初中物理2 能量转化的方向性和效率教学设计

11.2能量转化的方向性和效率

教学目标

【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。

【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。

【情感态度价值观】

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。

教学重难点

【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。

【教学难点】

能量的转化与转移的方向性。

课前准备

课件、多媒体设备等。

教学过程 

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。

板书设计

2.能量转化的方向性和效率

1.能量转化中的效率

2.能量转化的方向性