的自身重及滑轮轴心处的摩擦,所 做的额外功还有哪 些? ――克服绳子重力做的功,克服摩擦做的功。 想一想:你认为哪一种方法更好? (提示:从做功的角度来分析) 它们的有用功是多大?额外功多大? 小结:从能量的转化角度来分析, 总功(人提 供的能量)一方面转化为有用功(物体增加的势能) ; 另一方面转化为额外功(机械增加的势能或摩擦产生的热能) 机械效率: 有用功跟总功的比值, 用η 表示。 η 越大, 机械工作时能量的利用率越高。
[来源:学*科*网]

在使用机械时,总是尽可能减小额外功以提高机械效率。 实际使用机械时,机械效率总小于 1!

练习与讨论:幻灯片 8-9 提问:出示图片――盘山公路。思考筑路采用这种方式有什么好处? 小结:斜面也是一种简单机械。使用斜面可以更省力。 探究:测量斜面的机械效率 提出问题:你认为影响斜面的机械效率的因素有哪些? 建立假设:可能与…….有关 提供器材:长方木块、小车、砝码、长木板、弹簧秤、刻度尺 设计方案:在实验中需要进行哪些操作?要测量哪些量?并设计实验 数据记录表。 讨论交流: 进行实验:记录数据 交流与总结:

课堂练习:1、课后练习 作业:作业本(四)

第三章 能量的转化与守恒

第 5 节 物体的内能
一、教材分析 关于“热能” ,学生已经接触到多次,但是概念模糊。在学习机械能后,有必要来了解 这种常见的能量。本节以“内能”为主题,从热能和内能的关系入手,从生活中常见的事例 着手,从微观的角度(微粒运动)和宏观的表现(温度)给学生一个科学的概念,易于接受。 本节的重点在于改变内能的两种方法,通过实验和事例的分析,帮助学生理解。并在此基础 上,引出热量和燃料热值的概念。 二、教学目标 (一) 、知识目标: ⒈了解内能的概念。 ⒉理解做功和热传递是改变内能的两种方法, 知道这两种方法中能量变化的实质和方法的等 效性。 ⒊知道热量的概念,知道功和热量都可以量度内能的变化。 ⒋知道燃料的热值。 (二) 、技能目标: ⒈能从宏观和微观的角度全面了解事物。 ⒉培养实验的观察和分析能力。 ⒊培养概括和对比分析的能力。 ⒋学会从能量变化的角度分析事物的变化。 (三) 、情感目标: ⒈培养学生联系实际生活和实验现象分析科学规律的探索科学的精神。 ⒉通过从能量变化的角度讨论问题,为建立能量守恒定 律奠定基础。 三、教学重点和难点 重点:理解做功和热传递是改变内能的两种方法,及其方法的实质和等效性。 难点:⒈内能的概念。 ⒉应用改变内能的两种方法分析实例:气温随高度的增大而降低的现象。 四、教学准备 课件;克服摩擦做功、压缩气体做功、气体对外做功等演示实验。 五、课时安排 2 课时 六、教学过程设计 【创设情境引人】例举生活中的常例: 1、双手来回摩擦,有什么感觉?能量发生了怎样的转变?(发热,机械能→热能,内能增 加) 2、你今天骑自行车来学校,到校时,紧急刹车。能量如何变化?(人和车的动能转化为刹 车橡皮和钢圈等部件的内能。 ) 设问:什么叫内能?它与机械能有什么不同?改变内能的方法有哪些? 一、内能 【回忆实验】将红墨水滴到温度不同的水中,观察现象。 实验: 取三只烧杯, 分别倒入冷水、 温水和热水, 然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁, 观察比较三只杯内墨扩散的快慢。 提问 1:这是什么现象?(扩散现象) 提问 2:产生扩散现象的原因是什么?(物质由分子、原子或离子等粒子构成,构成物质的

粒子在永不停息地做无规则运动;分子间存在间隙) 概念:物体内部大量粒子的无规则运动——热运动 提问 3:在不同的温度中,扩散的速度不同说明什么?(物体温度越高,微粒无规则运动越 剧烈) 设问 4:微粒的无规则运动称为什么运动?(热运动)相应的能叫什么能?(内能)它们与 温度有什么关系? 提出内能和热运动的概念、关系并板书 【板书】 一、 内能 1、概念:物体内部大量粒子做热运动(微观运动)所具有的能叫内能。 2、热运动:物体内部大量粒子的无规则 运动。 3、关系:物体温度越高,分子热运动越剧烈,内能也越大。 强调:热现象是大量微粒无规则运动的宏观表现,对单个微粒谈热运动、温度、内能是没 有意义的。 温度是物体内部大量微粒无规则运动剧烈程度的标志。根据温度的变化(宏观)反映热运动 (微观)的剧烈程度和内能的变化。 【讨论】1、根据图片 3-49、3-50,试解释:无论高温物体还是低温物体,都具有内能。 一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水, 温度很高,分子运动激烈,它具有内能。冰冷的冰块,温度虽低, 其内部分子仍在做无规 则运动, 它也具有内能。 不论物体有没有做其他运动, 物体内微粒的无规则运动总是存在的, 所以其他能量(机械能)可能为 0,内能总是有的,不管是高温物体还是低温物体。

2、物体的温度升高或降低时,内能会有什么变化? 内能的大小与温度的高低有关,一个物体温度升高,内能增加,温度降低,内能减少。 由于内能的大小不仅仅与温度的高低有关, 所以不同的物体不能仅根据温度的高低判断内能 的大小。 3、内能与机械能有什么不同? 举例:分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。 A、首先木块有势能,也称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。 B、木块内部的分子做无规则运动,且分子间有作用力,木块有内能。 归纳:内能是与微观运动有关的能量,它的改变与温度的变化有关;机械能是与宏观运动有 关的能量,它的改变与运动的速度、高度等的变化有关。

【练习】 1、分析物体间能量的转化: 电风扇通电转动, 能→ 能; 自行车刹车时, 能→ 能; 用煤气灶加热水, 能→ 能; 装得满满的一壶水烧开时,茶壶盖不断跳动, 能→ 2、判断: A、冰水混合物的温度是 0℃,所以没有内能。 (×) B、任何物体都具有内能和机械能。 (×) C、甲物体比乙物体的温度高,则甲比乙的内能大。 (×) D、物体不一定都有内能。 (×) E、某物体温度升高,它的内能一定增大。 (√)

能;

【过渡】 通过观察温度的升高或降低可以了解物体内能的变化, 内能怎么会改变?有什么方 法可以改变内能? 二、做功可以改变内能 【分析】以下两例:冬天搓手取暖;古人钻木取火;有什么共同点? 能量转化:都是机械能→内能;温度变化:都是升温; 是否做功:都是克服摩擦做功。 【小结】通过做功的方式可以改变物体的内能。

【实验 1】如图 3-52。观察现象,分析原因。 现象:橡皮塞向上跳起,瓶口出现雾状物。 提问 1:来回拉绳子的过程中,有没有做功?(克服摩擦做功) 提问 2:能量如何转变?(管壁发烫,机械 能→内能,金属管、乙醚的内能增大) 提问 3:乙醚有什么变化?(内能增大,温度升高,乙醚汽化) 提问 4:增大乙醚内能的方法? ——对物体(乙醚)做功,物体(乙醚)内能增大。 提问 5:橡皮塞为什么会跳起?(乙醚蒸气膨胀,将塞子推出) 提问 6:这个过程中有没有做功?谁对谁做功?(乙醚对塞子做功) 提问 7:能量如何转变?(内能→机械能,乙醚蒸气内能减小,塞子获得机械能) 提问 8:使乙醚内能减小的方法? ——物体(乙醚)对外做功,物体(乙醚)内能减小。 【实验 2】如图 3-53。观察现象,分析原因。 现象:棉花燃烧。 提问 1:为什么选择用乙醚浸过棉花?(乙醚的着火点低,属于易燃物)

提问 2:压下活塞过程中,有没有做功?谁对谁做功?(活塞压缩筒内气体做功) 提问 3:能量如何转变?(机械能→内能,筒内空气的内能增大,温度升高,达到乙醚的着 火点) 提问 4:增大空气内能的方法? ——对物体(空气)做功,物体(空气)内能增大。 【实验 3】如图 3-54。观察现象,分析原因。 现象:塞子向上跳起,瓶内出现白色的雾。 原因:滴入酒精产生了蒸气,向瓶内打气,压 强达到一定程度, 气体对外做功,内能→机械能,塞子获得了机械能,向上跳起, 同时气体的内能减少,温度降低,瓶内的一部分酒精蒸气和水蒸 气液化。 【归纳】用什么方法可以增大或减少物体的内能?这种方法的实质是什么? 【板书】 二、做功可以改变内能 对物体做功→内能增大(机械能→内能) 实质:其他形式的能(机械能)与内能的转化 物体对外做功→内能减小(内能→机械能) 【思考】山顶的积雪要比山脚的积雪化得慢 ,为什么气温随高 度的增大而降低? 分析:在地面上方越高处,空气的密度越小,热空气上升,冷 空气下降。当下层的气团因吸收太阳辐射温度升高而上升时, 气团膨胀,推挤周围的空气对外做功,内能减小,温度降低。 相反, 当 上层的气团因放出热量温度降低而下沉时, 气团收缩, 外界空气挤压气团,对气团做功,使气团的内能增大,温度升高。 【追问】对物体做了多少功,表明什么?(有多少其他形式的能转化为内能) ; 物 体对外做多少功,表明什么?(有多少内能转化为其他形式的能) 。 从中可看出,功与内能的关系?(功可以量度内能改变的多少) 【过渡】不通过做功,有其他方法可以改变物体的内能? 三、热传递可以改变内能 【分析】以下两例:手捂热水袋取暖;放在热汤里中的汤勺,勺柄逐渐变烫;手、热水袋、 热汤、汤勺的内能有改变吗?能量有转化吗?内能为什么改变了? 内能:都有改变;内能:没有转化为其他形式的能,只是发生了转移。 【读图】3-56。发高烧的病人常用湿毛巾冷敷,冷敷时,热从 人体传给毛巾。传热的结果, 分析:人体的温度降低,内能减少,毛巾的温度升高,内能增 多。我们把这个过程叫热传递。 【思考】 热传递的过程有发生能量的转化吗?热传递实质是什 么?发生热传递的条件是什么?热传递的方向如何?热传递 的结果是什么? 【实验】可以增加金属杆传热实验,观察用蜡粘住的火柴掉下的顺序体会热传递的实质、条 件和方向。 归纳:热传递的过程没有发生能量的转化,而是能量(内能)的转移(实质) 。只要接触的 物体间或物体不同部分存在温度差(条件) ,内能就会从高温物体传递到低温物体,或者从

同一物体的高温部分传递到低温部分 (方向) 。 直到两者的温度一致 (结果) , 热传递才结束。 引导学生概括这些热传递现象的共性: 热传递过程中①存在着高温物体和低温物体(或同一物体存在着高温部分和低温部分) ; ②由于热传递,高温物体温度降低,低温物体温度升高。 温度的变化反映了物体内能的改变,所以上述热传递现象的实质是:热能从高温的物体传 到了低温的物体。 【设问】在热传递中,传递的能量多少叫什么?用什么表示?单位是什么? 讲述:在热传递中,传递的能量多少叫做热量,用 Q 表示。
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低温物体从外界吸收多少热量,内能就增加多少,温度升高; 高温物体向外界放出多少热量,内能就减少多少,温度降低。 因此除了功, 还可以用热量量度内能改变的多少。 由于这种关系, 它们的单位也一致: 焦耳。 【引申】热量是与热传递相连的概念,离开了热传递谈热量就没有意义了。所以热量只能表 达“吸收多少” 、 “放出多少” 、 “传递多少” ,不能说“有多少”或“含有多少” 。 【讨论】图 3-57,有一瓶子,里面装着一些铁屑,用什么方法可以 增加铁屑的内能?如果你没有看到内能改变的过程,单凭铁屑的温 度升高,你能说出究竟采用什么方法? 方法: 可能是放在火上烤; 可能是克服 摩擦对瓶子和铁屑做功; ?? 【结论】做功和热传递的实质不同,但是改变内能是等效的。我们 知道两种改变物体内能的方法:做功和热传递。而且改变内能的方 法也只有这两种,这两种方法又是等效的。当物体内能改变时,如 果我们没看见热内能改变的过程,我们是无法根据结果来判断热内能改变的原因的。 通过师生共同议论,总结热传递现象。 ①热传递现象:热传递过程中,高温物体温度降低,低温物体温度升高,直到温度相同时, 热传递停止。 ②热传递的条件:物体间存在温度差异,或物体不同部分间存在温度差。 ③热传递的实质:热能从高温物体传到低温物体。是改变物体热能的方法之一。 ④热传递的方向: 热能总是从高温物体传向低温物体。 不存在热能由低温物体传向高温物体 的现象。 【练习】判断: A、物体不对外界做功,外界也不对物体做功,物体的内能一定不变。 (×) B、一个物体不吸热也不放热,它的温度一定不变。 (×) C、物体温度升高,一定是从外界吸收了热量。 (×) D、只有一个物体不能发生热传递。 (×) E、热量从热量多的物体向热量少的物体传递。 (×) 【板书】 三、热传递可以改变内能 1、热传递 ⑴方向:内能从高温物体传递到低温物体,或者从同一物体的高温部分传递到低温部分 ⑵条件:温度差

⑶结果:温度相等 2、热量(Q) :在热传递中,传递的能量多少 3、低温物体从外界吸收热量→内能增大 实质:内能的转移 高温物体向外界放出热量→内能减少 4、做功和热传递:实质不同,改变内能是等效的。 四、燃料的热值 【过渡】燃料燃烧会放出大量的热量,燃烧是什么变化?在燃烧过程中,能量如何转化? 分析:燃料在燃烧时发生剧烈的氧化反应。完全变成了另一种物质,所以燃料的燃烧是一种 化学变化。在燃料燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能。也就是我们常说的释放热量。 燃烧是贮存在燃料中化学能转化为内能的过程。 提问:你能说出燃料的种类和常用燃料吗? 要求学生答出:固体燃料:如木柴、煤等。 液体燃料:如汽油、柴油。 气体燃 料:如煤气、天然气、氢气。 【猜测】放热的多少与什么有关? 与燃料种类、燃料多少、能量损失?? 【验证 1】放热的多少与燃料种类的关系。 假设:取相同质量(1 千克) ,能量没有损失(完全燃烧) ,比较放热的多少。 引入概念:我们把 1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。 单位:焦/千克 读表:了解常用燃料的热值,

提问: 热值是燃料的特性, 不同的燃料的热值一般不同。 烟煤的燃烧值是多少?解释其意义。 要求学生答出:烟煤的燃烧值是 2.9×107 焦/千克。它表示 1 千克烟煤完全燃烧放出的热量 约是 2.9×107 焦。 教师:燃料的热值是以完全燃烧来定义的。 “完全”二字不省略,也 不可用“充分燃烧”来 代替,否则在质量相同条件下,燃料燃烧放出热量的多少就无法比较。 燃料完全燃烧放出热量的计算: 已知烟煤的热值是 2.9×107 焦/千克,求 3 千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦。 解:烟煤燃烧值:2.9×107 焦/千克 1 千克烟煤完全燃烧放出的热量的 2.9×107 焦/千克。
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2 千克烟煤完全燃烧放出的热量是 2.9×107 焦×2=5.8×107 焦。 3 千克烟煤完全燃烧放出的热量是:2.9×107 焦×3=8.7×107 焦。 总结;燃料完全燃烧放出热量的计算公式。 (板书)燃料完全燃烧放出的热量=燃料的燃烧值×燃料的质量。 燃料热值的单位是焦/千克。质量的单位是千克,热量的单位是焦。 思考:为什么火箭选用液态氢做燃料?

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分析:在常见的燃料中,氢是最好的燃料。理由有三:燃烧完全相同质量的燃料,氢放出的 热量最多;燃烧产物无污染;原料取之方便,可循环使用。 【验证 2】放热的多少与是否完全燃烧有关。 假设:取相同质量、同种燃料,比较放热的多少。 强调:完全燃烧。 【验证 3】?? 【板书】 四、燃料的热值 1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。 (焦/千克) (五)布置作业 必做作业: (1)课后练习与活动 选做作业:

(2)作业本

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板书设计:
第 5 节 物体的内能
一、 内能 1、概念:物体内部大量粒子做热运动(微观运动)所具有的能叫内能。 2、热运动:物体内部大量粒子的无规则运动。 3、关系:物体温度越高,分子热运动越剧烈,内能也越大。 二、做功可以改变内能 对物体做功→内能增大(机械能→内能) 实质:其他形式的能(机械能)与内能的转化 物体对外做功→内能减小(内能→机械能) 三、热传递可以改变内能 1、热传递
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⑴方向:内能从高温物体传递到低温物体,或者从同一物体的高温部分传递到低温部分 ⑵条件:温度差 ⑶结果:温度相等 2、热量(Q) :在热传递中,传递的能量多少 3、低温物体从外界吸收热量→内能增大 实质:内能的转移 高温物体向外界放出热量→内能减少 4、做功和热传递:实质不同,改变内能是等效的。 四、燃料的热值 1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。 (焦/千克)

【教后反思】

1.关于热传递,学生在小学自然课中已有初步了解,所以本节课没有涉及热热 传递的方式——对流、传导、辐射。授课中视学生的实际情况,也可做简要复习 和介绍。 2.关于热平衡教材中没有明确提出,教学中也可不涉及。但应给学生强调热传 递的条件及内能传递的方向, 为学生逐步建立热平衡的概念和学习热量的计算奠 定基础。 3.教材从量度内能的改变来引入热量的概念,比较科学、严谨,体现了热量与 过程有关,而并非状态量,但由于日常生活中,“热”的含义广泛,有时应用不 够准确,仍然会使学生对热量有一些模糊认识,所以教学中仍要注意纠正。

第 6 节 电能
(4)知识和技能:理解电功率的概念,知道电器额定功率的含义, 理解电功率和电流、电压的关系,知道电功的概念,并能进行简单的计算 知道电能表是计量消耗电能的仪表, 学会家用电能表的读数和计算用电器 消耗电能的方法 (5)过程和方法:培 养学生通过探究、交流等方式来接受科学知识的习惯和能力。 (6)情感态度和价值观:学会合作交流,促进学生对生活的热爱,对科学技术的探索意识。 培养学生与他人合作解决问题的合作精神。 【教学重点、难点】 重点:电功率的概念、额定功率的含义及电功率跟电流、电压的关系 难点:额定功率的含义,电功率与电流、电压关系的探究。 【教学准备】 低压电源,额定电压为 6 伏的灯泡(功率不同) ,开关,灯座,导线,电流表、电压表 【教学过程设计 】 流程 创 设 情 境, 导 入 新 课 现代生活离不开电,电能在生活中 的应用非常广泛,请同学们讨论一下, 我们身边的那些设备在工作时都利用了 电能?(教师归纳总结) 学生分组讨 请根据你们小组所列举的设备,说 论,小组汇报 说它们在工作时电能分别转化为什么形 结果。 式的能? 总结 : 电能转化为其它形式能的过 程是电流做功的过程。用电器消耗了多 少电能, 电流就做了多少功。 用字母 “W” 表示。电功的单位“焦耳” 教师活动 学生活动 设计意图 没有想象, 就没有科 学的发展, 培养学生想象 的能力对科学课的学习 有很大的帮助。 通过这样一个简单的问 题, 可以把学生的 心一下 子拉回到了课堂上, 课堂 气氛也一下子调动了起 来。 科学源于生活, 服务 于生活,通过联系实际, 拉近了知识和学生的距 离。

突然有一天,我们这个社会没有 了 电,那么你能想象一下那时将会是怎样 学生答略 一幅场景?

合 作 交 流
&网]

[来源 :学 &科

探 究 新

使学生明白电能转化的 本质,同时也引出了电 功。

合 作 交 流 探 究 新 知

实物展示:电能表(电度表) 当家里有用电器工作时,电能表有 什么变化? 你知道它有什么作用吗? 总结:它可以计量用电器在一段时间消 耗的电能。 演示 1:把功率大小不等的两个电 炉分和电能表接入电路,让学生观察电 能表转盘转动的速度有什么不同?让学 生记下它们工作一分钟,电能表转盘转 过的圈数。 演示 2: 把一台电风扇和电能表接入 电路,让风扇在不同档位工作一分钟, 让学生观察电能表转盘转动的速度和转 过的圈数。 提问:它们在相同的时间内它们消 耗的电能一样吗?电流做的功一样吗? 总结:在相同时间里,不同用电器 消耗的电能不同,电流所做的功不同, 所以电流做功,也跟机械做功一样有快 慢之分,科学上用“电功率”表示电流 做功的快慢。跟机械功率 一样,电功率 的单位也是瓦特或千瓦。

[

学生答略

通过对生 活中一些用电 器直观的感受, 使学生在 头脑中树立: 在相同的时 间里不同的用电器消耗 的电能不同, 电流所做的 功不同。 相同的用电器在 不同的状态下消耗的电 能不一样, 电流做的功也 不同

合 [作
科 ,网 Z,X,X,K]

[来源 :学 ,

交 流 探 究 新 知
]

情景展示: 灯泡铭牌, “220V, 40W” 。 ] 你能读懂铭牌吗? 在一些用电器铭牌上常常标有“额 定电压” “额定功率”等字样?你知道它 的意义吗?读图 3—59 洗衣机铭牌,跟 同学交流你能读懂的内容。 总结:额定电压是用电器正常工作 时的电压,额定功率是用电器在额定电 压下消耗的功率。购买电器时,要根据 实际需要选择合适的功率。 读 P—101 表格, 使学生了解生活中一些 常用电器的功率 某用电器的电功率较大,有什么意 义? 总结:功率大,说明此用电器消耗 电能快,转化 为其它能也多? 师问 : 那么电功率较大的电灯和电 功率较小的电灯消耗的电能多少有什么 不同?灯泡的亮度和电功率有什么关 系?每 4 个同学为一组,完成课本 P— 101 页的探究。 学生答略电功 率大的电灯, 相同时间里消 耗的电能多 , 产生光能多, 灯较亮。 学生讨论

通过把知识和生活联系 起来, 使学生对新的知识 易于接受和掌握。

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[ 通过引导使学生顺利的 过渡到探究实验这一环 节。

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探 究 实 验 课 堂 小 结 巩新 知 随 堂 练 加 深 理 解 课 外 探 究, 培 养 兴 趣

指导学生首先完成猜想,画出电路 图,再进行实验,最后得出结论, (教师 在一旁巡视,指导) 。 总结:灯泡的亮度跟电功率有关,电功 率越大,灯泡越亮。 八、电流做功过程是电 能转化为其它形 式能的过程。 九、电功的单位:焦耳(J) 十、电流做功快慢,用电功率表示,公 式:P=w/t;单位:瓦、千瓦。 4、额定电压和额定功率的含义。 1. 电能转化为其它形式能的过程是 的过程。 2、若用电器两端的电压低于额定电压, 则它工作时消耗的功率 额定功率。 3 一台电冰箱的功率是 200 瓦,这表 示: 。 4 电功率是表示 的物理 量

学生以小组为 单位进行讨 论、实验。得 出实验结果。

学生交流写 出 本节课所学的 知识点。同桌 交流补充。

总结一改往日模式, 采取 学生回顾总结, 将本节课 所学知识点写在一张小 卡片上,同桌交流、补充 完善。 培养学生对知识的 归纳和整理能力。

结合作业本练习, 加深对 本节课所学知识的巩固 和理解

1、 收 集 整 理 自家电器 的铭牌内 容,制作 成 小 卡 片,带到 学校和其 他同学交 流。 2、 利用电能表 找出自家功率 最大的用电 器。

课外探究作为一种新的 教学模式, 对学生兴趣和 自觉性的培养有较大帮 助, 在科学教学中应重视 和推广。

【板书设计】 第六节 电能的利用 电功(W) :电流做的 功。电功的单位:焦耳(J) 电功率(P)电流单位时间完成的功。 电功率的计算 P=W/t 单位:瓦特(W) 、千瓦(KW) 额定电压:用电器正常工作时的电压。 额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。 探究实验: 假设:灯泡的电功率越大,灯泡越亮。 设计实验电路图: 结论:灯泡的亮度跟 电功率有关 ,电功率越大,灯泡越亮。

第 7 节核能的利用 学习目标: 1、知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。 2、了解和平利用核能的方式。
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3、了解核能和平利 用的进展和核能的优点,以及核能开发所带来的问题。

学习重点及难点: 重点:获得核能的两种方式,和平利用核能的方式。难点:核能开发。 学习过程: 问题导学: 通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹和两图片引出核变。 (也可以 顺便介绍一下福岛核电站的事件) 一、裂变和聚变 (1)核裂变——质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个新原子核,并释放出能量 的过程。 举例:中子轰击铀 235 产生 核能 p110 图 3-27 链式反应(chain reaction) :如果产生的中子继续轰击其他铀核,就会导致一系列铀核 持续裂变。 原子弹——根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果! (2)核聚变——2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新核,同时释放出能量的过 程。 举例:氘核和 氚核在超高温下聚合成氦核,同时放出大量能量。 由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生,所以也叫热核反应。 氢弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。 设疑:核能这么巨大,难道只能用于战争吗?如何才能有效地控制核能的释放? 二、核能的和平利用――核电站 讲授:如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行, 释放的核能就可有效地利用。 可介绍如何控制核 裂变的反应速率(如右图)
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核电站――利用原子核裂变时产生的 大量热量,使水 变成蒸汽,推动汽轮机运转,再带动发电机发电。

如图所示

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图一:秦山核电站

图二:核电站示意图

思考:根据图二,思考在电站工作过程中,能是如何转化的? 核能→内能→机械能→电能
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三、放射线 讲授:核变过程中除了放出大量热量外,同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的 射线,如以下三种: α 射线:带 2 个单位正电荷,是氦原子核 β 射线:带 1 个单位负电荷,是高速的电子流 γ 射线:电中性 放射线的益与害: 大剂量的放射线对人畜会造成伤害,但较小的量并加以控制 则可以为人类做许多的事,举例说明。 随堂练习: 一、填空题 1.原子核由 不带电, 和 组成. 带正电荷,电量跟 所带负电荷电量相等;

质量跟 2.由于 和 .

几乎相等. 的变化而释放出的巨大的能量叫做核能 . 获得核能的两种方式是

3. 核电站是利用原子核的 是可以控制的.而在原子弹 中发生的

发电的 , 它的核心设备是 则是不可控制的.

, 在其中发生的

4.质量较小的原子核在超高温作用下结合成质量较大的原子核 ,会释放出巨大的核能 , 这种现象叫做 .

氢弹就是利用此原理制成的. 二、选择题 1.关于核能,下列说法正确的是 A.原子核很小,因此其中不可能存在大量的能量 的能量 C.对于核裂变的链式反应,人们还不能控制 D.无论是较大的原子核受激分裂,还是较小的原子核的结合,其中都会伴随着巨大的能 量变化 2.核电站的能量转化情况是 A.核能→机械能→电能 C.核能→化学能→电能 3.原子弹和核电站的根本区别是 A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变 核裂变 C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速度 D.原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速度 三、判断题 1.原子能就是核能,利用原子能发电的工厂称为核电站 ( 2.相同质量的核燃料,聚变反应 释放出的核能比裂变反应小 ( 3.当裂变反应成为链式反应时,释放出的能量才能加以利用 ( 四、计算题 1 kg 铀全部裂变释放出的能量约为 8.5×1014 J,相当于完全燃烧多少无烟煤释放的 能量?(无烟煤的热值为 3.4×107 J/kg) ) ) ) B.原子弹利用核聚变,核电站利用 B.核能→内能→机械能→电能 D.化学能→内能→电能 B.人们现在能够利用可控核聚变

第9节

能量的转化和守恒

一、 【教材分析】 通过前面几节课的学习,学生已经了解了不同形式能量的特点及相互转化,同时对机 械能守恒也有所了解,这节课在此基础上做进一步地学习,能量的转化和守恒。能量的转化 和守恒定律是一个普遍适用的定律, 对生产、 生活中几个实例的分析不能说明它的普遍意义, 教材对几个最普遍,最简单的实例进行归纳。 二、 【教学目标】 (一) 、知识目标: 1、理解能量守恒定律,能举出日常生活中能量守恒的实例; 2、初步形成用能量转化和守恒的观点分析自然现象的意识 3、初步了解现实生活中能量的转化与转移有一定方向性 (二) 、技能目标: 会用能量守恒定律 来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化的情况。 三、 【教学重点和难点】能量转化和守恒定律 能量转移和转化的方向性 四、 【课时安排】1 课时
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五、 【教学过程设计】 一、引入新课 分析下列事例中能量的转化 ① 树木生长 ② 木材燃烧 ③ 利用燃料火力发电 过渡:各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化。 二、新课学习 一、能量转化和守恒定律[ 【读图】根据能量转化的顺序,分别将下面两组图串联成一个能量转化的故事。
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各图 名称

的顺序: 太阳 树木 能量转化的顺序: 太阳能 化学能

燃煤电厂 电能

剃须刀充电 化学能

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各图名称的顺序: 太阳 小麦 能 量转 化的顺 序: 太 阳能 小结:能量彼此之间都可以相互转化

人进食 化学能

自行车 化 学能

机械 能

大量事实告诉我们:能量的形式发生相互转化的过程中,某种形式的能量减少了多少,另 一种形式的能量一定会相应地增加多少,同样,某种形式的能量增加了多少,另一种形式的 能量一定会相应地减少多少,而能的总量保持不变。

能量转化和守恒定律: 能量既不会消失,也不会创生,它只是从一种形式转化到另一种 形式,或者从一个物 体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能的总量保持不变 。
这个定律是自然界中最普遍、最中的基本定律之一,无论是机械运动,生命运动,无 论 是宇宙天体,还是微观粒子,都要遵守这个定律。任何违反这个定律的现象或机械都 是不存在的。 【讨论】 达·芬奇曾设计了一个 “永动机” :一只圆轮,里面装有 可以自由滚 动的重钢球,如图所示,利用隔板的特殊形状,使轮子一边的钢球总 是滚到另一边的距离轮心远些的地方,这样,在钢球的重力作用下, 使轮子转动不息, 。 提问:你认为这个“永动机” ,能旋转不息吗?为什么? 生:不能,因为能量不会创生。

永动机不可能制成的原因
历史上不少人希望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以 源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人,进行了很多尝试和各种努力, 但无一例外地以失败告终。 失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律, 任何机器 运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。 如果它对外做功必然消耗能量, 不消耗能 量就无法对外做功,因而永动机是永远不可能制造成功的。

【过渡】 “永动机”不可能成功的事实告诉我们:任何违反能量转化和守恒定律的事件是不可能 发生的,那么遵循能量的转化定律的事件是否一定会发生? 能量的转移和转化的方向性: 事例 1:当一块炙热的铁块投入水中,将有热量从铁块传递 给水,从而使铁块的温度降低, 水的温度升高,最后达到相同的温度。但是,相反的事件并不会自然地发生,铁块不 可能自发地从同温度的水中吸收热量, 使自己变的炙热, 尽管这个过程并违反能量转 化和守恒定律。 事例 2 :当杂技演员沿竹竿下滑时,演员 的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能,是手 和竹竿的温度升高,但是,相反 的现象也不会自发地发生,即手和竹竿可可能自 发地降低温度,而使人的位置升高,竟着一过程也不违反能量转化和守恒定律。 【学生举例】 自然界中有大 量的现象表明,能量的转化和转移有一定的方向性,你能举出哪些例子? 问:能量的转移和转化的方向性有什么实际的意义? 【阅读】能量的转化和守恒定律是怎样发现的 三、课堂小结 自然界的物质有不同的运动形式,每一种运动都对应着一种能。能不能凭空产生, 也不能凭空消失,自然界各种形式的能存在着相互转化过程,转化过程中总量是守恒的。能 的转化和守恒定律是自然界最基本的物理定律。能量的转化和守恒定律是自然界中最普遍 的、最重要的定律之一,任何违反这个定律的事件都是不可能发生的。而且能量的转移和转 化有一定的方向性。 四、布置作业 作业本,课后练习

板书设计: 第9节 能量的转化和守恒
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一、能量转化和守恒定律 能量既不会消失,也不会创生,它只是从一种形式转化到另一种形式,或者从一个物 体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能的总量保持不变。

教学后记

1、能的转化和守恒定律是自然界中的基本定律,也是物理学中的一个重要 定律。 但是能的概念比较抽象, 这就为教学增加了难度, 建议教师除课本内容外, 努力补充大量的实例。使学生能了解这一定律。 2、能的转化只有通过做功才能完成,做功实现了能的转化。能是表示物体 状态的,做功是物体的状态发生改变的过程。这个思想贯穿物理学的始终,教师 应在教学中有意识地进行渗透,但是要求不宜过高。
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