第五节 能量的转化与守恒（教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第十二章 内能与热机 物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 第5节 能量的转化 与守恒 （本课件包含PPT27张；图片：20张；动图视频：8个；教学视频：4个） 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量。 理解能量转化和守恒定律。 02 科学思维 了解任何一部机器，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。 03 科学探究 通过想想做做小实验探究能量的转化或转移。 04 科学态度与责任 了解对散失在周围环境的内能无法再次利用，树立节能意识。 教学重难点 教学重点 教学难点 能量守恒定律的内容与应用。 能量守恒定律的得出。 课堂引入 本节课将我们一起来探究相关问题。 荡秋千时，若停止用力，秋千会越变越低，减少的机械能去哪里了？ 【学习任务一】能量的转化 探究新知 1. 观察与实验： 能量的转化 【完成下列实验】 （1）来回迅速摩擦双手。 （2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。 （3）将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光。 （4）将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。 【学习任务一】能量的转化 探究新知 1. 观察与实验： 能量的转化 【交流讨论】 观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化。 【学习任务一】能量的转化 探究新知 1. 观察与实验： 能量的转化 【分析论证】 （1）摩擦生热，机械能转化为内能； （2）晒太阳：太阳能转化为内能； （3）太阳能电扇：太阳能转化为电能； （4）摩擦起电：机械能转化为电能； 【学习任务一】能量的转化 探究新知 2.自然界不同形式的能量可以相互转化 科学工作者经过长时间的探索，发现自然界的各种现象不是孤立的，而是互相联系的，能量转化非常普遍。在一定条件下，不同形式的能量是可以相互转化的。 例如：发电机发电，机械能转化电能；电动机带动水泵把水送到高处，电能转化机械能；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，化学转化为内能。 【学习任务一】能量的转化 探究新知 2.自然界不同形式的能量可以相互转化 尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？ 【学习任务一】能量的转化 探究新知 2.自然界不同形式的能量可以相互转化 探究新知 【课堂小练】 关于图中四个事例的能量转化，下列说法中不正确的是（　　） A．甲图中原始人类“钻木取火”，把内能转化为机械能 B．乙图中水轮机带动发电机发电，把水能转化为电能 C．丙图中行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能 D．丁图中楼顶的太阳能热水器，把太阳能转化为内能 【答案】A【解析】A．“钻木取火”是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A不正确，符合题意； B．根据能量转化特点可知，水轮机带动发电机发电，将水的机械能转化为电能，故B正确，不符合题意； C．根据能量转化特点可知，高速电动列车的电动机工作时，将电能转化为机械能，动车高速运动起来，故C正确，不符合题意； D．根据能量转化特点可知，太阳能热水器直接把太阳能转化为内能，故D 正确，不符合题意。 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 1.思考讨论： 掉在地上的弹性小球会弹起，但是越弹越低。为什么它到达的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了？讨论小球在运动中的能量转化。 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 1.思考讨论： 分析论证：在小球的运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 2.能量守恒定律： （1）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。这就是能量守恒定律。 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 2.能量守恒定律： （2）理解：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 3.永远无法实现的“永动机”： （1）人们的梦想：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？ 【学习任务二】能量守恒定律 探究新知 3.永远无法实现的“永动机”： （2）分析论证：如图，由于水轮机转动的各部件间存在摩擦，会有部分机械能转化为内能，所以机械能越来越少，所以，流下的水不能全部抽回。 探究新知 【课堂小练】 1．下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．燃料燃烧时放热 B．脚放在热水中取暖 C．来回搓手取暖 D．给手机充电时，手机发烫 【答案】B 【解析】A．燃料燃烧时发热，将燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化； B．脚放在热水中取暖，通过热传递改变了内能，属于能量的转移； C．来回搓手取暖，通过做功改变物体的内能，属于能量的转化； D．给手机充电时，手机发烫，将电能转化为电池的化学能和内能， 属于能量的转化。 探究新知 【课堂小练】 2．能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着不同的能量形式。下列四种能量形式中与其它三种能量形式不同的是（　） A．运动场上奔跑的运动员具有的能量 B．剧烈运动的空气形成的龙卷风具有的能量 C．快速行驶的汽车具有的能量 D．核电站为我们的生活和生产提供的能量 【答案】D 【解析】运动场上奔跑的运动员具有动能；剧烈运动的空气形成的龙卷风具有动能；快速行驶的汽车具有动能；核电站为我们的生活和生产提供电能，ABC三个选项中具有的能量形式与D选项中具有的能量形式不同，故ABC不符合题意，D符合题意。 课堂小结 课堂小结 课内知识通关 1.下列实例中没有发生能量转化的是（　　） A． 太阳能电池发电 B． 泥石流冲垮房屋 C． 电风扇通电吹风 D． 雷击引发森林火灾 考点：比热容的影响因素。 【答案】B 【详解】A．太阳能电池发电是太阳能转化为电能，故A不符合题意； B．泥石流冲垮房屋主要是力对物体做功，属于机械能的转移，没有典型的能量转化，故B符合题意； C．电风扇通电吹风是电能转化为机械能，故C不符合题意； D．雷击引发森林火灾是电能转化为内能，故D不符合题意。。 A B C D 课内知识通关 2. 2024年4月30日，太空“出差”半年的神舟十七号乘组汤洪波、唐胜杰、江新林成功返回地球家园。返回舱在减速降落过程中，表面温度高达到3000℃以上，返回舱所受合力的方向是向 的，机械能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）。 考点：能量的转化。 【【答案】 上 减小 【详解】[1]返回舱向下做减速运动，此时返回舱受到的阻力大于其受到的重力，所受合力的方向是向上的。 [2]返回舱在减速降落过程中，质量不变，速度减小，高度减小，则动能减小，重力势能减小，因物体的机械能为动能与重力势能之和，所以，机械能减小。 课内知识通关 3.如图，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时小球被固定在A点（已知AO>OB），某时刻释放小球，则小球从A点运动到B点（最远处）的过程中，下说法正确的是（　　） A．小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右，速度不断减小 B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变 C．小球运动到B点时，将停止运动并保持静止 D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大 考点：能量守恒定律。 【答案】D 【详解】A．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误； B．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误； C．小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误； D．小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。 课内知识通关 4.下列关于能量转化的效率理解不正确的是（　　） A．某柴油机工作效率是35%，该柴油机工作时可以把35%的化学能转化为机械能 B．某太阳能电池的光电转换效率是20%，该电池可以把20%的太阳能转化为电能 C．某电动车行驶的效率是80%，该电动车行驶时可以把80%的内能转化为机械能 D．某电热水器工作的效率是87%，该热水器工作时把87%的电能转化为水的内能 考点：能量守恒定律。 【答案】C。 【详解】A．工作效率是35%的柴油机，工作时把35%的化学能转化为机械能，故A正确； B．光电转换效率是20%的太阳能电池，工作时把20%的太阳能转化为电能，故B正确； C．行驶效率是80%的电动车，行驶时把80%的电能转化为机械能，故C错误； D．工作效率是87%的电热水器，工作时把87%的电能转化为水的内能，故D正确。 作业布置 1.基础性作业：完成课本P52中的1、2、3、5小题。 2.拓展性作业：课本P52中的第4小题。 思路知道 （1）该太阳能电池工作时，把接收到的太阳能的16%转化为电能；（2）该电动机工作时，把其消耗掉的电能的83%转化为机械能；（3）该锂电池充电时，把其消耗掉的电能的99%转化成了化学能；（4）该柴油机工作时，把柴油燃烧所释放的能量的35%转化成了有用机械能；（5）该电热水器工作时，把其消耗掉的电能的87% 转化水的内能。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.77.100 $$