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能的轉(zhuǎn)化和守恒定律教案示例之二
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律教案示例之二
教學(xué)目的
了解各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化，了解能量守恒定律。對學(xué)生進行節(jié)約能源的教育。
教學(xué)過程
(一)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
我們知道，在機械能的范圍內(nèi)，動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
通過學(xué)習(xí)改變物體內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞，我們又知道了機械能和內(nèi)能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。這樣，能的轉(zhuǎn)化的范圍便由機械能的狹小范圍擴大到機械能和內(nèi)能的較大范圍。
過去我們還學(xué)習(xí)過電能可以轉(zhuǎn)化為熱能（即內(nèi)能），例如電燈和電熱器。電能也可以轉(zhuǎn)化為機械能，例如電風(fēng)扇。電池能提供電流，說明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變成電能。這些事例都說明了自然界中的現(xiàn)象相聯(lián)系，電現(xiàn)象和熱現(xiàn)象相聯(lián)系，化學(xué)現(xiàn)象和電現(xiàn)象相聯(lián)系。今后我們還要學(xué)習(xí)電現(xiàn)象和機械運動現(xiàn)象相聯(lián)系等等。這些錯綜復(fù)雜的聯(lián)系之中，都伴隨著能的轉(zhuǎn)化。也可以說，能的轉(zhuǎn)化的規(guī)律將自然界中的各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起。在19世紀(jì)確立了自然界的一個最普遍的定律棗能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
在外界對物體做功的情況下，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。外界對物體做了多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化為等量的內(nèi)能。
物體對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。物體對外做了多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為等量的機械能。
電流做功時，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為等量的其他形式的能。電流通過電熱器，完成了電能向熱鬧能的轉(zhuǎn)化；電流通過電動機，完成了電能向機械能的轉(zhuǎn)化。
所以說，做功才實現(xiàn)了能的轉(zhuǎn)化，能的轉(zhuǎn)化是通過做功才實現(xiàn)的。
能的轉(zhuǎn)化是十分普遍的。
大量的實驗事實證明，任何一種形式的能在轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程中，消耗了多少某種形式的能，就得到多少其他形式的能，而能的總量保持不變。
能量既不能消滅，也不能創(chuàng)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而能的總量保持不變。
這個規(guī)律叫能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到天體宇宙，小到原子核內(nèi)部，只要有能的轉(zhuǎn)化，就一定遵從能量守恒定律。在工程技術(shù)、科學(xué)研究究中，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。
(二)注意按客觀規(guī)律辦事
人們利用各種能源，都是通過能的轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的。利用電能是把電能轉(zhuǎn)化為機械能帶動各種機器工作；把電能轉(zhuǎn)化為熱能，煉鋼、燒飯；把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能對金屬進行電鍍等等。我們只有掌握了規(guī)律，按規(guī)律辦事，而規(guī)律是不能隨人們的意志轉(zhuǎn)移的。過去，曾有人試圖制造一種所謂“永動機”，這種機器一經(jīng)推動，便可以不再繼續(xù)補充能量就可以做功，而且永遠做功。這種違背科學(xué)規(guī)律的設(shè)想始終沒有成功，原因是機器做功時，機械能要傳化為其他形式的能，消耗的機械能必須時時需要補充，應(yīng)由其他物體的能量轉(zhuǎn)化而來。只消耗能量，沒有得到其他形式的能量補充，就不能永遠工作。
我們掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，應(yīng)該懂得我們所做工作是將一種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，或是使用能由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，利用能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程做功，而不是創(chuàng)造能。
但是自然界還蘊藏著大量的能源尚待我們開發(fā)，人們不僅應(yīng)該注意合理地使用能，開發(fā)新的能源，也同時應(yīng)該注意節(jié)約能源。
說明：
一、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界中的基本定律，也是物理學(xué)中的一個重要定律。但是能的概念比較抽象，這就為教學(xué)增加了難度，建議教師除課本內(nèi)容外，努力補充大量的實例。使學(xué)生能了解這一定律。
二、能的轉(zhuǎn)化只有通過做功才能完成，做功實現(xiàn)了能的轉(zhuǎn)化。能是表示物體狀態(tài)的，做功是物體的狀態(tài)發(fā)生改變的過程。這個思想貫穿物理學(xué)的始終，教師應(yīng)在教學(xué)中有意識地進行滲透，但是要求不宜過高。
三、本節(jié)課內(nèi)容不多，還可以安排部分時間進行全章的總結(jié)或復(fù)習(xí)。
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【評析】
在物理教學(xué)過程中，積極地恰當(dāng)?shù)貪B透能量的觀點是十分必要的。在不影響突出課堂主題的情況下，使學(xué)生多了解一下科學(xué)的歷史、現(xiàn)狀以及展示未來，對學(xué)生來說，具有一定的教育意義。
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