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

本文围绕“能量的转化与守恒”展开，介绍能量形式、转化及守恒定律等核心知识。承接之前能量相关知识，为后续能源利用等内容奠基。通过知识点讲解、例题分析等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，引导学生从物理学视角认识能量现象。 该设计亮点在于以丰富多样的例题和检测题强化理解。从学生层面看，能提升其分析判断能力；从教师层面看，提供了清晰授课框架；从课堂效果看，有效突破能量转化判断等教学难点。

14.1 能量的转化与守恒 导学案 一、学习目标（简写版） 1. 了解能量存在的多种形式，能识别常见现象中的能量转化。 1. 理解能量守恒定律的内容，掌握其在不同场景下的应用。 1. 学会运用能量守恒观点分析物理过程，解释生活中的能量现象。 二、学习重难点 重点 1. 常见能量形式（机械能、内能、电能、化学能等）的转化实例分析。 1. 能量守恒定律的内容、表达式及适用范围。 1. 运用能量守恒定律解释自然现象和科技应用中的能量问题。 难点 1. 准确判断复杂过程中的能量转化形式及方向。 1. 理解能量守恒定律中 “总量保持不变”，以及能量的转化和转移的方向性。 1. 区分能量转化与能量转移，并能在实际问题中进行准确分析。 三、知识点自主预习填空 1. 能量的形式 0. 常见的能量形式有______、______、______、______、核能等。 0. 物体由于运动而具有的能叫______；物体由于被举高而具有的能叫______；物体由于发生弹性形变而具有的能叫______；它们统称为______。 10. 能量的转化与转移 0. 能量可以从一种形式______为另一种形式，也可以从一个物体______到另一个物体。 0. 钻木取火是______能转化为______能；热传递是能量的______。 11. 能量守恒定律 0. 能量既不会凭空______，也不会凭空______，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______。 0. 能量守恒定律是自然界最______、最______的基本定律之一。 四、知识点讲解与要点剖析 （一）能量的形式 1. 核心知识 0. 常见能量形式： 7. 机械能：包括动能和势能（重力势能、弹性势能）。动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；弹性势能与物体弹性形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大。 7. 内能：物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，与物体的温度、质量和状态有关 。 7. 电能：电流具有的能量，常见于各种电器设备的工作过程中。 7. 化学能：物质发生化学反应时所释放或吸收的能量，如燃料燃烧、电池放电等。 7. 核能：通过核反应（裂变、聚变）释放的能量。 0. 能量形式的识别：在不同的物理过程和生活场景中，物体往往具有多种形式的能量，需要根据具体情况进行分析和识别。 13. 常考易错点 0. 混淆不同能量形式的概念，例如将动能和重力势能的影响因素记混。 0. 忽略物体同时具有多种能量形式，只考虑单一能量。 经典例题 下列物体中，只具有动能的是（ ） A. 被举高的重锤 B. 水平路面上行驶的汽车 C. 拧紧的钟表发条 D. 静止在水平桌面上的书 解析：A 选项被举高的重锤具有重力势能；B 选项水平路面上行驶的汽车只具有动能；C 选项拧紧的钟表发条具有弹性势能；D 选项静止在水平桌面上的书没有动能，有重力势能。答案选 B。 变式题 下列现象中，属于物体具有化学能的是（ ） A. 阳光照射大地 B. 水流推动水轮机 C. 木材燃烧发光 D. 风力吹动帆船前进 解析：A 选项阳光具有光能；B 选项水流具有机械能；C 选项木材燃烧是化学能转化为内能和光能，木材具有化学能；D 选项风具有机械能。答案选 C。 （二）能量的转化与转移 1. 核心知识 0. 能量转化：是指能量从一种形式转变为另一种形式，伴随着不同形式能量之间的相互转换，例如，电动机工作时电能转化为机械能；燃料燃烧时化学能转化为内能 。 0. 能量转移：是指能量从一个物体传递到另一个物体，能量的形式不发生改变，比如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体；水流推动叶轮转动，水的机械能转移到叶轮上 。 0. 判断方法：分析过程中能量形式是否改变，若改变则为能量转化，若不变则为能量转移。 15. 常考易错点 0. 错误判断能量转化或转移的形式，例如认为 “灯泡发光只是电能转化为光能”，忽略同时还有内能产生。 0. 混淆能量转化和转移，将一些能量转化过程误认为是转移，反之亦然。 经典例题 下列现象中，属于能量转移的是（ ） A. 煤气燃烧 B. 钻木取火 C. 电风扇转动 D. 热水变凉 解析：A 选项煤气燃烧是化学能转化为内能；B 选项钻木取火是机械能转化为内能；C 选项电风扇转动是电能转化为机械能；D 选项热水变凉是内能从热水转移到周围环境中，属于能量转移。答案选 D。 变式题 下列过程中，能量转化与其他三个不同的是（ ） A. 太阳能热水器加热水 B. 水力发电 C. 蓄电池充电 D. 热机工作 解析：A 选项太阳能热水器加热水是太阳能转化为内能；B 选项水力发电是机械能转化为电能；C 选项蓄电池充电是电能转化为化学能；D 选项热机工作是内能转化为机械能。A 选项是能量转移，其他是能量转化，答案选 A。 （三）能量守恒定律 1. 核心知识 0. 定律内容：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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 。 0. 适用范围：能量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律，适用于自然界中一切与能量有关的现象和过程，无论是宏观的天体运动，还是微观的分子热运动，都遵循能量守恒定律 。 0. 应用意义：可以帮助我们分析和预测物理过程的发生和发展，判断一些现象是否可能发生，也为科学技术的发展提供理论基础，如在设计能源利用系统时，依据能量守恒定律来提高能源利用效率。 17. 常考易错点 0. 认为在某些过程中能量不守恒，忽略了一些不易察觉的能量形式（如摩擦产生的内能）。 0. 对能量守恒定律中 “总量不变” 理解不透彻，在分析复杂过程时出现错误。 经典例题 关于能量守恒定律，下列说法中错误的是（ ） A. 能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B. 只要有能的转化和转移，就一定遵循能量守恒定律 C. 能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D. 任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变 解析：能量守恒定律适用于自然界中一切与能量有关的现象和过程，并非只适用于物体内能的变化，A 错误；B、C、D 选项关于能量守恒定律的描述均正确。答案选 A。 变式题 一个小球从高处落下，与地面碰撞后又弹起。在这个过程中，能量的总量（ ） A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 解析：在小球下落、碰撞和弹起的过程中，虽然存在机械能与内能等形式的能量转化，但根据能量守恒定律，能量的总量保持不变。答案选 C。 五、效果检测（判断正误） 1. 能量只能从一种形式转化为另一种形式，不能从一个物体转移到另一个物体。（ ） 1. 热传递过程中，能量的形式发生了改变。（ ） 1. 能量守恒定律只在地球上适用，在其他星球不适用。（ ） 1. 汽车刹车时，机械能转化为内能，能量的总量减少。（ ） 1. 电灯发光是电能转化为光能和内能，在这个过程中遵循能量守恒定律。（ ） 六、思维导图 七、归纳总结 1. 能量以多种形式存在，常见的有机械能、内能、电能、化学能和核能等，不同形式的能量与物体的不同性质和运动状态相关。 1. 能量可以发生转化和转移，转化是能量形式的改变，转移是能量在物体间的传递且形式不变，准确判断二者对分析物理过程至关重要。 1. 能量守恒定律是自然界的基本定律，适用于一切与能量有关的过程，在能量的转化和转移中，总量始终保持不变。运用该定律能够解释众多自然和生活中的能量现象，也为能源利用和科学技术发展提供理论依据。 8、 课后作业 一、单选题 1．2024年10月全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组在福建下线，进一步提升我国制造水平，它发电时利用的能量是（　　） A．核能 B．水能 C．光能 D．风能 二、填空题 2．《天工开物》中记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，如图所示。湿纸之间难以分开是因为分子间有 ；将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将 能转化为内能。 3．水能和风能的利用 （1）利用水能发电：水电站工作时将水的 能转化为 能，带动发电机发电。 （2）利用风能发电：风吹动风力发电机的叶片，带动发电机发电。 4．如图为火箭发射的场景，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为 能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 5．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一，该电站可以利用风能、太阳能资源充足时发电获得的部分 能，将水抽到高处转化为水的 能储存起来，需要时再利用这些储存的能量发电，从而弥补了风能、太阳能不稳定且转化的电能难储存的不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。 6．下列三幅图中，能量转化方向与其他两幅图不同的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）。 7．手机在充电的过程中存在能量的 ；用热水袋取暖属于能量的 。（均选填“转移”或“转化”） 8．一杯热水慢慢变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 ；杯中的水很难被压缩，这是因为分子间存在 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 九、答案与解析 （一）自主预习填空答案 1. 机械能；内能；电能；化学能；动能；重力势能；弹性势能；机械能 1. 转化；转移；机械；内；转移 1. 消灭；产生；转化；转移；保持不变；普遍；重要 （二）效果检测答案及解析 1. ×。能量既可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。 1. ×。热传递过程中，能量的形式不发生改变，只是内能从高温物体转移到低温物体。 1. ×。能量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律，在任何地方都适用。 1. ×。汽车刹车时，机械能转化为内能，但能量的总量保持不变，遵循能量守恒定律。 1. √。电灯发光过程中，电能转化为光能和内能，能量的总量不变，遵循能量守恒定律。 （3） 课后作业答案及解析 1．D 【详解】风力发电机将风能转化为电能，因此它发电时利用的能量是风能，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2． 引力 化学 【详解】[1]分子间同时存在引力和斥力。湿纸之间难以分开是因为引力起作用。 [2]燃料燃烧时消耗化学能，产生内能，此过程将化学能转化为内能。 3． 重力势 动 【详解】[1][2]水电站工作时，水从高处往下流动冲击发电机的轮片转动，将水的重力势能转化为发电机扇叶的动能，带动发电机发电。 4． 内 不守恒 【详解】[1]燃料燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以燃料燃烧过程是将化学能转化为内能。 [2]火箭发射升空前静止在地面上，速度为零，高度为零，所以火箭发射升空前动能和重力势能为零；火箭发射升空过程中，速度和高度都增大，所以火箭动能和重力势能增大，机械能增大，故机械能不守恒。 5． 电 重力势 【详解】[1][2]电站利用风能、太阳发电，为电路提供电能；电站抽水蓄能时消耗了电能，水被抽到高处，水的重力势能增大，这一过程中电能转化为重力势能。 6．丙 【详解】甲乙两图显示的是机械能转化为内能，丙图显示的是内能转化为机械能。所以丙图与甲乙两图能量转化方向不同。 7． 转化 转移 【详解】[1]在给手机充电的过程中，电池内部发生了化学反应，所以是将电能变成化学能存储起来，能量的形式发生了变化，所以是能量发生了转化。 [2]用热水袋取暖，能量的形式都是内能，没有发生变化，所以是能量发生了转移。 【点睛】 8． 方向性 斥力 【详解】[1]热水自发变凉是通过热传递向周围传递热量，但无法自行恢复，说明能量转化和转移的过程具有不可逆的特性，符合热力学第二定律中关于方向性的描述。 [2]液体分子间距较小，当受到压缩时分子间斥力显著增强，因此表现出难以被压缩的特性。 $$