第六节 能量转化与守恒（教学课件）物理北师大版2024九年级全一册

第六节 能量转化与守恒 北师大版九年级全一册（2024） 第十章 机械能、内能及其转化　 核心素养目标 1.物理观念 2.科学思维 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。 3.科学探究 通过分析具体的能量转化实例，培养学生的分析和归纳能力，通过讨论交流，培养学生的合作学习能力和表达能力。 4.科学态度与责任 培养学生对科学的兴趣和探索精神，激发学生学习物理的热情。使学生认识到能量转化与守恒定律是自然界的基本规律，培养学生的科学世界观。 认识自然界中常见的能量形式,知道各种形式的能量之间可以转移和转化;知道能量守恒定律。 3 教学重点 01 ①能量转化与守恒定律的内容及理解,②运用能量转化与守恒定律分析、解释实际问题。 教学难点 02 ①对能量转化与守恒定律普遍性的理解。②如何引导学生从生活实例中抽象出能量转化与守恒的规律，并能灵活运用该规律解决问题。 教学重点难点 使用方法： 【更改文字】：将标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字 【更改图片】：点中图片》绘图工具》格式》填充》图片》选择您需要展示的图片 【增加减少图片】：直接复制粘贴图片来增加图片数，复制后更改方法见【更改图片】 【更改图片色彩】：点中图片》图片工具》格式》色彩（重新着色）》选择您喜欢的色彩 下载更多模板、视频教程：http://www.mysoeasy.com 导入新课 一 来自生活的疑问 导入新课 礼花弹在燃放时，火药的化学能转化为高温气体的内能，这些内能又转化为礼花弹的机械能，使礼花弹高速冲出发射筒；礼花弹离开发射筒后，其动能逐渐减小，转化为重力势能…… 节日里绚烂的烟花为我们增添了喜庆的气氛。礼花弹在燃放时是怎么升空的呢？ 思考 可见不同形式的能量之间可以相互转化，那么自然界中都有哪些不同形式的能量? 探究新知 二 各种形式的能量 一 探究任务 01 02 03 各种形式的能量 能量守恒定律 能量转化的方向性 04 使用方法： 【更改文字】：将标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字 【更改图片】：点中图片》绘图工具》格式》填充》图片》选择您需要展示的图片 【增加减少图片】：直接复制粘贴图片来增加图片数，复制后更改方法见【更改图片】 【更改图片色彩】：点中图片》图片工具》格式》色彩（重新着色）》选择您喜欢的色彩 下载更多模板、视频教程：http://www.mysoeasy.com 各种形式的能量 一 请说说生活中有什么形式的能量？ 思考 太阳能 生活中的能量 1 生物能 弹性势能 风能 潮汐能 重力势能 内能 动能 能量的形式分类 2 自然界中的能量以多种不同的形式存在，按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、内能、电能、核能、光能等。 各种形式的能量 一 机械能 内能 电能 核能 光能 化学能 能量的转化和转移 1 观察图中各种情景，请说明每一个过程有哪些不同形式的能量在转化。 思考 水力发电站 中国空间站上的太阳能电池板 大亚湾核电站 运动员撑竿跳高 火箭将天舟五号送入太空 能量守恒定律 二 运动员自由式滑雪 能量守恒定律 二 能量的转化和转移 1 【实例分析】运动员在撑杆跳高时，经历了助跑-撑起-越杆-落下等过程。 运动员撑竿跳高 助跑A-B：化学能 动能 撑起B-C：动能 弹性势能 越杆C-D：弹性势能 动能和重力势能 落下D-E：重力势能 动能 运动员起跳瞬间，速度降低（动能减少），撑杆因弯曲储存弹性势能 弹性势能释放，推动运动员上升，转化为运动员的动能和重力势能 A-B：重力势能 动能 【实例分析】运动员在自由式滑雪（如图），经历了A-B-C-D-E过程。 运动员自由式滑雪 A B C D (考虑滑动摩擦，少部分转化成内能，机械能减少) B-C：动能 重力势能 E 停止运动 C-D：重力势能 动能 (不计空气阻力，机械能守恒) (考虑滑动摩擦，少部分转化成内能，机械能减少) E点：停止运动，动能为零 能量守恒定律 二 能量的转化和转移 1 水力发电站 中国空间站上的太阳能电池板 能量守恒定律 二 水的机械能 → 水轮机的机械能 → 电能 太阳能 → 电能 【实例分析】 转移 转化 转化 能量的转化和转移 1 大亚湾核电站 火箭将天舟五号送入太空 核能 →水的内能→机械能→电能 化学能→　内能→　机械能 【实例分析】 能量守恒定律 二 转化 转化 能量的转化和转移 1 能量既不会凭空消失 ，也不会凭空产生；它只会从一种形式 转化为另一种形式，从一个物体转移给另一个物体。在转化和转移过程中，能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。 能量守恒定律 2 例如：摩擦生热，机械能转化为 能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为 能；用燃气​给不锈钢锅烧水，天然气燃烧时，化学能通过燃烧转化为 能，热量通过火焰直接加热不锈钢锅，再通过热传导将热量传递给水（能量的转移）。 内 电 能量守恒定律 二 内 能量的转移 能量的转化 定义 能量从一个物体转移到               另一个物体 能量从一种形式转化为另一种形式 能量形式 不变 改变 实例 用火炉加热一壶水，热量从火炉转移到水中。 用暖手宝取暖，热量从暖手宝转移到人体上 太阳能电池板将太阳能转化为电能。 汽车发动机将燃料的化学能转化为机械能。 守恒与平衡 保持原有形式的能量在不同物体或系统间传递，达到新的平衡。 遵循能量守恒定律，总量不变但形式变化。 物理过程 热传导、对流和辐射等 物理和化学过程，如化学反应、核反应等。 能量守恒定律 二 区分能量的转移和转化 3 能量守恒定律 二 为了更好地理解能量守恒定律，让我们一起来动手做一做简单的小实验吧! ①将滚摆的轴悬挂在支架上。 ②把滚摆拉到较高的位置，然后放手让它自由摆动。 实验探究 4 实验一：滚摆实验 下摆：重力势能转化为动能 上摆：动能转化为重力势能 不考虑外界因素的影响，机械能守恒。 能量守恒定律 二 实验二：单摆实验 材料准备：一个单摆(包括摆球、摆线、支架) 实验步骤： ①把单摆的摆球拉到一侧的一定高度，然后松手让其自由摆动。 ②观察摆球的运动情况，并记录摆球摆动的次数和幅度 只要不受空气阻力影响，单摆的摆动幅度和周期都不会改变，机械能守恒。 实验探究 4 从最高点到最低点，重力势能转化为动能； 从最低点到最高点，动能又转化为重力势能。 1.气体膨胀做功，温度降低 2.水轮机带动发电机发电 3.电动机带动水泵转动 4.电流通过灯丝使灯丝发光 5.煤燃烧 内能  →   机械能 机械能 →    电能 电能   →     机械能 电能   →    内能  →   光能 化学能  →   内能 能量守恒定律 二 例题：分析以下现象中能量是如何转化的？ 物理与生活 5 多米诺骨牌 能量守恒定律 二 骨牌竖着时，重心较高，倒下时重心下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上…… 物理与生活 5 不需要输入任何能量就能永不停息地对外做功的机器--永动机。 滚珠永动机 软臂永动机 交流讨论：永动机可能制成吗？为什么？ 能量守恒定律 二 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此永动机不可能制成。 物理与生活 5 能量转化的方向性 三 手机工作一段时间后会“发烫”，这些内能是从哪里来的?它们能否自发地转化为机械能为我们所用呢? 能量转化的过程可以自发地朝某个方向进行，却不能自发地向相反方向进行。 典型实例解析 ‌①机械能转化 汽车制动时，汽车的机械能通过摩擦力做功自发地转化为内能，散失到周围环境中。但内能却不能自发地转化为机械能让汽车重新行驶。 能量转化的方向性 1 能量转化的方向性 三 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地从低温物体向高温物体转移。例如，炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。但是，相反的过程并不会自发地发生。铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热。 ‌②内能传递 能量转化的方向性 1 能量转化的方向性 三 大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。 ③化学能转化 例如，汽油在汽车发动机中燃烧，化学能转化为内能，推动活塞做功，进而转化为机械能使汽车运动。但这个过程是不可逆的，内能不会自发地再转化为化学能让汽油重新变回原来的状态。 能量转化的方向性 1 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。 电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用。 这种现象叫做能量的耗散 能量的耗散 2 能量转化的方向性 三 系统内部分子热运动的混乱程度可以用“熵”这个物理量来描述，熵变大表示分子运动的混乱程度增加。一切自发过程进行的方向就是熵增加的方向。从微观上讲就是分子之间的碰撞会使比较有规则的运动趋向无规则的运动，无序程度增加，在宏观上表现为熵增加。 拓展阅读 课堂小结 三 练习巩固 课堂小结 练习巩固 课堂小结 练习巩固 四 1. 下列事例中只有能量转移的是（　　） A．人在火炉旁取暖 B．滚动的铅球在地面上慢慢停下来 C．火药燃烧 D．运载卫星的火箭由地面起飞 A 练习巩固 2. 下列关于能量转化的说法中不正确的是（　　） A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能 B．汽车匀速下坡时，重力势能转化为动能 C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 D．太阳能电池板将太阳能转化为电能 练习巩固 B 练习巩固 3.掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度越来越低，如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片．下列说法正确的是（ ） A.小球在甲位置和乙位置的重力势能相同 B.小球在丙位置受到平衡力作用 C.小球运动的过程中机械能是守恒的 D.小球和地面组成的整体能量不守恒 A 练习巩固 4.如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯．它头顶“小风扇”，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（ ）． A.光电池板是将太阳能转化为化学能 B.照明灯工作时，LED 灯是将内能转化为电能 C.利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能 D.蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能 C 5.一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在泥土中，以上过程中发生了哪些形式的能量转化呢？有四个同学分别给出了能量转化的顺序，你认为正确的是（ ） A.机械能→内能→化学能→机械能 B.化学能→机械能→内能→机械能 C.化学能→内能→机械能→内能 D.内能→化学能→机械能→内能 C 练习巩固 作业布置 五 作业布置 完成课本36页“自我检测”1-4题 谢谢观看 THANKS Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf57.77.100 $$