14.3能量的转化和守恒教学设计 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

( 复 备 ) 课题：能量的转化和守恒 一、本节知识框架导图 二、教学目标 物理观念： （一）了解能量及其存在的多种形式 （二）知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程 （三）理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识。 科学思维与科学探究： （一）通过讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。 （二）通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。 科学态度与责任： （一）通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。 （二）对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。 （三）通过学生讨论，锻炼学生分析问题的能力。 三、教学重点 理解能量的转化和守恒定律 四、教学难点 运用能量的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量是怎样转化的。 五、教学用具 教师：篮球、气球火箭模型、能量转化的媒体资料。 学生（每组）：黑色塑料袋、水、温度计、电池、导线、小电动机、钢笔、纸屑、质量稍大的乒乓球、橡皮泥。 六、预习设计（简单、实用、操作性强、能启发思考、问题不要太多） （一）复习：1.我们所学的能量有哪些？ 2. 改变内能的两种方式； （二）完成四个小实验，观察实验发生的现象并记录下来，思考其能量转化情况： 1.来回迅速摩擦双手。 2.黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。 3.将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。 4.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 七、教学过程 （一）情境引入 请同学们观看课件思考问题。 以下都是哪些形式的能量？能量间如何转化呢？ 本节就让我们来学习能量的转化和守恒。 （二）新课讲授 1.能的转化 1.根据学生做小实验的记录结果，讨论其能量转化情况： (1)来回迅速摩擦双手。 (2)黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。 (3)将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。 (4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 讨论得出：(1)机械能转化为内能。(2)光能转化为内能。(3)光能转化为电能再转化为机械能。(4)机械能转化为电能及内能。 教师分析：摩擦生热，摩擦是机械运动现象，生热是热现象，摩擦能够生热，说明机械运动现象和热现象有联系。 学生分析其他实验后得出：光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。 2.除了电能与化学能之间可以相互转化外，还能举出其他形式的能相互转化的例子吗？请分别对机械能和内能、机械能和电能、电能和内能、电能和光能进行讨论。 (学生讨论，教师巡回指导，具体事例参照如下： 机械能→内能：自行车、汽车在刹车时摩擦生热；汽油机、柴油机在压缩冲程中，汽缸内气体因被压缩而发热等。 内能→机械能：内燃机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功；爆竹爆炸时，火药燃烧产生的内能使爆竹炸飞和升空。 机械能→电能：水电站的水力发电，水的机械能转化为电能。 电能→机械能：电动机通电后转动，电能转化为机械能。 电能→内能：电炉、电熨斗、电热水壶等通电后，电能转化为内能。 电能→光能：白炽灯通电后发光，发光二极管通电后发光等。 光能→电能：太阳能电池等。) 在一定条件下，各种形式的能量都可以相互转化。 能量可以从一个物体转移到另一个物体； 能量也可以从一种形式转化为另一种形式。 2.能量守恒定律 演示实验：将篮球从一定高度落下 观察分析：为什么篮球弹起的高度越来越低？损失的能量到哪儿去了？ 讨论得出：机械能越来越小，通过摩擦把机械能转化成了内能。 从而引出能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 简单介绍：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。 问题1有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。 如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？ 思路：要使机器持续不断地做功，就要消耗能量把低处的水抽到高处，而做机械运动的各部件间有摩擦，会有部分机械能转化为内能，一部分能量用来对外做功抽水，使流下的水不能全部抽回 8、 达标练习 （一）分析下列各现象中能的转化或转移 气体膨胀做功，温度降低 水轮机带动发电机发电 电动机带动水泵转动 电流通过灯丝使灯丝发光 煤燃烧 光合作用 原子能发电 压缩气体做