14.1能量的转化与守恒（导学案）2025-2026学年（人教版2024）九年级全一册物理

班级：九年级（ ）班 姓名： 14.1能量的转化与守恒（导学案）原卷版 一、学习目标 1.了解能量及其存在的多种形式。 2.知道能量的转移和转化,能解释一些常见现象中能量转化的过程。 3.理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点分析物理现象。 二、教学过程 导入新课 思考：使用太阳能热水器时，太阳能如何让水变热？这里发生了什么能量变化？ 思考：手机充电时，电能去了哪里？充电前后能量形式有何改变？ 写出我们已熟知的能量 “家族成员” 小实验：用手快速来回弯折铁丝，感受铁丝温度变化。 思考：来回弯折铁丝时，我们消耗了什么能量？铁丝又获得了什么能量？能量形式发生了怎样的转变？ 一、能量的转化和转移 （一）能量存在的形式 小组讨论，能量有哪些存在形式？ （二）能量的转化 自行完成以下填空 在一定条件下，一种形式的能量转化成 形式的能量，这种现象叫作 。自然界中各种形式的能，在一定条件下 相互转化，伴随物体 而表现出来。 摩擦生热， 转化为 ；水电站里水轮机带动发电机发电， 转化为 ；电动机带动水泵把水送到高处， 转化为 ；植物吸收太阳光进行光合作用， 转化为 ；燃料燃烧时发热， 转化为 …… 图14.1-2中给出了两个实例，小组合作，一起来补充一些吧。 自主完成例题1 例题1：关于能量，下列说法正确的是（　 　） A．热水袋取暖时，内能转化为机械能 B．蓄电池充电时，电能转化为化学能 C．电动机工作时，机械能转化为电能 D．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能 （三）能量的转移 自行完成以下填空 1. 形式的能量，可以从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。 举一些生活中能量转移的实例： （四）能量转化和转移的区别 自行完成以下填空 1.能量转化时能量的形式 变化。例如 。在能量转化过程中，一种形式的能量增加，肯定有其他形式的能量 。 2.能量转移时能量的形式 变化。例如 。 自主完成例题2 例题2：自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　 　） ①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮 ③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动 A．①② B．②③ C．①④ D．②④ 小组合作，完成课本P21想想议议 （一）能量守恒定律内容： 自行完成以下填空 大量事实表明：能量 凭空消失， 凭空产生，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 。这就是 。 思考：根据能量守恒定律我们知道在自然界中能量是守恒的，那么能源是不是守恒的呢？ 自行完成以下填空 从日常生活到科学研究、工程技术，能量守恒定律都发挥着重要的作用。 例如，在行驶的燃油汽车中，燃料的 通过燃烧转化为燃气的 ，再通过发动机 把内能转化为 。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量 。 （三）能量守恒定律与机械能守恒定律的区别与联系 查阅资料，小组合作完成下表 能量守恒 机械能守恒 区别 含义 应用条件 联系 （四）永动机 写出永动机的定义 1.永动机： 。 思考：你认为永动机可能实现吗？或者换句话说，你见过不加油不充电就能跑的汽车吗？ 思考：永动机不可能实现的原因是什么？ 小组合作，完成课本P22想想议议 自主完成例题3与例题4 例题3：现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有___ __。此种“能量回收装置”工作时_____（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 例题4：下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　　） A．风力发电，说明能量可以凭空产生 B．汽车刹车，说明能量可以凭空消失 C．木炭燃烧，说明光能可以转化为化学能 D．钻木取火，说明机械能可以转化为内能 课下阅读P23科学世界，了解对热的本质的认识过程 自主完成P23练习与应用 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 班级：九年级（ ）班 姓名： 14.1能量的转化与守恒（导学案）解析版 一、学习目标 1.了解能量及其存在的多种形式。 2.知道能量的转移和转化,能解释一些常见现象中能量转化的过程。 3.理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点分析物理现象。 二、教学过程 导入新课 思考：使用太阳能热水器时，太阳能如何让水变热？这里发生了什么能量变化？ 答：太阳能热水器将光能转化为内能 ，再通过热传递，把热量传递给水，实现水的加热。 思考：手机充电时，电能去了哪里？充电前后能量形式有何改变？ 答：手机充电时，电能通过电池内部的电化学反应，转化为化学能并储存在电池中。 写出我们已熟知的能量 “家族成员” 机械能、内能、化学能、电能、光能 小实验：用手快速来回弯折铁丝，感受铁丝温度变化。 思考：来回弯折铁丝时，我们消耗了什么能量？铁丝又获得了什么能量？能量形式发生了怎样的转变？ 来回弯折铁丝时，我们消耗身体里的化学能（吃饭获得的能量），通过肌肉用力传递给铁丝变成机械能 。铁丝内部摩擦生热，机械能又转化成内能，所以摸起来发烫。简单说就是：化学能→机械能→内能 。 简单总结：通过这个小实验，我们看到了不同能量形式之间似乎存在着某种联系，能够相互转化。 一、能量的转化和转移 （一）能量存在的形式 小组讨论，能量有哪些存在形式？ 机械能、内能、化学能、电能、光能、其他形式的能量（风能、核能、潮汐能等） （二）能量的转化 自行完成以下填空 在一定条件下，一种形式的能量转化成 另一种 形式的能量，这种现象叫作 能量的转化 。自然界中各种形式的能，在一定条件下 都可以 相互转化，伴随物体 做功 而表现出来。 摩擦生热， 机械能 转化为 内能 ；水电站里水轮机带动发电机发电， 机械能 转化为 电能 ；电动机带动水泵把水送到高处， 电能 转化为 机械能 ；植物吸收太阳光进行光合作用， 光能 转化为 化学能 ；燃料燃烧时发热， 化学能 转化为 内能 …… 图14.1-2中给出了两个实例，小组合作，一起来补充一些吧。 自主完成例题1 例题1：关于能量，下列说法正确的是（　B 　） A．热水袋取暖时，内能转化为机械能 B．蓄电池充电时，电能转化为化学能 C．电动机工作时，机械能转化为电能 D．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能 （三）能量的转移 自行完成以下填空 1. 同一种 形式的能量，可以从一个物体 转移 到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。 举一些生活中能量转移的实例： 风具有机械能，吹动风力发电机的叶片转动，风的机械能转移到风力发电机的叶片上。冬天我们晒太阳的时候，太阳的内能会转移到我们身上，让我们感觉暖和。 （四）能量转化和转移的区别 自行完成以下填空 1.能量转化时能量的形式 发生了 变化。例如 蜡烛燃烧时，蜡烛的化学能转化为光能和内能 。在能量转化过程中，一种形式的能量增加，肯定有其他形式的能量 减少 。 2.能量转移时能量的形式 并没有发生 变化。例如 用热水袋取暖时，内能从高温的热水袋转移到人体。 自主完成例题2 例题2：自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　C 　） ①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮 ③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动 A．①② B．②③ C．①④ D．②④ 小组合作，完成课本P21想想议议 答：高度逐渐降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是通过摩擦或碰撞把机械能转化成了内能。 （一）能量守恒定律内容： 自行完成以下填空 大量事实表明：能量 既不会 凭空消失， 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 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 。这就是 能量守恒定律 。 思考：根据能量守恒定律我们知道在自然界中能量是守恒的，那么能源是不是守恒的呢？ 答：自然界中，能量是守恒的，但能源是不守恒的。 自行完成以下填空 从日常生活到科学研究、工程技术，能量守恒定律都发挥着重要的作用。 例如，在行驶的燃油汽车中，燃料的 化学能 通过燃烧转化为燃气的 内能 ，再通过发动机 做功 把内能转化为 机械能 。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量 不变 。 （三）能量守恒定律与机械能守恒定律的区别与联系 查阅资料，小组合作完成下表 能量守恒 机械能守恒 区别 含义 转化和转移前、后，各种形式的能量的总和不变 转化前、后机械能的总和不变 应用条件 任何能量转化和转移的过程 只有动能和势能相互转化，即没有能量损失或额外的能量补充 联系 机械能不守恒时，能量仍守恒 （四）永动机 写出永动机的定义 1.永动机： 不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器 。 思考：你认为永动机可能实现吗？或者换句话说，你见过不加油不充电就能跑的汽车吗？ 答：在科学技术发展的历史上，从来没有一种永动机成功过。 思考：永动机不可能实现的原因是什么？ ①能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永动机。 ②能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动最终就会停止，可见不需要动力却可以一直运动的机器也是不存在的。 小组合作，完成课本P22想想议议 答：水从高处落下的动能转化为被抽水机抽上去的水的重力势能和叶片对外做功的能量，由于能量守恒，被抽上去的水的重力势能小于从高处落下的水的动能，被抽上去的水少于落下的水；且机器运行时各个部件之间有摩擦，随着机器运行，抽上去的水越来越少，机器最终停止运行。 自主完成例题3与例题4 例题3：现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有__方向性_。此种“能量回收装置”工作时__遵循_（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 例题4：下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　D　） A．风力发电，说明能量可以凭空产生 B．汽车刹车，说明能量可以凭空消失 C．木炭燃烧，说明光能可以转化为化学能 D．钻木取火，说明机械能可以转化为内能 课下阅读P23科学世界，了解对热的本质的认识过程 自主完成P23练习与应用 1.答：在这个过程中发生了以下能量转化： ①重力势能转化为动能：水从高处流下，高度降低，速度增大，其重力势能转化为动能。 ②机械能转化为电能：水轮机转动带动发电机发电，发电机将机械能转化为电能。 2.答：这种景观照明灯在储能和照明时的能量转化如下： ①储能时：风力发电机的叶片在风力作用下转动，机械能转化为电能，再将电能储存到蓄电池中，此过程是电能转化为化学能；太阳能发电储能：太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能，然后电能在蓄电池中转化为化学能储存起来。 ②照明时：蓄电池放电，化学能转化为电能，电能通过导线传输到灯泡，灯泡将电能转化为光能和内能，实现照明功能。 3.答：不能。因为运动员从A点自由滑下到B点再冲出的过程中，存在摩擦力和空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，导致其机械能减少，机械能不守恒。所以运动员在空中上升的高度无法达到与A点相同的高度，即不能到达C点。 4.答：从能量守恒的角度看，食物提供的化学能除了转化为内能，还转化为以下能量： ①机械能：人体进行各种运动，如行走、跑步、抬手等动作时，肌肉收缩做功，化学能转化为机械能，使身体各部分产生运动。 ②电能：人体的神经细胞传递信号需要电能，心脏的正常跳动也依赖生物电，这些电信号的产生和传导都需要消耗化学能转化来的电能。 ③化学能：用于合成和储存身体内的其他物质，如蛋白质、脂肪等，将食物中的化学能转化为这些物质中的化学能储存起来。 报告略。 参考资料 11~14岁的青少年一天需要差不多75kg的蛋白质，1g蛋白质相当于4卡路里（1卡=4.184焦耳）的能量；能量来源于鱼、肉、蛋、豆、奶，蛋白质是组成器官增长及调节生长发育和性成熟的各种激素的原料，蛋白质摄入不足会影响青少年的生长发育，青少年每日摄入的蛋白质应有一半以上为优质蛋白，为此膳食中应含有充足的肉类和大豆类；脂肪的能量男生差不多是2400~2900卡路里，女生2200~2500卡路里，脂肪和能量的比例是1:9；每天必须补充适当的糖类（碳水化合物），另外矿物质的补充对孩子的成长是非常关键的，Ca：1000mg/天、Mg：500mg/天、Fe：18mg/天；还有维生素的补充：维生素A可以保护孩子的视力、维生素E可促进腺素的分泌；水，1千卡的热量需要1~1.5ml的水来输送。 5.答：他的说法不正确。能量守恒定律是自然界的基本规律之一，在任何情况下都成立。在这个过程中，推倒第一块小木板时，木板依次被推倒，是因为每块木板倒下时都将自身的重力势能转化为动能，再传递给下一块木板。整个过程中，能量只是在不同形式（重力势能和动能）之间相互转化，以及在不同物体（各个木板)之间传递，总能量是守恒的。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$