第8节 能量的转化与守恒（教学课件）科学浙教版九年级上册

该初中科学课件聚焦能量的转化与转移、守恒定律及方向性，课堂导入从动能势能转化切入，通过“其他能量是否转化、遵循什么规律”等问题链连接旧知与新知，搭建从具体实例到抽象规律的学习支架。 其亮点是以太阳能转化、火力发电等情境化实例和“思考与讨论”活动为核心，融合科学观念（用守恒定律解释现象）、科学思维（形成守恒观念）与探究实践（讨论永动机不可行），典例分析结合生活问题，助力学生深化理解，为教师提供系统教学资源，提升教学效果。

第8节 能量的转化与守恒 第3章 能量的转化与守恒 浙教版九年级上册 知识目标 能量的相互转换 1 能量的转化与守恒定律 2 能量的转移和转化的方向性 3 素养目标 通过实例认识能量可以转化或转移；知道能量守恒定律并能举出日常生活中能量守恒；能利用能量守恒定律解释简单的生活现象。 科学观念 初步形成能量转化和守恒的观念思维。 科学思维 通过永动机的学习明白能量守恒定律的含义，通过学生讨论体会能量不会凭空消失，培养学生探究科学规律的能力。 探究实践 能量的相互转化 PART 1 探究新知 新课引入 我们知道，动能和势能之间可以相互转化。 那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？ 能量在转化过程中遵循什么规律？ 新知讲授 能量的形式 机械能 内能 化学能 电能 核能 …… 各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的 能量可以在两个物体之间转移，如内能的转移 能量形式也可以转化，如小灯泡发光将电能转化成内能 新知讲授 读图 下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？ 金属勺放入热水中 A物上升，B物下降 B物体具有重力势能 重力势能一部分从B物体转移到A物体； 一部分转化为两者的动能。 水具有内能 金属勺放入热水中 水的内能勺子内能 新知讲授 能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 森林火灾，木材具有化学能，燃烧时化学能转化为内能。 森林火灾 特技跳伞 运动员具有重力势能，下落过程中，重力势能一部分转化为动能，一部分因克服空气阻力做功转化为内能。 新知讲授 太阳能的转化 绿色植物光合作用将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里 太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能 太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能 太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能 新知讲授 人体能量的来源及转化 人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。这些能量来自于哪里？ 这些能量来自于食物。人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处，食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。 新知讲授 火力发电厂 思考与讨论 我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。你知道火力发电厂的电能是如何转化而来的吗？ 新知讲授 火力发电厂 在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户。 能量转化 化学能 内能 机械能 电能 新知讲授 思考与讨论 如图所示，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？  青蛙消耗了化学能； 这些能量发生了转化， 使青蛙获得了机械能； 这些能量来自储存在青蛙体内的化学能。 新知讲授 大量事实表明： 自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。平常我们所说的“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。 不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移 新知讲授 思考与讨论 氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。 这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？ 氢氧化钠和硝酸铵在水中都会溶解，不同的是氢氧化钠溶解过程中放出热量，水温升高；硝酸铵溶解过程中吸收热量，水温降低。 因此氢氧化钠溶解过程中化学能转化为内能，硝酸铵溶解过程中内能转化为化学能。 能量的转化与守恒定律 PART 2 探究新知 新知讲授 能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，能量的多少是否发生变化？ 思考与讨论 如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？ 不都转化为机械能； 还有一部分转化为内能； 转化后的各种形式的能量全部加起来与电动机消耗的电能相等。 新知讲授 大量事实表明： 在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少（增加）了多少，另一种形式的能量一定会相应地增加（减少）多少。即能的总量保持不变。 也就是说： 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 ——能量转化和守恒定律 自然界最普遍、最重要的基本定律之一 新知讲授 思考与讨论 达·芬奇曾设计了一个 “永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？ 不能。从能量角度分析，轮子在转动过程中，由于克服摩擦力做功，机械能一部分转化为内能，直至最后所有的机械能都转化为内能，“永动机”便停止转动。“永动机”不能旋转不息，说明违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。 无法实现的“永动机” 能量的转移和转化的方向性 PART 3 探究新知 新知讲授 “永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事件是不可能发生的。那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？ 一块炽热的铁块投入水中时能量发生怎样的转移? 铁块的内能 水的内能 转移 温度降低 温度升高 相反的过程能否自发地发生？ 不可能 温度相同 热量的转移是有方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而决不会反向转移 新知讲授 当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？ 手和竹竿的内能，能使演员上升吗？ 当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。 相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高。 能量的转化是具有方向性的。机械能可以自发地转化为内能，而内能不能自发地转化为机械能 新知讲授 思考与讨论 请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？ 我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，因此，不是所有的能量都可以利用，化石能源、核能等现在开采得越多，留给子孙后代的就越少。有的能量如内能，一旦耗散，就不能重新利用。正是由于能量转化和转移的方向性，我们要节约能源。 典例分析 例1.能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法正确的是（　　） A．甲对外做了10J的功，乙对外做了20J的功，则甲原来具有的能较少 B．能的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化 C．一个物体如果能对外做功，那它一定具有了能 D．做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量 【解析】A．能够做的功越多，具有的能量越大，但是物体具有的能越大，做的功不一定多，故A错误； B．能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以相互转化，但转化都是有条件的，故B错误； C．一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故C正确； D．做饭时燃烧天然气，这是将天然气的化学能转化成了内能，发生了能量的转化，不是物质生成了能量，能量不能凭空产生，故D错误。 故选C。 C 典例分析 例2.如图所示为教材中关于能量转化和守恒的图例。其中仅涉及能量转移的是（ ） A．金属勺放入热水变烫 B．甲物上升，乙物下降 C．太阳照射电池板 D．达芬奇的永动机 【解析】A．金属勺放入热水中变烫，金属勺吸收热量，内能增加，能量的存储形式不变，发生的是能量的转移，故A符合题意； B．甲物上升，乙物下降，需要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，发生的是能量的转移，故B不符合题意； C．太阳照射到电池板上，将太阳能转化为电能，发生的是能量的转化，故C不符合题意； D．达芬奇的永动机设计是基于能量转化的原理，试图通过某种机制使得机器能够持续运转而不需外部能量输入，故D不符合题意。 故选A。 A 典例分析 例3.关于能量守恒定律的理解，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．能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移 C．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化 【解析】AB．能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，适用于整个自然界中能量的转移和转化，故A错误，B正确； C．能量的转移和转化是需要条件和具有方向性的，因此需要节约各类能源，防止产生危机，故C错误； D．能量可能发生转移或转化，凡是能量守恒的过程，可能发生能量的转化也可能发生能量的转移，故D错误。 故选B。 B 典例分析 例4.科技馆里有一种“水车”，其装置如图所示，它的叶片是由高分子聚合材料制成的。在常温下，叶片是平直的：在高温下，其叶片可向一侧弯曲。当把水车的下半部分放进热水中时，“水车”可以不停地转动起来。小慈认为：这种“水车”是永动机，因为它没有外部动力也能转动。试问： （1）“水车”是如何转动的？请用所学知识阐述其原理； （2）你认为该“水车”能一直运动下去吗？请说明理由。 【解析】（1）当“水车”的叶片浸在热水中时，由于温度升高叶片会向一侧迅速弯曲，给热水一个力，根据力的作用是相互的，热水也会对叶片施加一个反作用力，使水车转动起来，当叶片转出水面时，温度下降，叶片又恢复成平直的状态，这个过程不断进行就会使水车不停地转动。 （2）“水车”不能一直运动下去，从能量转化的角度看，“水车”是将内能转化为机械能的装置，热水在推动叶片运动做功时，要消耗水的内能，水的温度会逐渐降低，如果不及时补充能量，当水温降至室温时，水车就会停止转动。 归纳总结 能量的转化与守恒 能量的转化与守恒定律 能量的相互转化 能量转化的普遍性 能量转化与能量转移 能量的转化与守恒定律 永动机 能量的转移和转化的方向性 能量的转移和转化是有方向性的 THANKS 感谢观看 第3章 能量的转化与守恒 浙教版九年级上册 $