14.3能量的转化和守恒（教学设计）-2024-2025学年人教版九年级物理全一册

第十四章 内能的利用 第3节　能量的转化和守恒 【方式一】 先让我们来看两个情景：撑竿跳高过程中，撑竿的弹性势能转化为运动员的动能，然后动能转化为重力势能，越过横杆后，重力势能又转化为动能；人们在野外烤火、加热食物时，这些内能又是怎么得来的呢？我们平时所吃的食物又具有什么能呢？ 导入语：机械能中的动能、势能之间可以发生相互转化，自然界中还有许多其他形式的能量，它们之间在一定条件下是否也能发生转化呢？这节课我们就来一起探究——能量的转化和守恒.（板书课题） 【方式二】 导入语：我们知道，刀具在砂轮上磨削时，刀具会发热；在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水会变热……这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的，还是由其他形式能转化来的呢？这就是今天我们要学习的内容.（板书课题） 详见电子资源包 1.在教学过程中，应重点强调定律的两个方面：一是能量的转化与转移，二是能量的守恒.能量守恒定律是一个普遍适用的定律，对生产、生活中几个实例的分析不能说明它的普遍意义，因此，教材是对几个最普遍、最简单的实例进行归纳. 2.对于能量的转化，通过主动实践，结合生活体验，让学生认识到各种现象中能量的转化，同时领悟到自然界中的现象都不是孤立的，而是有着内在联系，在这些联系中都伴随着能的转化.通过探究讨论、分析归纳，培养学生的各项能力，激发学生对物理的兴趣. 课题 第3节　能量的转化和守恒 授课人 教学目标 知识与技能 1.理解能量守恒定律，列举出日常生活中能量守恒的实例. 2.初步形成用能量转化和守恒的观点分析自然现象的意识. 3.知道各种形式的能是可以相互转化的，会用能量守恒定律来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化的情况. 过程与方法 1.通过学生自己做实验，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. 2.通过讨论，体会能量不会凭空消灭，只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体. 情感、态度 与价值观 1.通过教师、学生双边的教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理. 2.通过对“实践——认识——再实践”的体验过程，接受辩证唯物主义教育，培养实事求是的科学态度.让学生了解能源技术是我国当前社会经济发展面临的重大课题之一，对能量守恒定律和能源的开发利用有一个综合的理解，并能探究能源与社会的关系问题. 教学重点 能量守恒定律. 教学难点 运用能量守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的. 教学步骤 师生活动 设计意图 新课导入 停止用力，秋千会越摆越低；掉在地上的弹性小球会跳起，越跳越低……为什么会这样呢？学习了今天的课程我们就能揭开谜题！ 通过一系列生活中常见的实例设疑，激发学生学习兴趣 新课教学 教师板书课题并展示教学目标 一、能量的转化和转移（板书） 1.能量的形式（板书） 【提问并展示相关图片】你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？（PPT课件展示图片） 【教师引导学生回答】内能、机械能、电能、化学能、光能等等. 2.能量的转化（板书） 【过渡语】让学生快速摩擦双手，并说说自己的感受.为什么会这样？热从哪里来？ 【教师总结】实验中机械能转化为内能 【步步深入】除了机械能和内能，其他形式的能之间能发生相互转化吗？ 你能说出下图中能量是如何转化的吗？ （PPT课件展示图片） 【教师总结】能量的转化：能量可以从一种形式转化为另一种形式 【拓展】阅读课本P27内容并补充“五星图”. 3.能量的转移（板书） 【过渡语】前面我们通过摩擦让手发热，冬天用暖水袋取暖也能让手发热，这两种方式有何不同？ 【教师总结】能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体. 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移. 对能量守恒定律的理解： ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 二、能量守恒定律（板书） 【过渡语】小球在地面弹跳的过程中为什么它的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？ 【教师引导学生回答】由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能.故而跳起高度越来越低. 观看视频总结能量守恒定律（视频见PPT课件） 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. 三、永动机 观看视频了解永动机（视频见PPT课件） 有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。这种机器有可能制成吗？ 解释：高处的水具有一定的机械能W总，在水向下流动时，对水轮机做功，水轮机转动，把低处的水抽到高处。而水轮机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W内能，只有一部分能量W抽水用来对外做功抽水。根据能量守恒定律可知： W总=W内能+ W抽水，最后抽水的能量小于原来水的总能量，使流下的水不能全部抽回。 由能量守恒定律知：无法制成永动机。 通过简单易行的实验探究，激发学生的学习趣，有效引导学生 培养学生的自学能力 课堂小结 一、自然界存在着各种不同形式的能量，他们可以相互转化。 二、能量守恒定律 ①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。 ②所有能量相互转化的过程，都遵守能量守恒定律 ③能量的总量守恒，并不一定是机械能守恒。 课堂检测 1. 分析各现象中能的转化或转移： （1）水壶里的水蒸气将壶盖顶起来 内能—>机械能 （2）水轮机带动发电机发电 机械能—>电能 （3）电风扇转动 电能—>机械能 （4）电流通过灯丝使灯丝发光 电能—>机械能 （5）煤燃烧 电能—> 内能—>光能 （6）光合作用 光能—>化学能 （7）核电站 内能—>电能 （8）用打气筒打气 机械能—>内能 （9）木材燃烧 化学能—>内能 （10）手摇发电机发电使灯泡发光 机械能—>电能 2. 在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说法中正确的是 （ C ） A. 机械能一定守恒 B. 各种形式的能量都守恒 C. 各种形式的能的总量一定守恒 D. 只有机械能转化为内能 3. 下列说法中正确的是（ C ） A．冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能 B．用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能 C．高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化 D．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能 4. 当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注入前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，天然气的热值为3.2×107J/m3。请你估测该热水器的热效率。 解：水吸收的热量Q吸=cmΔt =4.2×103J/( kg·℃) ×103 kg /m3×40×10-3m3×(40-15) ℃ =4.2×106J， 天然气用量V=2366.05 m3-2365.89m3=0.16 m3， 天然气完全燃烧放热 Q放=Vq=0.16 m3×3.2×107J/m3 =5.12×106J 5. 我国大力发展火力发电，火电站进的是煤，出的是电，在这个过程中能量的转化是（　　） A．机械能内能化学能电能 B．化学能内能机械能电能 C．化学能重力势能动能电能 D．内能化学能机械能电能 【详解】火力发电是通过煤的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为涡轮的机械能，涡轮带动发电机转动将机械能转化为电能，故整个过程的能量转化是：化学能内能机械能电能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 6. 下列关于能量的说法中（　　） ①燃料燃烧时，化学能转化为内能； ②加热电器工作时，内能转化为电能； ③烤火取暖，说明内能可以转移； ④能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少 A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有③④正确 D．只有②④正确 【解析】①燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，化学能转化为内能，故①正确；②加热电器工作时，消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故②错误；③烤火取暖，是用热传递的方式改变内能，说明内能可以转移，故③正确；④根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故④错误。故选A。 7.（2022·湖南益阳·统考中考真题）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时发热 B．用热水袋取暖 C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面 【解析】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意；B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其他物体向上，属于能量的转移，故B符合题意；C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意；D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。故选B。 课后作业 板书设计 能量的转化和守恒 教学反思 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$