2.5 能的转化与能量守恒 第2课时 （培优教学课件）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学课件聚焦能量守恒定律及能的转移与转化的方向性，通过提问“能转化时总量是否守恒”导入，连接机械能、内能等多种能的形式，搭建从具体现象到规律的学习支架。 其亮点是以电动机提升重物、永动机设计等思考讨论和小球弹跳、蒸汽轮机等实例分析为载体，融合科学观念（理解守恒定律）、科学思维（分析转化过程）、探究实践（解释生活现象），帮助学生建立能量观念，教师可高效落实重难点。

九年级上册•浙教版 第5节 能的转化与能量守恒 第二章 能的转化与能量守恒 第2课时 1 导入新课 能无所不在，能的形式多种多样：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……当能由一种形式转化为另一种形式时，能的多少是否发生变化？能量的总量是否守恒？ 学习目标 科学观念 知道能量守恒定律的内容，理解能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。 科学思维 通过电动机提升重物等实例，分析能量转化过程，理解能量守恒定律的普遍意义。 探究实践 1.能分析具体过程中能量的转化与守恒。 2.能运用能量守恒定律解释生活与自然现象。 态度责任 1.认识能量守恒定律在自然科学中的重要地位。 2.树立节约能源、合理利用能源的意识。 重点难点 重点 1.能量守恒定律的内容及应用。 2.能的转移和转化的方向性。 难点 分析多环节能量转化过程中的守恒关系，理解能量转化的方向性。 1. 能量守恒定律 2. 能的转移和转化的方向性 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 一、 能量守恒定律 第5节 能的转化与能量守恒 6 一、 能量守恒定律 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？如果把转化后的各种形式的能全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？ 电动机提升重物时，消耗的电能没有全部转化为重物的机械能，还有部分电能转化为内能。把转化后的各种形式的能全部加起来，跟电动机消耗的电能相等。 7 一、 能量守恒定律 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。 意义：能量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。 8 一、 能量守恒定律 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，在钢球所受的重力作用下，轮子便会转动不息。这个 “永动机” 能旋转不息吗？为什么？ 一、 能量守恒定律 思考与讨论 这个 “永动机” 不可能旋转不息，因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力，从而消耗能量，根据能量守恒定律可知，转动过程中机械能会因摩擦等阻力不断损耗，最终停止转动。 一、 能量守恒定律 如图所示是 “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，然后它又会直立起来，如此循环往复…… 是不是永动机？ 不是永动机，没有违背能力守恒定律 11 【例1】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D 一、 能量守恒定律 12 【答案】D 【解答】解：AB、小球质量不变，运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小；小球速度越来越慢，说明动能越来越小；机械能等于动能和势能的总和，则小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，能量的总量是不变的，故AB错误； C、小球运动到相同的高度，质量不变，速度不同，动能不同，重力势能相同，故C错误； D、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故D正确。 故选：D。 一、 能量守恒定律 13 二、能的转移和转化的方向性 第5节 能的转化与能量守恒 14 二、能的转移和转化的方向性 “永动机” 不可能成功的事实告诉我们，违背能量守恒定律的事件是不可能发生的。那么，遵循能量守恒定律的事件是否一定会发生呢？ 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。 铁块能从冷水中吸热吗？ 15 二、能的转移和转化的方向性 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。 手和竹竿能不能自发地降低温度，而使人的位置升高？ 二、能的转移和转化的方向性 能的转移具有方向性 内能只能自发地从高温物体转移到低温物体。 能的转化具有方向性 其他形式的能可以自发地地转化为内能，而内能不可以。 17 二、能的转移和转化的方向性 科学阅读 能量守恒定律的建立 1840 年，德国医生迈尔（J. R.Mayer）从生理学角度对能进行了研究，他发现病人的静脉血比他预计的要红得多，因此他开始思考动物热的问题，并由此萌发了所有形式的能都可以相互转化的想法。 从 1840～1878 年的近 40 年时间里，英国科学家焦耳研究了电流的热效应、空气压缩时温度的升高，以及电、化学和机械作用之间的联系。他发现了焦耳定律，得出了电能向内能转化的定量关系。他用各种方法测定热与功之间的当量关系，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 18 二、能的转移和转化的方向性 科学阅读 能量守恒定律的建立 1847 年，德国科学家亥姆霍兹（H. L. F. von Helmholtz）发表了《论力的守恒》一文，把能的概念推广到热学、电磁学、天文学和生理学等领域，系统、严密地阐述了能量守恒思想。他分析了机械能、化学能、电磁能等不同形式能的转化和能量守恒，并把能量守恒与永动机不可能制成联系起来。他认为机器只能转化能，而不能创造和消灭能。他对能量守恒定律作出了清晰、具有说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律得到人们的广泛接受。 可见，能量守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。 19 【例2】如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 A 二、能的转移和转化的方向性 20 【答案】A 【解答】解：A．轮子转动的机械能是由蒸气的内能转化而来的，根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量保持不变，故A错误； B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能，故B正确； C．能量的转化或转移都是有方向的，我们都是在能量转化或转移过程中利用能量，故C正确； D．永动机违反了能量守恒定律，是不可能实现的，故D正确。 故选：A。 二、能的转移和转化的方向性 21 三、课堂总结 三、课堂总结 22 三、课堂总结 四、练习与应用 四、练习与应用 1.宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法正确的是（　　） A．植物的光合作用是把光能转化为内能 B．氢氧化钠溶解于水中时，将内能转化为化学能 C．电风扇工作时，消耗的电能主要转化为机械能 D．电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，故能量转化没有方向性 C 四、练习与应用 25 【答案】C 【解答】解：A．植物光合作用是利用太阳光转化为化学反应生成有机物，是太阳能转化为化学能，故A错误； B．氢氧化钠溶解于水中，水变热，是将化学能转化为内能，故B错误； C．电风扇工作时，消耗的电能主要转化为机械能，故C正确； D．电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，由此可知，能量转化是有方向性的，故D错误。 故选：C。 四、练习与应用 26 2.历史上许多科学家尝试制造永动机，均以失败告终，其根本原因是（　　） A．永动机的设计原理过于复杂 B．制造永动机的材料不够先进 C．违背了能量转化与守恒定律 D．科学发展没有达到一定水平 C 四、练习与应用 27 【答案】C 【解答】解：由于自然界中的一切能量转化和转移都遵循能量守恒定律，所以“永动机”在工作时不会凭空产生能量，相反还会由于摩擦和空气阻力等，有一部分机械能转化为内能，因此它最终会停下来。故永动机违背了能量转化与守恒定律，故C正确，ABD错误。 故选：C。 四、练习与应用 28 3.如图甲是意大利艺术家达芬奇设计的一种永动机的模型图。装置转动时小球随着弧形轨道依次从装置中心向外侧滚落并在另一侧依次回到装置中心，循环往复从而带动装置转动。如图乙是一个创造了连续转动24分钟吉尼斯世界纪录的指尖陀螺。以下有关说法中正确的是（　　） A．甲装置小球滚落时动能转化为重力势能 B．甲装置转动时所有小球与弧形轨道所在转盘的机械能总和保持不变 C．指尖陀螺最终停止转动，说明能量会消失 D．根据能量守恒定律，因为存在能量损耗，所以甲装置最终会停止转动 D 四、练习与应用 29 【答案】D 【解答】解：A、甲装置小球滚落时，质量不变，速度增加，动能增加，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错误； B、因为存在摩擦，甲装置转动时所有小球与弧形轨道所在转盘的机械能总和会减小，故B错误； C、由能量守恒定律可知，能量不会消失，故C错误； D、根据能量守恒定律，因为存在能量损耗，甲装置的机械能最终会转化为内能，甲装置最终会停止转动，故D正确。 故选：D。 四、练习与应用 30 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $