资源简介

人教版物理九年级全册
14.3《能量的转化和守恒》教学设计
课题名 14.3能量的转化和守恒
核心素养 教学目标 一、物理观念 1.知道能量守恒定律. 2.能举出日常生活中能量守恒的实例. 3.理解自然界中各种能量间的联系和相互转化、转移的规律. 二、科学思维 通过学生讨论,体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体. 科学探究 通过学生自己动手做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化. 四、科学态度与责任 1.通过学生动手实验，激发学生的学习兴趣. 2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学的世界观和思维方法打基础.
教学重点 各种形式的能的转化；能量守恒定律.
教学难点 区别能量转移和能量转化，并运用能量守恒定律分析具体问题.
教学准备 多媒体课件、塑料袋（黑色）、水、温度计、太阳能电池太阳帽、火柴、铁丝、酒精灯、钢球、单摆、细线、乒乓球.
教学过程 一、新课导入 教师：出示多种多样的运动形式，你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？那么这些能量之间是否可以互相转化呢？我们来一起探究一下吧！ 二、新课教学 （一）能量的转化 1.能量的转化 思考：1.金属零件在砂轮上打磨时，为什么会发热发光？ 2.在煤气灶上放一锅冷水，过一段时间后水会发热，这是什么原因？ 学生讨论后，老师总结：自然界中，能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，形式多样的能量之间还可以相互转化。 师请大家自己动手完成教材P27页《想想做做》中的小实验. 学生分组进行实验. 小组1完成实验1：来回迅速摩擦双手； 小组2完成实验2，小组3完成实验3，小组4完成实验4.实验结束后各小组派一名代表发言. 教师引导学生互相交流、点评，对回答不完善的地方可补充完善.分析归纳、得出结论： 实验1：说明机械能转化为内能 实验2：说明太阳能转化为内能； 实验3：说明太阳能转化为电能，再转化为动能； 实验4：说明机械能转化为电能. 师请大家再列举一些类似事例. 学生思考、分析和讨论. 师 由此可见，自然界中的各种现象之间是互相联系的，在一定的条件下，各种形式的能量都可以相互转化. 教师引导学生看教材P27页图14.3-1，思考并举例补充完整. 学生举例，师就学生所举事例引导学生分析，点评. （教师重点介绍气体膨胀做功；水力发电；电流通过电热器；电流通过电动机；植物光合作用等现象中的能量转化.） 2.能量的转移 老师出示图片：寒冷的冬天凉风瑟瑟，人们利用热水袋取暖，热量从高温物体转移到低温物体，热量发生了转移；发电站通过导线，将电能传输到千家万户，电能发生了转移。 这是一个牛顿摆，我们将小球抬起后释放观察会发生什么？我们发现运动的小球撞击后静止了，而原本静止的小球开始运动。同学们思考一下 这说明了什么 这说明运动的小球通过撞击将机械能转移给了静止的小球,可见机械能在一定条件下也可以发生转移.由此我们可以得出一个结论：相同形式的能量在一定条件下可以发生转移在转移的过程中能量的形式没有发生变化。 3.能量转化和转移的方向性 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。 机械能可以全部转化为内能而内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。热机的效率不可能是100％。 例如：电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。 例如：把炽热的铁放到水中，是水吸收了铁放出的热量，一会儿后铁的温度与水的温度相等，但此时水的热能不会再转化为铁的热能，使铁恢复原来的温度。这说明能量转化具有方向性。 能量守恒定律 1.教师演示实验： （1）单摆实验； （2）把乒乓球从高处释放的实验. 师单摆摆动的幅度越来越小，最终停了下来；乒乓球弹跳的高度越来越小，最终停了下来.这是为什么？它们的能量丢失了吗？减少的机械能到哪里去了？ 生思考、讨论和交流，发表各自的见解. 教师引导学生分析：单摆、乒乓球克服空气阻力做功，机械能逐步转化为内能.每次机械能减少了多少，内能相应地就增加了多少，因此，总能量并没有变化，只是换了一种形式.由此可见，能量的总量是不变的.再例如，把烧热的金属块，投到冷水中，冷水、盛水的容器以及周围的空气等，都要吸收热量，它们所吸收的热量总和跟金属块放出的热量相等.所以说，尽管有的时候，物体某种形式的能量，可能转移到几个物体或转化成几种形式的能量，但能量的总量还是保持不变.也就是说某物体损失的能量等于几个物体得到的能量的总和. 教师总结：大量事实证明，在普遍存在的能量的转化和转移过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能的总量是保持不变的. 科学工作者经过长期的实践探索，直到19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律——能量守恒定律. 注意：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的规律.无论是物理的、化学的问题还是地质的、生物的、天文的问题，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都遵循能量守恒的规律. （2）能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器和重要依据. （3）能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系.揭示了自然界的各种现象都不是孤立的，而是相互联系的. 师 既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？ 这个问题我们可以用上节课的知识举例说明。这是我们上一节课中学习的内燃机工作时的能流图，同学们还记得吗？根据今天所学的能量守恒定律，我们可以得出燃料的化学能E =有用的机械能E1 +燃料未完全燃烧损耗的能量E2 +机械装置吸收的能量E3 +废气带走的能量E4 +机械摩擦的损耗E5，虽然前后能量的总和相等，但E2 E3 E4 E5 这些能量散失在环境中，不能自发的用来驱动机器，为人类的生产生活做出贡献，所以说总的能量虽然是守恒的，但能够为人类所能利用的能量却是有限的。因此我们仍然需要节约能量。 在人类发展的历史中有不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。课本中就有一种永动机的方案，设计者是这样想的通过高处的水流冲击叶片，叶片转动用来对外做功（如：打磨金属），同时带动抽水机从低处将水抽到高处从而循环工作，对于这个设计你怎么看？永动机能够制造成功吗？当然不可能，因为整个装置无论水流动时候的摩擦，还是机器运转时侯的摩擦都会将 机械能转化为不能有效利用的内能，使得机械能在不断减小机器最终停止运转，更不用说利用机器来对外做功了。那有同学可能会认为，如果我消除所有的摩擦，那机器不就可以一直运转下去了吗？当然这种想法是很美好的。但人类其实只能不断地减小机器摩擦，却无法彻底消除摩擦。 课堂小结 同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们知道了一个重要的基本的普遍的规律——能量守恒定律.明白了自然界中的各种现象是相互联系的，不是孤立的.能量守恒定律在人类认识自然、利用自然和保护自然中提供了重要依据和有力保障.好，谢谢大家！
布置作业 课后题
板书设计
教学反思 1.通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识.通过多举例，多联系生活锻炼学生分析问题的能力.体会能量之间的相互转化来反映自然界各种现象的内在联系.学生在边实验边分析中获得了物理知识，学会了物理的学习方法.同时师生互动效果好，营造了良好的学习氛围. 2.在帮助学生理解能量转化、转移过程中，能的总量保持不变时，采用演示实验，由学生视觉上观察到的表面现象入手进行引导剖析，揭开能量的真相——机械能不是消失了，而是转化成另一种形式的内能.这样由浅入深，水到渠成，学生自然就会明白了，能量不会凭空消失，也不会凭空产生. 3.在帮助学生理解能量守恒定律时，最后提出问题：先前总有人设想制造永动机，结果都是失败了，这样一个事实，让学生思考、讨论.应证了能量守恒定律为人类认识自然、利用自然和保护自然提供了重要依据和有力保障.

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