2. 能量转化的方向性和效率
【设计思路】
关于“能量转化和转移的方向性”的教学,教师可以通过分析人们利用能源的几个实例
来帮助学生理解能量的转化和转移具有方向性。
【教学目标】
一、知识与能力
1.通过能量的转化和转移,认识效率。
2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
二、过程与方法
1.通过回顾已学过的各种能量及能量转化的实例,了解生产生活中各种形式能量的转化
过程。
2.通过观察实验及课件演示,理解能量守恒定律,知道永动机不可能制成,并能应用能
量守恒定律独立地分析问题。
三、情感、态度与价值观
1.通过分析自然界中各种能量的转化过程,渗透事物之间相互联系的观点。
2.让学生体会物理学中自然规律之美。
【教学重点】
理解能量守恒与转化定律并应用其解释实际问题。
【教学重点】
能量的转化与转移的方向性。
【教学突破】
通过举例分析的方法,如人类利用火炉散发的热量取暖来说明这一原理。
【课前准备】
◆教师准备
多媒体材料(模拟单摆从运动到停止的整个过程,分析能量转化守恒问题)。滚摆、空气
压缩引火仪等。
◆学生准备
玩具小车、悠悠球、细线和小球等。
┃教学过程设计┃
教学过程 批注
一、演示举例,引入新课
1.能量转化中的效率
举例:摩擦力做功把机械能转变成了内能。教师可以以抽水机抽
水为例,向学生说明抽水机将电能转化为水的机械能,同时抽水
机工作中会发热,即还有一部分电能转化成了抽水机的内能。
提出问题:烧水的时候,如果我们计算所消耗的电能,它与水所
增加的内能是相等的吗?
学生回答,并指出:烧水时,周围的物体,如水壶、空气也得到
了热量,它们的内能也增加了。
总结:在能量的转化和转移过程中,有一部分能量的转化或转移
是我们所不愿意但必须发生的,称为输出无效能量,其余部分称
为输出有效能量。输出有效能量占总输出能量的比例,就是能量的转化效率。转化效率永远小于 100%。
学生活动:任举一个例题,如烧水、机械搬运、汽车行驶等。分
析哪部分是输出无效能量。
提问:能量的转化效率和热机的效率、简单机械的效率有什么关
系?它们是等效的吗?
总结并指出三者本质的一致性。
2.能量转化的方向性
学生活动:分析人们利用火炉散发的热量取暖来说明这一原理。
散失的能量虽然还存在于自然界,但是它们却不能全部自动聚集
起来,从而说明能量的转化和转移具有方向性。
多媒体展示,学生朗读材料:正是这种能量的转化和转移具
有方向性要求人类需要树立节能意识。节能的意思是节约能源,
与浪费能源相对。要让学生清楚节能与能量守恒并不矛盾,节能
是让我们不要浪费燃料,比如汽油等,否则我们的资源很快就会
用完。物理上的能量守恒定律指的是能量在总量上保持不变。虽
然“能量转化和能量转移的方向性”在本节“发展空间”中只有
极小的篇幅,但它却是实现终极目标“能源的可持续发展”的最
直接、最主要的理论依据。
通过学生分析活动,明确
能量传递的方向性问题,
提高学生们的节能意识。
二、反思总结,布置思考题
1.检查学生的练习情况,请同学总结本节课的主要内容,教师再
做适当的补充。
2.布置思考题及课后作业。
活动:安排学生课外做“魔筒”实验。
┃教学小结┃
【板书设计】
1.能量转化中的效率
2.能量转化的方向性
【教学反思】
本节学习的重点是能量守恒定律及其应用。能量是物理学的重要概念,在本套教材中也贯穿
始终,本节课具有重要意义。但是能量守恒定律往往不便采用探究活动式的教学来开展,在
本节教学中,通过归纳总结的方式给出这一重要定律,并把教学重心后移。着重通过其应用
让学生理解并巩固。这一构思基本符合教学实际与一般的教学思维。本节课的情感、态度与
价值观教学目标也较为重要,需让学生接受物理的守恒思想,并具有通过物理规律去伪存真
的意识。