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人教版九年级物理 第十四章内能的利用
第2节 热机 （教学设计）
【课题】第2节 热机
【学习目标】
1.了解能量及其存在的多种形式。
2.知道能量的转化和转移，能解释一些常见现象中的能量转化情况。
3.知道能量守恒定律，能列举日常生活中能量守恒的实例。
4.有用能量转化与守恒的观念分析解决问题的意识。
【学习重点】能量的转化与守恒。
【学习难点】理解能量守恒定律。
【新课导入】问题：通过前面的学习，我们已经发现可以通过做功将其他形式的能量转化为内能。生活中的风能、太阳能、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗
【新课学习】知识点一 能量的转化
【想想做做】课堂、课后小实验
（1）来回迅速摩擦双手。
（2）用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。
（3）将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。
（4）将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。
（5）利用电加热器加热水和食用油
说出观察到的现象和感受，讨论发生的能量转化
1.自然界中存在着多种形式的能量。
2.能量的转化
自然界中的各种现象都是互相联系的。
各种形式能量的相互转化非常普遍。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
摩擦生热，机械能转化为内能；
水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能；
电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能；
植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能；
燃料燃烧时发热.化学能转化为内能。
【拓展】阅读课本内容并补充填图
【例题1】用水发电时，水从高处流下冲击水轮机，水轮机转动并带动发电机发电。在这个过程中发生了哪些能量转化
【解答】水从高处流下冲击水轮机，水的重力势能转化为水轮机的动能，水轮机转动并带动发电机发电，动能（机械能）转化为电能。
【例题2】如图展示的是“风光互补” 景观照明灯。 它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板、底部的蓄电池可以储存电能。请说明这种景观照明灯在储能和照明时有哪些能量转化。
【解答】储能时,电能转化为化学能; 照明时,蓄电池储存的化学能转化为电能给照明灯供电;照明灯将电能转化为光能和内能。
【例题3】（2025年江苏扬州中考题）2025年5月29日,“天问二号”探测器发射成功,开启小行星探测与采样返回之旅。下列说法正确的是【 】
A.“天问二号”发射时加速上升,其动能不变
B.“天问二号"利用电磁波与地球传输信息
C.太阳能电池将光能全部转化为内能
D.到达地球后,样品质量变大
【答案】B
【解析】A.“天问二号”发射时加速上升,速度增大，动能增大；
B.“天问二号"利用电磁波与地球传输信息；
C.“天问二号"上安装的太阳能电池将光能（太阳能）转化为电能为探测器上的仪器正常工作提供电能；
D.探测器返回地球，所处空间位置改变，但所携带的样品质量不变。
知识点二 能量守恒定律
【想想议议】（1）停止用力，摆动的秋千会越摆越低；（2）小球在地面弹跳的过程中为什么它的高度会逐渐降低
【讨论】（1）秋千和小球在运动中的能量转化。（2）是否丢失了能量 减少的机械能到哪去了
【回答】秋千和小球到达的高度逐渐降低，说明它们的机械能减少了，但能量并没有丢失。秋千和小球在摆动或弹跳过程中通过克服摩擦做功或碰撞将机械能转化为了内能。
【分析归纳得出结论】
能量守恒定律：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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。
永动机：不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器。
任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永动机。
【例题4】图甲是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示。运动员在空中能否达到与A点高度相同的C点 为什么
【解答】不能。因为运动员从A点自由滑下时,与滑道有摩擦且受到空气的阻力,有一部分机械能转化为内能,从B点冲出后,仍会受到空气的阻力,所以运动员不能达到与A点高度相同的C点。
【例题5】食物也是一种“燃料”，食物的化学能可以转化为人体的内能，保持人的体温在37℃左右。从能量守恒的角度说说，食物提供的化学能还能转化为哪些能量？
【解答】食物提供的化学能除了转化为人的内能，使人们保持体温，还转化为机械能，使人们能够进行日常活动，如走、跳等，还能使人体进行血液循环、维持心跳等。
人的一切生理活动都需要能量，没有食物提供的能量，人将无法生存。
【例题6】如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立。你认为他的说法正确吗 说说理由。
【解答】不正确。理由:第一块木板倒下时,高度降低,速度增大,木板的重力势能转化为动能,撞击第二块木板,把能量传递给第二块木板。由于能量的传递,使第二块木板的机械能大于第一块木板的机械能,依次类推,后一块木板的机械能会大于前一块木板的机械能,所以木板倒下的速度会不断增大,直到最后一块大木板被推倒。可见,这一过程始终遵守能量守恒定律。
【阅读教材】科学世界 对热的本质的认识过程
宏观的热现象是物体内部大量分子的无规则运动的表现，物体内部的能量就是物体的内能。热量不表示物质所含“热质”的多少，而表示在热传递过程中传递的能量的多少。
【课时知识总结】
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4、5题

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