14.1 能量的转化与守恒 导学案-2025-2026学年人教版九年级全一册

该初中物理导学案聚焦“能量的转化与守恒”，引导学生了解能量的多种形式，掌握转化与转移规律，理解守恒定律。通过“想想做做”实验（摩擦双手、太阳能加热等）观察现象分析转化，搭建从具体实验到抽象规律的学习支架，衔接能量认知与规律探究的完整脉络。 以科学探究为主线，实验贴近生活（如摩擦生热、太阳能电扇），培养观察分析能力落实科学探究素养。“想想议议”（秋千、小球弹跳）引导用能量观念解释现象，强化物理观念。习题涵盖选择、实验分析，结合生活实例（滑板车发光、智能百叶窗），巩固知识并培养解决实际问题能力，助力科学思维与态度养成。

九年级全一册 第十四章内能的利用 主编人： 审核：初三物理备课组 14.1《能量的转化与守恒》 导学案 班级 姓名 学号 组别 等级 【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的能量转化过程。 3. 理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识，体会能量守恒定律的普适性。 【课堂导学】 一、能量的转化 1. 自然界存在着各种不同形式的能量： （1）机械能：包括动能、重力势能和弹性势能。 （2）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 （3）太阳能：是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。 （4）化学能：各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。 （5）电能：电能是指使用电以各种形式做功的能力。 （4）核能：核能也叫原子能。原子核结构发生变化放出的能量。 2. 能量的转化 （1）想想做做 完成下面一组小实验。观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化。 1 来回迅速摩擦双手。 会发现双手发热， 能转化为 能； 2 黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。 会发现温度计的示数 ， 能转化为 能； 3 将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光。 小电扇会转动，太阳能转化 能，电能又转化为 能； 4 将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。 吸管会发热，并同时吸引细碎的纸片，机械能转化为 能，电能又转化为 能。 （2）自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的. ①机械能与内能的相互转化 “钻木取火”是________能转化为______能； 蒸汽机火车是_______能转化为________能. ②电能与机械能的相互转化 水电站发电是________能转化为______能；电车是_______能转化为________能. ③电能与内能的相互转化 电水壶是________能转化为______能；地热发电站是_______能转化为______能. ④电能与光能的相互转化 白炽灯是________能转化为______能；太阳能电池板是_______能转化为________能. （3）尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？ （1）摩擦生热：___________能转化为__________能； （2）水电站里水轮机带动发电机发电：__________能转化为_________能； （3）电动机带动水泵把水送到高处：________能转化为_________能； （4）植物吸收太阳光进行光合作用：_________能转化为________能； （5）燃料燃烧时发热：__________能转化为_________能。 3. 能量的转移 能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。 例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分，这些都属于能量的转移。 涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动，属于机械能的转移 【例题1】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 二、能量守恒定律 1. 能量守恒定律 （1）想想议议 ①荡秋千时，若停止用力，秋千会越来越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？ 分析：在秋千的运动过程中，秋千和空气间有阻力，绳索间存在摩擦力，秋千要克服这些阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能为零，全部转化为内能 想想议议 ②实验：抛出弹性小球，观察小球与地面碰撞时的运动情况。会发现掉在地上的弹性小球越跳越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？ 分析：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 （2）能量守恒定律 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 （3）永动机 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？如图所示，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. 分析：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W内能，只有一部分能量W抽水用来抽水做功. 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。 例题：关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化的过程 C．摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律 D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减 三、巩固练习： 1. ①煤炭燃烧；②热水变凉；③搓手取暖；④摩擦生电；⑤温度计测温度。 属于能量转移的是 _____，属于能量转化的是 _____。 2. 如图所示，滑板车在人的助力下前行且轮子会发光，车停下来轮子就不发光。从能量转化的角度分析轮子发光原理正确的是（　　） A．机械能转化为电能，再转化为光能 B．电能转化为机械能，再转化为光能 C．机械能转化为光能，再转化为电能 D．光能转化为机械能，再转化为电能 3. 不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图给出的实例中，错误的是（　　） A．热机 B．电池甲 C．电池乙 D．植物生长 4. 某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　） A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能 C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能 5. 实验装置如图11所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析不正确的是 A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气 B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能 C．小叶轮转动，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能 D．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 6. 下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是（　　） A．钻木取火是将机械能转化为内能 B．酒精燃烧时将化学能转化为内能 C．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生 7. 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 8. 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3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1位置和2位置的动能相同 B．在小球运动的过程中，有一部分机械能转化成了内能 C．小球弹起的高度越来越低，说明小球在此过程中能量不守恒 D．此过程机械能是守恒的 9. 如图所示，这是达•芬奇造的一个“永动机”装置，他认为右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。如果不施加外力，你认为这个装置______（选填“会”或“不会”）永不停歇地运动下去，理由是：_____ 。 10. 如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率______；一盏工作时的效率为60%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为 ______W。节能灯产生的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化是具有______。 11. 汽车的诞生改变了人类的生活方式。事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。现在你看到的图这幅漫画，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题。 （1）找出原理图中运用了哪些物理知识？（说出2点） ①_____________________；②___________________ 。 （2）原理图中涉及到哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。（说出2点） ①能量形式_____________，能量转化过程_____________； ②能量形式___________，能量转化过程_______________ 巩固练习参考答案 1. ②⑤ ，①③④ 2.A 3.A 4.C 5.C 6.D 7.B 8.B 9. 不会    如果不施加外力，装置在运行过程中会克服摩擦做功，将机械能转化为内能，该装置的机械能会越来越少，装置最终会停下来，不可能永不停歇地运动下去。 10. ①. 10% ②. 10 ③. 方向性 11. 1）力的相互作用；力能改变物体的运动状态；热传递改变物体的内能；做功改变内能； 水蒸气遇冷液化；汽化现象；滚动摩擦较小等等。（可分别从力学、热学和能量的转化角度考虑） （2）化学能，化学能转化为内能（燃料燃烧时发生化学变化并释放出热量，是化学能转化成内能）；机械能，内能转化为机械能（热蒸气推动机器做功，是内能转化成机械能）。 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $$