第5节 能量转化与守恒（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦能量转化与守恒核心知识，涵盖能量形式、转化、守恒定律及方向性。以节日烟花燃放现象导入，通过“想想做做”实验（摩擦双手、梳子吸纸片）和实例讨论（燃料燃烧、钻木取火等），从具体现象到抽象规律，搭建认知支架。 此设计融合科学探究、科学思维与科学态度。通过动手实验让学生体验能量转化，例题分析（水电站能量转化、永动机问题）培养科学推理与论证能力，联系生活实例激发兴趣，形成能量观念与可持续发展意识。助力学生提升分析解决问题能力，为教师提供结构化教学流程与实例，便于高效教学。

第5节 能量转化与守恒（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第5节 能量转化与守恒 教学 目标 物理观念 1. 了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产、生活的联系，逐步形成能量观念。 2. 认识不同形式的能量可以相互转化，并能列举生活中能量转化的实例。 3. 知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。 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，进一步形成物质运动和相互作用观念，提升分析、解决实际问题的能力。 科学探究 通过动手实验探究，发现各种现象之间的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化，经过讨论总结，体会能量守恒定律的普适性。 科学态度 与责任 1. 通过参与做小实验，激发学习兴趣。 2. 对能量转化和守恒有一个感性的认识，初步建立科学的世界观，形成可持续发展的意识。 教材 分析 本节内容考查能量、能量转化与守恒定律，以及能量转化与转移具有方向性。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，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。通过生活中实例理解能量，以及能量的转化和转移。 学情 分析 1. 知道一些能量转化和转移的现象，具有一定的能量转化的基础知识。 2. 思维能力分析：学生已具备一定的分析现实现象，自主理解能量转化和转移，因此要在对学生引导的同时启发学生思考。 2. 学习兴趣与态度分析：学生对身边的物理现象充满好奇心，喜欢通过实验和探究学习新知识，但在理解抽象概念时可能会遇到困难。不同学习风格的学生，有的擅长动手实验，有的偏好理论推导，需要兼顾不同学习需求。 教学 重点 能量的转化与守恒定律。 教学 难点 用能量的转化与守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量转化或转移的过程。 教学 器材 乒乓球、金属块、容器、热水、冷水、多媒体课件等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 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，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……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？不同形式的能量之间都能相互转化吗？能量转化过程中遵循怎样的规律呢？ 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、能量 1. 各种形式的能量 1.说出下列物体都具有什么形式的能量。 （1）拉长的橡皮筋。（2）山巅的危石。 （3）运动的足球。 （4）太阳光。 （5）食物。 （6）燃烧的煤球。 2.能量存在的形式：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。 3.自然界中不同形式的能量之间可以相互转化。从钻木取火到用火箭发射卫星，从伏打电池的发明到三峡电站的并网发电，从蒸汽机车的使用到高速铁路的普及，从灯泡的发明到多种多样的家用电器进入千家万户……这些都离不开能量及其转化。 4.能量的转化 [想想做做]完成下面的一组小实验： 1.来回迅速摩擦双手。 现象：感觉手发热；能量转化：机械能转化为内能。 2.塑料梳子与头发摩擦（梳头），再靠近纸片。 现象：梳子吸纸片；能量转化：机械能转化为电能。 [知识总结]在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。 [交流讨论]课件展示能量转化的图片，学生根据实例说出能量的转化。 燃料燃烧：化学能转化为内能 钻木取火：机械能转化为内能 光合作用：光能转化为化学能 太阳能电池：太阳能转化为电能 。 【例题1】人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　　） A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 D．流水通过水轮后，其机械能减小 【答案】B 【解析】A、水轮机在工作时，将水的机械能（水能）转化为涡轮的动能，故A正确； B、运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故B错误； C、拦河大坝通过增大落水差增大水的重力势能，故C正确； D、流水通过水轮后，水的机械能转化为电能，机械能减小，故D正确。 故选：B。 知道能量的概念与单位。 知道生活中的能量。 通过对一些实例的探讨、分析归纳，认识到各种形式的能量可以相互转化，能量可以发生转移，有利于培养学生的分析、归纳、总结能力 学习新课 二、能量转化与守恒 [想想议议]观察现象，分析能量转化或转移情况。 停止用力，秋千越 掉在地上的弹性小球会 摆越低 越跳越低 [分析]在秋千和小球的运动中，高度降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能。 [板书]能量守恒定律。 1.内容：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。 2.理解：①能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。 [永动机的设想]不需动力就能源源不断地对外做功的机器。下图是一种设想中的永动机： [设想说明]通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作。 [分析]图中设想的永动机违背了能量守恒定律，所以是不可能一直工作下去的。 [结论]任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式。因此，根本不可能制造出永动机。 【例题2】（2024秋•北京西城区月考）关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．电热水器给水加热时，电能转化为内能 C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 【答案】B 【解析】A、风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A错误； B、电热水器给水加热时，电能转化为水的内能，故B正确； C、酒精燃烧时，化学能减少，内能增加，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误； D、植物吸收太阳光进行光合作用，是通过光合作用将光能转化为化学能，故D错误。故选：B。 思考问题，引出能量转化与守恒的概念。 通过讨论回答，会运用通时转化与转移知识解释3个典型现象， 知道能量转化和转移的现象。可以列举生活中的实例。 学习新课 三、能量转化的方向性 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。 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。 【例题3】下列实例中，属于能量转移的是（　　） A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B．两手相互搓一搓，手心发热 C．流星与空气摩擦，发光发热 D．用暖手宝捂手，手心变热 【答案】D 【解析】A、水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，故A不符合题意； B、两手相互搓一搓，手心发热，是做功改变了物体的内能，是能量的转化过程，故B不符合题意； C、流星与空气摩擦，发光发热，是做功改变了物体的内能，是能量的转化过程，故C不符合题意； D、用暖手宝捂手，手心变热，是通过热传递改变了物体的内能，是能量的转移过程，故D符合题意。 故选：D。 【例题4】（2025•北京海淀区期末）如图所示，火力发电过程中能量转化的顺序为（　　） A．机械能→内能→电能 B．电能→机械能→内能 C．内能→机械能→电能 D．机械能→电能→内能 【答案】C 【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能。故其能量转化过程为：化学能→内能→机械能→电能。 故选：C。 思考问题，知道能量转化的方向性。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法错误的是（　　） A．运动的物体都具有能量 B．常见的势能形式包括重力势能和弹性势能 C．不同形式的能量之间不可以相互转化 D．在空中飞行的小鸟既有动能又有势能 【答案】C 【解析】A、由于运动而具有的能叫动能，运动的物体具有动能还可以具有势能，如空中飞行的飞机，所以A正确，不符合题意； B、常见是势能有重力势能、弹性势能，故B正确，不符合题意； C、由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C错误，符合题意； D、在空中飞行的小鸟，小鸟有质量，有速度，又在高空，既具有动能又具有重力势能，故D正确，不符合题意。 故选：C。 2．（2024秋•北京大兴区期末）下列有关能量转化的说法，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．电饭煲煮饭时，将电能转化为内能 C．用电器在使用时，把其他形式的能转化为电能 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 【答案】B 【解析】A、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故A错误； B、电饭煲煮饭时，将电能转化为内能，故B正确； C、用电器在使用时，把电能转化为其他形式的能，故C错误； D、汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D错误。故选：B。 3．（2024•湖南中考真题）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【答案】C 【解析】A、电烤炉取暖是利用电流的热效应工作的，是电能先转化为内能，内能通过热传递转移到人体，故A错误； B、古人钻木取火是通过做功方式将机械能转化为内能，故B错误； C、热水泡脚，是通过热传递的方式将水的内能转移到脚上，增大脚部的内能，故C正确； D、对着手“呵气”取暖，是热的传递过程，属通过热传递改变物体内能，故D错误；故选：C。 4．（2025秋•北京西城区月考）某电动机的效率是87%，下列选项符合电动机能量流向的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】电动机在工作时，消耗电能，产生了机械能和内能，电动机的效率是87%，则机械能与总电能的比值为87%；总电能为100J，则机械能为87J，产生的内能为100J﹣87J＝13J，故D正确。 故选：D。 5．（2025秋•北京海淀区月考）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内部底端放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．硝化棉被点燃，主要是由于摩擦生热 B．下压活塞的过程中，活塞对硝化棉做功，使得硝化棉内能增大 C．下压活塞的过程中，筒内气体的内能转化为活塞的机械能 D．下压活塞的过程中，筒内气体的内能增大 【答案】D 【解析】下压活塞的过程中，活塞对筒内气体做功，将机械能转化为筒内气体的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度升高到硝化棉的着火点时，硝化棉就燃烧起来，故ABC错误，D正确。故选：D。 6．（2024秋•北京西城区期中）请根据如图所示的实验，用酒精灯给试管加热，酒精燃烧将 　 　 能转化为 　 　 能，使试管内水的温度升高直至沸腾，试管内的水蒸气把软木塞崩出，将 　 　 能转化为 　 　 能。 【答案】化学；内；内；机械。 【解析】（1）如图所示，用酒精灯给试管加热，根据能量的转化特点可知，酒精燃烧将化学能转化为内能。 （2）酒精燃烧使试管内水的温度升高直至沸腾，试管内的水蒸气把软木塞崩出，这个过程中水蒸气的内能减小，软木塞由静止变为运动，具有机械能，因此是将内能转化为机械能。 7．（2024秋•北京西城区月考）如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机 　 　 （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为 　 　 能。一段时间内，抽水机向上的抽水量 　 　 （选填“大于”、“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。 【答案】不能；内；小于 【解析】利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池，因为抽水发电，发电又抽水的过程中，是机械能与电能的相互转化，在此过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，发电机和抽水机就不可能不停地运转下去，不可能永远有供用电器工作的电。一段时间内，有部分能量转化为内能，用来抽水的能量越来越少，所以抽水机向上的抽水量小于经水轮发电机流下来的水量。 板 书 设 计 第5节 能量转化与守恒 课 堂 小 结 第5节 能量转化与守恒 作 业 教 学 反 思 能量的形式是多样的，且能量又不是孤立存在的，在一定条件下可以发生转化。要求学生能从大量的事实中分析、了解能量的转化过程，结合能量守恒定律讨论“永动机”能否实现。通过前面几节的学习，学生对能量转化的普遍性已有一定的认识，通过这次学习，使学生对不同形式能量的特点以及能量的转化、转移和守恒有了更深入的理解和掌握。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $