资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第1节　能量的转化与守恒
教学背景
1．教学内容分析 《能量的转化与守恒》是物理九年级全一册（人教版）《第十四章　内能的利用》第1节的内容，属于《义务教育物理课程标准（2022年版）》中“能量”主题的重要内容。教材通过串联机械能、内能等知识，构建能量转化网络图，重点揭示不同形式能量间相互转化的普遍规律，最终建立能量守恒定律的宏观认知。本节内容既为后续学习热机、电动机等具体能量转化的装置做铺垫，也为后续学习核能、可持续发展等知识奠定理论基础。 通过实验和分析实例，使学生发现在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。再进一步创设真实的情境，让学生动手完成演示实验，自然地得出能量守恒定律。最后通过讨论、分析永动机不存在的原因，发展学生从能量角度去分析问题的意识，深入理解能量守恒定律。在对生产生活以及实验中能量转化的讨论过程中，认识到人类生活在能量的世界，从日常生活到科学研究、工程技术，能量守恒定律都发挥着重要作用。 2．学情分析 能量是一个抽象的概念，需要具备一定的抽象思维能力。守恒观念是能量守恒定律的核心，此观念与日常生活中常见的能量耗散现象，如摩擦生热、热量损失等相悖。能量守恒定律为学生提供了新的解决问题的角度。 初二学生的思维能力正处于从具体形象思维向抽象思维发展的初始阶段，他们分析问题和解决问题的能力正在逐渐提升，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力；利用实验和图片，创设紧密联系实际的、形式灵活的物理情境，增加学生的感性认识；设计课堂活动，引导学生用自己的语言进行科学的讨论与交流，锻炼学生分析问题的能力，启发学生关注科学、技术、社会、环境的关系，渗透科学思维方法，激发科学探索的动力。
教学目标
物理观念 知道能量守恒定律，有用能量守恒的观点分析物理现象的意识，形成能量观念。 科学思维 通过对生活现象和实验进行分析和推理，总结归纳得出能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。 科学探究 通过列举日常生活中能量守恒的实例，提高收集信息、获取证据、表达观点的能力。 科学态度与责任 通过生活中的实例，认识到能量守恒定律的重要性和普遍性，体会科学认识是在不断发展的，养成努力探索、不断思考的学习习惯和遵循客观规律的科学态度。
教学内容
教学重点 能量守恒定律。 教学难点 理解能量守恒定律。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 创设情境：展示各种有关能量的图片。 提出问题： 1．图中的物体各具有哪种形式的能量？ 2．你认为各种形式的能量之间可以相互转化吗？ 思考并回答： 1．风车巨大的扇叶悠悠转动，整齐排列的光伏板闪耀着光芒，充分汲取自然界中的风能和太阳能。江河水从地势较高处向较低处奔腾流动，蕴含着丰富的水能。 2．各种形式的能量之间可以相互转化。 通过有意识地观察，培养学生能够从日常生活当中发现与能量相关的物理现象。
新知探究 一、能量的转化 布置任务：请完成一组小实验，讨论发生了哪些能量转化，填写在教科书本节图“各种形式能量的转化”中。 1．将塑料杆在纸巾上摩擦后靠近细碎的纸屑。 2．来回迅速摩擦双手。 3．用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。 4．将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。 提出问题：光能和机械能都可以转化为内能，内能是否可以转化为光能和机械能呢？请举例说明。 提出问题：电能和机械能、光能和机械能之间也可以相互转化吗？ 介绍实验器材：一辆电动小车（车上装有感温片、散热片、塑料盒）、铝盒。 演示实验：将冰水倒入塑料盒里，将热水倒入铝盒里，把铝盒放在感温片上，小车运动起来了。 提出问题：小车的电能是从何而来的？ 提出问题：电能可以转化为内能吗？请你列举出实例。 提出问题：请大家继续看看“各种形式能量的转化”图表，电能和化学能之间可以相互转化吗？请你列举出实例。 播放视频：把铜片和锌片插入煮熟的土豆，然后接入小彩灯，小彩灯会闪烁起来。 提出问题：在这个实验中，能量发生了怎样的变化？ 展示图片：植物光合作用、萤火虫发光。 布置任务：请同学们将教科书本节图“各种形式能量的转化”补充完整。 展示图片：用暖手宝暖手、西电东送工程中的特高压输电线。 演示实验：“牛顿摆”实验中，小球摆动的幅度越来越小。 二、能量守恒定律 准备好实验器材：单摆、弹性小球。 布置任务：请两位学生代表分别演示实验。将单摆小球和弹性小球分别从高处由静止释放，其他同学注意观察实验现象。 提出问题：为什么它们到达的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？ 得出定律：介绍能量守恒定律。 提出问题：在行驶的燃油汽车中，能量是如何转化的？是否遵循能量守恒定律呢？ 创设情境并提问：展示教科书本节图“一种设想中的永动机”。请学生从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去。 完成实验，思考并回答： 1．机械能转化为电能。 2．机械能转化为内能。 3．光能转化为内能。 4．光能转化为机械能。 思考并回答：在打铁花表演中，炽热的铁水可以将部分内能转化为光能。奔跑的蒸汽机车将内能转化为机械能。 思考并回答：流星将机械能转化为光能。电动小车将电能转化为机械能。 观察实验，思考并回答：内能转化为电能。 思考并回答：电热毯、电炉子、电暖气和电饭煲等使用时将电能转化为内能。 思考并回答：给汽车和手机电池充电时，是电能转化为化学能；使用手机时是化学能转化为电能。 思考并回答：土豆电池的化学能转化为电能，电能又转化为光能。 思考、讨论，完成任务。 观察图片及实验现象。 完成实验，思考并回答：因为单摆小球和弹性小球的机械能均减少了，所以它们到达的高度会逐渐降低。能量没有丢失，而是发生了转化。 思考并回答：燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量保持不变。 通过动手实验让学生直观感受不同形式能量的转化，培养观察与分析能力。 通过展示图片、让学生思考并举例，进一步加深其对能量转化多样性的理解。 通过温差发电小车和土豆电池实验，激发学生兴趣，引导学生分析多过程的能量转化过程，探讨电能、内能、机械能、化学能和光能的转化实例。 通过展示暖手宝、特高压输电线图片及“牛顿摆”实验，引导学生观察现象，激发思考，理解能量可以发生转移。 利用学生实验，创设紧密联系实际的、形式灵活的物理情境，增加学生的感性认识。 结合燃油汽车能量转化及分析永动机不存在的原因，发展学生从能量角度去分析问题的意识，深入理解能量守恒定律。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
板书设计
14.1　能量的转化与守恒 一、能量的转化 在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。 二、能量守恒定律 大量事实表明：能量既不会凭空消失，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。
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