1、第十章 A能的转化和能量守恒定律 【教学目标】了解能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。了解做功和热传递在改变内能上是等效的。理解能量守恒定律，能应用能量守恒定律解释简单的物理现象。【课 时】1课时【重点难点】重点：能的转化和能量守恒定律。难点：各种能量相互转化的过程。【教学过程】情景引入：1、能的形式能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。例如：机械能和内能机械能是物体因机械运动和重力作用而具有的能，内能是因分子热运动和分子间相互作用而具有的能。物体动能与分子动能：物体动能是因物体整体的机械运动而具有的能，其大小随物体速度大小的改变而改变；而分子动能
2、是因分子无规则的热运动而具有的能。其大小随物体的温度改变而改变。有人说：物体整体运动时则组成物体的分子不也在运动吗，物体运动速度越大，则其分子运动速度也越大，内能当然也越大，其实不然，物体运动时导致的分子运动是有规则的，而并非无规则的，而分子动能是指分子无规则运动而具有的能。它跟物体的温度有关，随物体温度的改变而改变。重力势能与分子势能：物体的重力势能是由于物体与地球的引力作用而引起的。其大小取决于物体与地球间的相对位置（即物体的离地高度），而分子势能是由于分子间的相互作用力而产生的势能，其大小取决于分子间的相对位置，在宏观上取决于物体的体积和状态。2、内能变化的两个途径做功与热传递：热传递是
3、内能的一种转移方式，通过热传递使内能从一个物体转移到另一个物体、或从物体的一部分转移到另一部分。热传递的条件是不同物体间或物体的各个部分之间存在温度差。热传递的方式有：传导、对流和辐射。做功一般是能的转化的一种方式，做功的多少是能的转化的一种量度。注意认识清楚各种力做功与对应的能量转化关系，如重力做功一般是重力势能与动能之间的转化，克服摩擦力做功一般是机械能转化为内能，压缩气体做功一般是机械能转化为气体的内能，在后面我们还将学到电场力、磁场力做功的情况。3、能的转化和能量守恒定律能量既不能产生，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，
4、其总量不变。这就是能的转化和能量守恒定律。（1）能量转化和守恒的实质能量的转化是运动形式的转化，能量恒定是物体运动永恒的证明。（2）物体的运动形式不同，能量转化和守恒的形式也不同。（3）能量转化和守恒定律的重要性：它是自然界最重要的普遍定律之一，恩格斯将它与细胞学说，进化论，誉为十九世纪自然科学的三大发现。永动机的探索：大约在280年前，有位德国博士奥尔菲留斯发明了一个“永动机”自动轮。1717年，波兰国王把这位博士请到了波兰，并派了一位名叫格森卡赛尔斯基的州长鉴定其真伪。这位州长为奥尔菲留斯创造了条件，把安装机器的房子与四周隔离。1717年11月12日，自动轮安装完毕，开始转动。州长亲自锁上
5、了门，贴上了封条，派了两名卫兵昼夜看守这座房子。两周以后州长亲自启封开锁，看到轮子还在转动，于是再次上锁加封，又过了40天。1718年1月4日再次开封，轮子还在转。这位认真的州长还不放心，又观察了两个月，看到了轮子确实“永动”。于是州长就给奥尔菲留斯颁发了鉴定证书，从此以后奥尔菲留斯名声大噪，他周游欧洲列国展出他的自动轮，卖票赚了许多钱，并得到各国大人物的褒奖和舆论界的赞扬。消息传到俄国，彼得大帝对该发明极感兴趣，派了一位专使苏马赫找奥尔菲留斯谈判，想连人带机器买到俄国去。奥尔菲留斯开价是10万卢布！苏马赫向彼得大帝汇报了两个情况：一是他看到轮子真的不停地转，二是介绍了法国和英国学者的看法，他
6、们无论如何也不相信“水动机”是真的，因为它从根本上是违背科学原理的。因此，彼得大帝迟迟未下决心用10万卢布巨款去买这个自动轮，他想在1725年亲自去欧洲看看，但后来由于他去世了，终归没有看到这个“永动机”。科学界一直认为这绝对是一个大骗局。他们并不买那位波兰州长的帐。凭什么他用眼睛看看就认为是事实，就发什么鉴定证书，真是岂有此理。科学家们公开指责这是个大骗局，并且悬赏1000马克给揭穿骗局的人。最后骗局被博士先生的女仆揭穿了。原来这间安放自动轮的房子里修了一个夹壁墙，只要有人在夹壁墙内牵动绳子，轮子就会转。轮子不是“永动”的，而是“人动”的。牵绳的人就是博士的弟弟和女仆。我们不知道那位女仆有没有得到1000马克的赏金，但确实有人出了一本小册子，揭露了这个骗局，还公布了一张图，人们一看就会明白无误。十-2
