第14章 第1节 能量的转化与守恒（讲解课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级物理上册同步备课（人教版2024）

第十四章 内能的利用 第1节 能量的转化与守恒 单击此处编辑 第二级 第三级 第四级 第五级 0 1 素养目标 物理观念：了解能量及其不同存在形式， 能阐述其与生产生活联系并形成能量观念， 认识能量可相互转化并列举生活实例， 知道能量守恒定律并列举生活实例。 科学思维：能运用能量转化与守恒的观点分析问题， 并通过解释相关物理现象， 提升分析、 解决实际问题的能力。 科学探究：学生能结合日常生活经验， 及能量大小的变化判断能量的转化情况， 具有初步的观察能力和提出问题的能力。 科学态度与责任：通过学生自主做小实验激发学习兴趣， 使其对能量转化与守恒形成感性认知， 初步构建科学世界观并树立可持续发展意识。 这些物体都具有什么能量？这些能量是凭空产生的吗？ 情境导入 荡秋千 视频 电磁炮 衔接：那么我们接着再看下面一个问题 由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能。 思考：下面的物体都具有什么能？ 机械能 太阳能 地热能 电能 化学能 核能 新知探究 任务一 能量的转化 你还知道哪些能量？ 衔接：大家说得非常齐全，我们把这些能量列了出来。上面是一个生活场景，下面我们放宽眼界，来看看生活中、以及自然界中也存在着这些能量，我们一起来看一下。 风能、水能、潮汐能都属于机械能，生物质能属于化学能，太阳能既属于光能又属于内能。这里主要给同学们讲一讲世界上有哪些能量。 这些能量都是孤立存在的吗？（不是）他们都是可以互相转化的。 实验1：快速摩擦双手。 实验2：将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光。 实验3：用塑料笔或尺与头发摩擦，再靠近碎纸片。 机械能转化为内能 机械能转化为电能 太阳能转化为机械能 新知探究 任务一 能量的转化 衔接：刚才我们分析了生活中能量的转化和转移，下面我们就动手亲自来体验一下。 经过科学家长期的探索，发现各种现象不是彼此孤立，而是相互联系的。用能量的概念及能量转化的观点，可以反映这种联系，在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。 “铃——”小明被闹钟振动的声音唤醒，迷迷糊糊中他打开床头的台灯一看，钟面的液晶显示屏上显示已经6:30了！他马上起床穿衣服，接着把面包放到电烤箱里， 再冲一杯热牛奶。然后他打开天然气热水器放 出热水用来刷牙和洗脸。洗漱完毕牛奶的温度 也刚好适宜了，小明吃完早餐后，匆匆忙忙背 上了书包，骑上自行车，往学校的方向去了。 讨论：场景中涉及到什么样的能量转化呢？ 新知探究 任务一 能量的转化 衔接：我们来看看刚才这个场景中有哪些地方涉及到了能量的转化呢？ 机械能转化为内能 机械能转化为电能 电能转化为机械能 电动机带动水泵把地下水送到地面 水轮机带动发电机发电 钻木取火 分析下列情景的能量转化过程 新知探究 任务一 能量的转化 光能转化为电能 化学能转化为内能 光能转化为化学能 光合作用 燃料燃烧时发热 太阳能电池 新知探究 任务一 能量的转化 分析下列情景的能量转化过程 蒸汽机 摩擦生热 太阳能电池 发电机 电动机 蓄电池 电池 光合作用 煤油灯 太阳能热水器 高温物体发光 吸热化学反应 放热化学反应 火药爆炸 加压使化学平衡移动 地热发电 太阳能汽车 敲击生火花 新知探究 任务一 能量的转化 你能做些补充吗？ 衔接：我们来看一下这个能量转化图。不同形式的能量可以在一定的条件下相互转化。图中已经给出两个例子，你能说出一些其他能量转化的例子吗？ 将弹性小球从一定高度落下，观察小球的运动情况。 为什么小球弹起的高度越来越低，损失的能量到哪儿去了？ 新知探究 任务二 能量守恒定律 小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。 以上两种情况，什么形式的能量发生了怎样的转移？ 新知探究 任务二 能量守恒定律 用热水热牛奶 热水的内能转移为牛奶的内能；马的机械能转移为车的机械能 马拉车 衔接：现在我们知道了能量之间是可以发生转化的，我们接着再看下一个问题。 问题1：没有；热水袋的内能转移给了手。像这样的能量的形式没有发生变化的情况我们叫做能量的转移，热传递就属于能量的转移的一种。 那么我们怎么区分能量的转移和转化呢？ 问题2：区别在于能量的形式，转化发生了能量形式的变化，转移则没有。 1.18 世纪初，意大利科学家普列蒙提利提出“亚当力学”，认为自然界中的所有现象都是由“运动力学”(即机械作用) 引起的。 2.19 世纪初，德国物理学家荷尔巴赫提出了能量守恒的概念并提出“能量守恒定律”，即在任何时候，能量的总量都保持不变。 3.1851年，英国物理学家杨·傅里叶提出了热力学第一定律,即能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。 4.1857 年，德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹提出了能量守恒定律的数学形式，即能量守恒方程式。 能量守恒定律的发展 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：通过科学家的长期研究，大量的事实表明…… 能量在发生转化或转移的过程中，能量总是守恒的。注意，在转化或转移的前后，能量的总量保持不变。 能量的利用是有条件的，能量的转化是有方向性的，因此仍然要注意节约能源。（摩擦的内能我们很难再利用） 5.在20世纪初，爱因斯坦提出了质能等价原理，并开创了现代物理学的时代。 6.在20世纪中，量子力学和相对论在能量守恒定律的理解中发挥了重要作用，表明在原子和奇异的物质状态下，传统的能量守恒定律可能不再适用。 7.当今，人类已经在不断深入探索宇宙和自然界的规律，对能量守恒定律的理解也在逐渐演变和发展。 能量守恒定律的发展 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：通过科学家的长期研究，大量的事实表明…… 能量在发生转化或转移的过程中，能量总是守恒的。注意，在转化或转移的前后，能量的总量保持不变。 能量的利用是有条件的，能量的转化是有方向性的，因此仍然要注意节约能源。（摩擦的内能我们很难再利用） 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。（自然界最普遍、最重要的定律之一） 能量守恒定律 既然能量是守恒的，为什么我们要节约能源呢？ 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：通过科学家的长期研究，大量的事实表明…… 能量在发生转化或转移的过程中，能量总是守恒的。注意，在转化或转移的前后，能量的总量保持不变。 能量的利用是有条件的，能量的转化是有方向性的，因此仍然要注意节约能源。（摩擦的内能我们很难再利用） 想想议议：如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。你认为这个方案可行吗？ 不可行，水从高处落下的动能，即使全部通过抽水机转化为水的势能，但是由于能量守恒，不可能提供额外的能量对外做功。 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：很多人曾经设想着制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把它叫做永动机。人们也尝试制作了各种各样的永动机，比如书本上的这一种。 带领学生分析这种永动机的能量转化。再让学生回答之后给出答案。 人们制作的各种“永动机” 它们都变成了“不动机” 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：人类曾经在永动机这一方向花费了大量的精力，制作出了各种各样的永动机，我们可以来看看它们的运转形式。 荡秋千的过程中，如果没有人推你，慢慢地自己会停下来，这是为什么？你有办法使秋千越荡越高吗? 秋千在摆动过程中克服摩擦及空气阻力做功，能量不是消失，而是转化成了内能。 新知探究 任务二 能量守恒定律 衔接：那么我们接着再看下面一个问题 由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能。 能量的转化与守恒 能量的转移 能量的形式 能量守恒定律 能量的转化 课堂小结 能量不会凭空消失，也不会凭空产生。 1.下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是( ) A.蓄电池充电时，化学能转化为电能 B.开水瓶瓶塞跳起时，机械能转化为内能 C.用热水袋取暖时，内能发生了转移 D.电动机工作时，机械能转化为电能 C 课堂练习 2.下列说法中正确的是( ) A. 既然能量是守恒的，那么任何能量我们都可以利用 B. 能量是守恒的，所以我们有用不尽的能量 C. 在能量转化和转移的过程中虽然能量的总量保持不变，但有的能量却是无法利用的 D. 以上说法都不对 C 课堂练习 3.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少___________。注入一定量的热水后，立即盖上软木塞， 软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体的 _______能转化为软木塞的机械能。 热量散失 内 课堂练习 声 明 本文件著作权为创作公司所有，仅限于教师教学及其他非商业性和非盈利性用途。如发现盗用、转卖、网络传播等侵权行为，本公司将依法追究其相应法律责任。 部分素材选自网络，如有争议，请联系删改。 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $