2.5能的转化与能量守恒 教学设计（表格式）课时2-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

该初中科学教学设计聚焦能量守恒定律及能的转化与转移的方向性，通过提问“能量转化中多少是否变化”及介绍科学家探索历程导入，衔接前课时能量转化知识，搭建认知支架。 以“电动机提升重物”“永动机”“饮水鸟”等案例驱动，结合视频辅助与科学阅读，渗透科学思维（推理论证）与科学观念（能量守恒），通过讨论方向性实例促进探究实践。助力学生形成能量观，提升分析能力，为教师提供清晰教学路径与丰富实例支撑。

浙教版九上科学§2.5能的转化与能量守恒教学设计 课题 2.5 能的转化与能量守恒（2） 单元 二 学科 科学 年级 九上 教材分析 本节是新浙教版九上第二章第次节的内容，本节以能量为线索，通过提问和讨论的方式，让学生对能量的转移和转化有一个感性的认识，最后突出能量守恒定律及应用的重要性。能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深层次上反映了物质运动和相互作用的本质，与日常生活息息相关，学习这部分内容对学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。本节内容由两部分内容组成，“能量的转化”、“能量守恒定律”和“能的转移和转化的方向性”。能量守恒定律是本节重点，能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象是本节难点。 本节内容拟用的课时完成教学，第一课时为能量的相互转化;第二课时为能量守恒定律，能的转移和转化的方向性 本节课进行第二课时教学，主要介绍能量守恒定律及能的转化和转移的方向性。 教学 目标 科学观念：理解能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的例子;了解能的转化和转移的方向性; 科学思维： 初步形成用能量守恒的观点分析相关的自然现象的意识;会用能量守恒定律来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化 探究实践：体会生活中能量的转化与转移具有一定的方向性。 态度责任：通过学习，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性认识。 重点 能量守恒定律，用能量转化和守恒的观点分析实际问题;能的转化和转移的方向性。 难点 用能量转化和守恒的观点分析实际问题，能量的转化和转移有一定的方向性。 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 能的概念是人类对物质世界进行长期探索中建立起来的。所有的自然现象、不同的运动形式都涉及能，人类的活动也离不开能。能无所不在，能的形式多种多样，如描述机械运动的机械能，描述热运动的内能，描述电磁运动的电磁能，等等人们利用能的概念把热、电、磁、光，以及机械运动等都统一起来描述。 那么，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？ 科学家在研究自然的过程中，逐渐认识到自然界的现象之间存在着相互联系，如动能和势能可以相互转化，电与磁可以相互转化，运动和热可以相互转化，等等。在19世纪中叶、科学家总结出了能量守恒定律。能量守恒定律的成形，经历了多种实验过程的探索，也经历了对实验结果的质疑，是不同领域的多位科学家集体智慧的结晶。 导 入 新 课 讲 授 新 课 思考讨论： 如图2.5-14 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？ 参考：用电动机提升重物时，电动机消耗的电能大部分转化为重物的机械能，还有一部分转化为其他形式的热能内等。这是因为电动机的线圈电阻会导致电流通过时产生热量。若把转化后的各种形式的能量全部加起来，应该跟电动机消耗的电能相等。 一、能量守恒定律 1、能的转化中能量的多少不变： 大量事实告诉我们，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了多少，另一种形式的能量一定会相应地增加多少。同样，某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量一定会相应地减少多少，而能的总量保持不变。 2、能量守恒定律： 1）能量守恒定律的内容： 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。这就是能量守恒定律。 2）任何运动都遵循能量守恒定律： 能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。 3）能量守恒定律的意义： 能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索，于 19世纪中叶建立起来的。它是科学史上最重大的发现之一，它把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系的世界图景。 思考讨论： 达·芬奇（Leonardo da Vinci， 1452~1519） 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 2.5-15 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？ 参考：“永动机”不可能一直转动下去 ，因为它违背了能量守恒定律。 视频：永动机 3、“饮水鸟”遵守能量守恒定律： 1）“饮水鸟”的工作情景： 如图2.5-16所示是“饮水鸟”玩具:先往"饮水鸟”头部滴几滴水，“饮水鸟”直立一会儿，就会慢慢俯下身去“喝”水，然后它又会直立起米，如此循环往复......这种“饮水鸟”玩具看似永动机，其实并不是。 2）“饮水鸟”的不停饮水的原理： “饮水鸟”的头和身体都由玻璃球构成，并由玻璃管相连通，且密封。身体处的玻璃球内盛有一此乙醚(一种易挥发、易液化的液体)，头部玻璃球连同尖嘴被吸水毛毡包裹。当头部毛毡"饮水"后，水蒸发吸热，导致头部温度降低，玻璃管上部乙醚蒸气(液化，压强减小，管内液柱上升。“饮水鸟"重心上移，直到倾倒。处于倾倒位置的“饮水鸟”，头部毛毡再次浸润，乙醚流回身体处的玻璃球，重心下移，“饮水鸟"直立。 “饮水鸟”“饮水”后，头部的水不断蒸发，吸收了周围物体(空气)的热，才使“饮水鸟”持续运动。 可见，“饮水鸟"的运动并没有违背能量守恒定律。 二、能量的转移和转化的方向性 1、违反能量守恒定律的事件不可能发生： “永动机 ”不可能成功的事实告诉我们，违反能量守恒定律的事件是不可能发生的。 因为能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，而能量的总量保持不变。 2、能的转移和转化都具有方向性： 大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。 1）能的转移具有方向性： 如，一块炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。但是，相反的过程并不会自发地发生。铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热，尽管这一过程并不违反能量转化和守恒定律。 2）能的转化具有方向性： 如，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。但是，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，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。 讨论交流： 请举例说明，能的转移和转化有一定的方向性具有什么实际意义? 参考： 能量转化和转移的方向性意味着能量在转换或移动过程中有一定的限制，不是所有的能量都可以被有效地利用。 例如，内能通常只能从高温物体转移到低温物体，而不能反向进行，除非有外界的能量输入。这种方向性导致了能量在使用过程中的效率问题，因为一部分能量不可避免地会转化为无法再利用的形式，比如散失到环境中的热量。 因此，了解和考虑能量转化和转移的方向性有助于我们设计更高效的能源转换装置，优化能源使用策略，并促进可持续发展的实践。 科学阅读：能量的转化和守恒定律的建立 起重机的工作是普遍现象 其能量转化在前面已接触过，这里强调能量守恒 及时归纳小结，促进理解与记忆 从“永动机”不能“永动”说明任何运动都应遵守能量守恒定律 “饮水鸟”的例子佐证能量守恒定律 能量转移与转化的方向性分别从转移和转化两方面举例加以说明 促进学生的理解与内化 科学 家对能量守恒探索的历程，激发学生敬重科学、树立探索精神 典例 精析 见PPT 后测、巩固、纠正、修补 巩固练习 见学案 板 书 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。 学科网（北京）股份有限公司 $