第一节  能量的相互转化

一、教学目标

1．能列举能的多种形式。

2．了解不同形式的能量之间可以相互转化。

二、教具

手电筒、课件

三、教学方法

讨论和合作学习

四、教学过程

（一）   展示人造卫星

问1：你知道这是什么吗？

生：人造卫星。

问2：你对人造卫星了解多少？请哪位同学来说一说？

生：……

总结补充：1970年4月，中国成功发射了第一颗人造卫星――东方红一号，标志着中国进入了太空时代，并成为当时世界上第五个能研制和发射人造卫星的国家。据知，中国至今共发射约五十颗不同类型的人造卫星，现在在轨飞行工作的卫星约十颗。 2003年10月15日，“神舟五号”载人飞船发射成功标志载人航天工程取得历史性重大突破。

书本82页讨论1：如图3-2所示，人造卫星在太空中工作所需的电能来自哪里？

答：上世纪50年代，第一个实用性的硅太阳电池在美国贝尔研究所试制成功，不久就被首次应用于美国“先锋1号”人造卫星的发电系统上。随着人类探索宇宙步伐的加快，太阳电池的开发也得到了极大地促进。迄今为止，太空中成千上万的飞行器上几乎都装备了太阳电池发电系统。     问4：火箭推动人造卫星升空的过程中具有什么能？这些能是什么能转化而来的？

生：火箭推动人造卫星升空的过程中动能和重力势能（即具有机械能）。燃料通过燃烧把化学能转化为热能，热能再转化为机械能。

（二）师生一起看书本图3-1、图3-3、图3-4，讨论这些事例中能量的相互转化

图3-1中积雪的势能转化为动能。

图3-3中热能转化为动能

图3-4青蛙消耗了储存在体内的化学能，这些能来自呼吸作用：有机物+氧气 → 二氧化碳+水+能量；这些能在青蛙跃起时转化为机械能了。

他消耗的能量可以通过什么来补充？通过食物，可见食物当中也储存着能量，储存在食物中的能称为化学能。

补充问题：动物和植物生命活动所需的能量分别由什么能转化而来？

       答：动物来自于食物，是食物中的化学能转移为动物的化学能；植物能进行光合作用制造营养物质，能量来自太阳，是太阳能转化为植物体内的生物质能：二氧化碳+水→有机物+氧气

       分析：手电筒发光实验中能量的变化；电风扇工作时能量的转化。

       手电筒发光实验中，干电池的化学能转化为电能，电能又通过小灯泡转化为热能和光能；

       电风扇工作时电能转化为机械能和热能。电能=机械能+热能。究竟有多少电能转化为多少机械能和多少热能呢？我们将在后面几节中解决这一问题。

       总结：大量的事实表明，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。

所谓“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。

不同形式能之间                                                                                                                        

                                      同种形式能从一个物体转移到另一个物体

       （三）让学生进一步对图3-5进行讨论。

       胶片感光：光能转化为化学能

       特技跳伞：势能转化为动能。

       比较：同一个人从1米高处跳下和从20米高处跳下的结果为何不同？

                 一个小石块和一个大石块都从1米高处落下分别落到你的左脚和右脚上，后果有什么不同，为什么不同？

       说明：势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。质量一定，高度越高，势能越大；高度一定，质量越大，势能越大。E_势=mgh。势能越大，转化为动能就越多，造成的伤害就越大。一辆汽车慢速行驶时和快速行驶撞车时造成的伤害不同正是由于它们具有不同的动能，速度越大造成的伤害越大。一辆小汽车和一辆大卡车以同样的速度行驶，撞车时造成的伤害不同也是由于它们具有不同的动能，质量越大动能越大。动能的大小与物体的质量和速度有关。E_动=1/2mv²。

       激光切割金属：光能转化为热能。

       森林火灾：枯枝败叶呼吸作用产生热（化学能转化为热能），同时吸收太阳辐射热（太阳辐射热转移到枯枝败叶上），如果这些热能难以散发出去，温度会越来越高，达到着火点后便燃烧起来，此时化学能转化为热能。

       植物生长需要阳光：二氧化碳+水→有机物+氧气，光能转化为化学能储存在植物体内。

       简述小型水电站发电的能量变化。

       小型水电站发电：（1）水流由高到低，势能转化为动能。（2）水流冲击转盘，带动电动机转动，水流的动能转移为转盘的动能。（3）发电机转动发电，动能转化为电能。

       思考题：

       书本84页思考题和85页练习题

       84页思考题：化学能→热能       热能→化学能

    85页练习1：汽车燃烧以化学能转化为车发动机的动能，同时有一部分化学能转化成汽缸等装置的内能，使温度升高。汽车蓄电池充电时电能转化成化学能，放电时化学能转化为电能。

       85页练习2：煤（或其他燃料）释放的化学能→水蒸气的内能→蒸汽汽车的动能。