14.1 能量的转化和守恒 教学设计 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦“能量的转化与守恒”，核心知识点为能量转化过程分析及守恒定律。通过荡秋千情景导入，结合自主学习的“想想做做”实验（如摩擦双手、黑塑料袋盛水晒太阳等），梳理能量转化联系。 特色在于生活化实验（太阳能电池小电扇、摩擦钢笔杆吸纸屑等）与问题驱动（乒乓球弹起高度、永动机是否可行）结合，以实验探究和小组讨论为主，落实物理观念与科学思维，激发兴趣，材料易获取，提升教学效率。

1、 导入新课 出示课件:我们去逛公园散步,有时会看到荡秋千的情景,荡秋千时若不加外力自己会停下来,这是为什么?那么怎样才能使秋千越荡越高?从学生的交流、讨论中引入新课。 二、进行新课 (一)自主学习 小组讨论完成课本“想想做做”中的问题: 1.来回迅速摩擦双手,会感到手变热,说明机械运动现象和 热 现象有联系,在这个过程中, 机械 能转化为 内 能。 2.黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,一段时间后,温度计的示数会上升,说明光现象和 热 现象有联系,在这个过程中, 光 能转化为 内 能。 3.将连在小电扇上的太阳电池对着阳光,小电扇会转动,说明光现象与电现象、 机械运动 现象之间有联系。在这个过程中,先是 光能转化为 电 能,然后 电 能转为 机械 能。 4.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片,纸片会被吸起,表明钢笔杆带了电,这个实验说明了力现象与 电 现象有联系,在这个过程中, 机械 能转化为 电 能及 内 能。 (二)合作探究 1.能量的转化 活动一:指导学生完成下面四个小实验,观察实验发生的现象,讨论其能量转化情况: 实验1:来回迅速摩擦双手; 实验2:黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下; 实验3:将连在小电扇上的太阳电池对着阳光; 实验4:用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 [讨论得出]:实验1:机械能转化为内能;实验2:光能转化为内能;实验3:光能转化为电能再转化为机械能;实验4:机械能转化为电能及内能。 活动二:提出问题各种能量是不是孤立存在的?结合活动一小实验,阅读书本27页,让学生交流、讨论将图3-1串联成一个能量转化的故事。 [分组讨论]:讨论如何按能量转化或转移的过程,选择相应事例填上图表。看看哪组同学填得最多、最好。 【归纳总结】:(1)自然界中的光现象、热现象、电现象与机械运动现象内在的能量之间都有联系;(2)用能量的概念及能量转化和转移的观点,可以反映这种联系,在一定的条件下,各种形式的能量可以相互转化或转移,在自然界中能量的转化和转移是普遍存在的;(3)能量可以转化,转化时能的形式改变,能量可以转移,转移时能的形式没有变。 2.能量守恒定律 活动一:演示将乒乓球从一定高度落下,为什么乒乓球弹起的高度越来越低?损失的能量到哪儿去了?能量是否在不断消灭? 活动二:把烧热的金属块,投到冷水中,感觉冷水、盛水的容器以及周围的空气温度的变化,说明了什么问题? [交流讨论]:(1)机械能越来越小,通过摩擦把机械能转化成了空气的内能。能量没有消失;(2)冷水、盛水的容器以及周围的空气温度会升高,因为此时发生了热传递,金属块放出热量,冷水、盛水的容器以及周围的空气会吸收热量,温度升高。 活动三:引导学生得出能量守恒定律的内容。 【归纳总结】:(1)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。——能量守恒定律(热力学第一定律)。(“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是:能量相互转化或转移的过程);(2)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。 活动四:阅读课本第29页想想议议内容。十大科技骗局之六:永动机神话,讨论科学技术发展到一定的时候“永动机”能实现吗? [讨论交流]:一定不能实现。因为违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。 能量守恒定律的建立为永动机敲响了丧钟(真理与谬论有时就一步之遥,关键就在于是否按客观规律办事)。 点拨提升:能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。 (1)能量守恒定律普遍适用。在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律。从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象,大到宇宙天体的演变,小到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律。 (2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系性。自然界的各种现象都不是孤立的,而是相互联系的。电灯发光跟电流有联系,电能转化为光能反映了这种联系。植物生长更不是孤立的,要靠阳光进行光合作用才能生长,光能转化为化学能反映了这种联系。 (3)能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。人类认识自然,就要根据种种自然现象,总结规律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一,而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科学家费米,在研究 衰变的过程中发现,能量不守恒。于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子,这就是现在已被科学界公认的中微子。这一事例说明了能明守恒定律,已成为人类认识自然的重要依据。 (4)能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。纵观人类科学技术进步的历史,也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史。从原始人钻木取火,到水能利用;从蒸汽机发明,到电能的利用;从太阳能,到核能的利用。人类总是在认识、利用能源,逐步实现能量的转化。 (三)成果展示 1.从能量的转化和守恒的观点来看,用热传递来改变物体的内能,实际上是能量 转移 的过程,用做功方法来改变物体的内能,实际上是能量 转化 的过程。 2.英国物理学家法拉第经过10年不懈努力,终于在1831年发现了 电磁感应 现象,导致发电机的发明,实现了电能的大规模生产。我国兴建的长江三峡发电机组,是通过 水能 能转化为电能。 3.当水壶中的水烧开时,壶盖会被顶起,从能量转化的观点看,这是水蒸气的 内能 能转化为壶盖的 机械 能。 某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量是保持不变 (四)点拨提升 活动:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源? 点拨:内能总是自发地从高温物体向低温物体转移,而不会自发地由低温物体向高温物体转移。就是说能量转化是具有方向性的。(热力学第二定律) 三、课堂小结 随板书,师生一起回顾本节内容。 板 书 设 计 能量的转化与守恒 作 业 布 置 动手动脑学物理1.2.3写于作业本; 第4题小组讨论合作完成 教 学 反 思 学科网(北京)股份有限公司 $