1、人教版人教版 九九 年级年级 物理物理 教学设计教学设计 主备人主备人 学科学科 物理物理 时间时间 课题课题 第十四章第十四章 内能的利用内能的利用 第第 3 节节 能量的转化和守恒能量的转化和守恒 教教 学学 目目 标标 知识与技能 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. 过程与方法 1.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. 2.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. 情感态度与价值观 1.通过学生动手
2、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. 教学教学 重点重点 各种形式的能的转化；能量守恒定律. 教学教学 难点难点 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. 教具教具 准备准备 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. 教学教学 方法方法 实验探究、讲述法、讨论法、归纳法 教学过程设计教学过程设计 导导 入入 新新 课课 教师提问：同学们，请大家双手不停地来回搓动，体会有何感受？ 学生动手操作后回答：手心发热. 师 从能量的角度分析下，能量如何
3、变化？ 生：机械能转化为内能. 师：从现象的角度分析，揭示什么关系？ 生：摩擦生热，说明力现象与热现象互相联系. 师：大家分析的很好.除此之外，自然界中的其他现象之间有联系吗？它们之间的能量可以相互 转化吗？在转化过程中有什么规律？下面我们就来讨论这些问题. 教教 学学 过过 程程 新课学习新课学习 一、能量的转化一、能量的转化 师：请大家自己动手完成教材 P27 页想想做做中的小实验，注意观察实验现象,并且小组讨 论四个小实验中分别发生了哪些能量转化. 实验 1:来回迅速摩擦双手,手会感觉到发热. 讨论回答:机械能转化为内能. 实验 2:黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿
4、可观察到温度升高. 讨论回答:太阳能转化为内能. 实验 3:太阳能小电扇放在阳光下一会儿,风扇就转动起来. 讨论回答:光能转化为电能再转化为机械能. 实验 4:钢笔杆或塑料尺在头发上或者毛衣上摩擦几下,能够吸引小纸片. 讨论回答:机械能转化为电能. 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. 在生活中能量的转化现象是普遍存在的,你能说出几个?试着分析看看. 1.能量转化：能量转化： （1）划火柴：机械能转化为内能. （2）用铁锤敲打烧红铁块：机械能转化为内能. （3）小朋友滑滑梯:机械能转化为内能. 教教 学学 过过 程程 （4）气体膨
5、胀做功:内能转化为机械能. （5） ：植物的光合作用：光能转化为化学能. （6 水力发电:机械能转化为电能. （7）火力发电:内能转化为机械能再转化为电能. （8）电流通过电热器时：电能转化为内能. （9）电流通过电动机：电能转化为机械能. 有关能量转化的事例同学们一定能举出许多,请同学分析教材 P27 图 14.3-1 中的能量转化. 【拓展延伸】 在判断能量是如何转化时,可先找出是哪一种形式的能量减少了,哪一种形式的 能量增加了.增加的那一种形式的能量就是由减少的那一种形式的能量转化而来的. 总结： （1）在一定的条件下，各种形式的能量都可以相互转化. （2）自然界中的各种现象之间是互相联
6、系的. 教教 学学 过过 程程 学生举例，师就学生所举事例引导学生分析，点评. 2.能量的转移能量的转移 教师演示实验：把铁丝放在酒精灯上加热；运动的甲钢球撞击静止的乙钢球.提示学生观察，并 分析能量如何变化. 生：酒精燃烧释放出的内能转移给铁丝，使铁丝内能增加；甲球的机械能转移到乙球.在这种转 移的过程中能量形式没有变，只是由一个物体转移到另一个物体. 二、能量守恒定律二、能量守恒定律 【演示实验】 （1）单摆实验； 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？ （2）把乒乓球从高处释放的实验. 乒乓
7、球自由落在地上会弹起来,但是越跳越低,最终会静止不动. 单摆 乒乓球弹起 小组讨论:乒乓球弹起的高度越来越低,能量是否消失了?减少的能量到哪里去了? 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. 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
8、量 守恒定律. 1.内容内容: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 教教 学学 过过 程程 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. 2.意义意义:是自然界最普遍的、最重要的定律之一.在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就 一定服从能量守恒规律.从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象,大到宇宙天体的演变,小 到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律. 3.作用:能量守恒定律是人类认识自然的重要依据.人类认识自然,就要根据种种自然现象总结规 律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一,而且人类认识的其他规律也必定符合能量
9、守恒定 律. 能量守恒定律是人类利用自然的重要武器.纵观人类科学技术进步的历史,也是一部认识能 量、利用能量、实现能量转化的历史.从原始人钻木取火,到水能的利用;从蒸汽机的发明,到电能 的利用;从太阳能的广泛应用,到核能的利用.人类总是在认识、利用能源,逐步实现能量的转化. 【拓展延伸】 定律中能的转化是指通过做功使能的形式发生了改变,一种形式的能转化为其他 形式的能.例如钻木取火就是通过克服摩擦做功,使机械能转化为内能.能的转移是指同一种能从 一个物体转移到其他物体上(或者从物体的一部分转移到另一部分),能的形式没有改变.例如热 传递过程中,内能从高温物体转移到低温物体. 师： 很久以前，
10、各国总有人设想制造一个不需要任何能量的永动机， 结果梦想都失败了.同学们， 你们想一想，为什么他们总是以失败告终？ 4.永动机永动机: 永动机有两种解释:早期的永动机是指不需要能量,且能永远运动下去.能量守恒定律发现之后, 第一种永动机被证明不能实现.后来又有人提出另一种永动机,它不违反能量守恒定律,而且既经 济又方便.比如,这种机器可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全做功.由于海洋和大气的能量 是取之不尽的,因而这种热机可永不停息地运转做功,也是一种永动机.然而在大量实践经验的基 础上,英国物理学家开尔文于 1851 年提出了一条新的普遍原理:物质不可能从单一的热源吸取热 量,使之完全变为有
11、用功而不产生其他影响.所以这种永动机也是不可能实现的. 板书： 学生思考、讨论.这种永动机没有可能：因为它违背了能量守恒定律. 要使机器持续不断地做功，就要消耗能量把低处的水抽到高处，而做机械运动的各部件间有摩 擦，会有部分机械能转化为内能，一部分能量用来对外做功抽水，使流下的水不能全部抽回. 违背能量守恒定律的永动机是永远不能制成的。 课堂小结课堂小结 课堂练习课堂练习 1.（2019 四川广安四川广安）下列关于能量的说法中，正确的是（ ） A洗衣机工作时是将机械能转化为电能 B电水壶工作时是将内能转化为电能 C用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移 D能量无论是转化还是转移，能量总和
12、会逐渐减少 【答案】C A 选项中，洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故 A 错 误； B 选项中，电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故 B 错误； C 选项中，用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可 以转移，故 C 正确； D 选项中，根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故 D 错误。 2.(2019 北京市北京市) 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间 后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是 (
13、 ) A. 试管变热的过程 B. 水变热的过程 C. 水变成水蒸气的过程 D. 水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程 【答案】D 【解析】 A 选项中，试管变热，是试管从火吸收热量，内能增加，是通过热传递改变物体的内能，故 A 错； B 选项中，水变热，是水吸收热量、内能增大，是通过热传递改变物体的内能，故 B 错； C 选项中，水吸热，温度升高，汽化成水蒸气，是通过热传递改变物体的内能，故 C 错； D 选项中，水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程，是水蒸气膨胀做功，将水蒸气的内能 转化为橡胶塞的机械能，是通过做功改变物体的内能。 3.（2019 黄石）黄石）专业蹦床运动逐渐进入大众
14、生活，下列对蹦床运动的表述错误的是（ ） A下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能 B运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大 C运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能 D若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的 【答案】D 【解析】A、下落到蹦床前运动员的质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能 增加，是重力势能转化为动能。故 A 正确； B、运动员下降到最低点时，蹦床的形变程度最大，所以弹性势能最大。故 B 正确； C、运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以越跳 越低。想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗
15、人体的能量来获 得的。故 C 正确； D、从整个系统来说能力是守恒的。但运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机 械能会转化为人的内能，所以若运动员不发力，不会一直运动下去。故 D 错误。故选：D。 4.（2019 成都）成都）我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（ ） A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 B.全自动洗衣机工作时.电能全部转化为机械能 C.吊装码头上，只要货物受到的合力为 0,它的能量就不变 D.用燃气灶烧水，只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高 【答案】A 【解析】A，正确。B，电能转化为机械能和内能。C，货物所受合外力为 0 的，可能处
16、于匀速直线上升或静止状态，当匀速上升时，能量增加。D，加大火力，机械效率不会 增加，还可能降低。 5.(2019 江苏连云港江苏连云港)某同学在烧杯中装人质量为 100g、 初温为 20的水， 然后用酒精灯给水加 热一段时间后， 水的温度升高到 70， 此过程中水的内能增加了_J， 水增加的内能_ （选填“大于”、“小于”或“等于”）酒精完全燃烧所放出的热量。已知 c水=4.2 103J/（kg）。 【答案】(1).2.1 104 (2).小于. 【解析】水吸收的热量（水的内能增加值） ：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2 103J/（kg） 0.1kg （70-20）=2.1 104J；由于
17、酒精不可能完全燃烧，有热量散失，且烧杯也会吸收一部分热 量，所以，水增加的内能小于酒精完全燃烧所放出的热量。 6.(2019 哈尔滨市哈尔滨市)自然界中，能量的转化和转移过程遵守 定律. 水能和风能都属于 能. 【答案】(1). 能量守恒 (2). 机械 【解析】能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体或从一种形式 的能转化为其他形式的能，能量的转化和转移过程遵守能量守恒定律，水和风是由于运动或具 有一定的高度因而具有了对外做功的能力，因此水能和风能都属于机械能。 7.（2019 东营）东营）目前，人类利用核能发电的主要方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”） 。 随着科技
18、的发展，人类 （选填“会”或“不会”）制造出永动机。 【答案】核裂变；不会。 【解析】 核能发电的主要方式是核裂变。核聚变没有核污染，但目前还不能和平利用。 永动机是永远也不会制造出来的，因为它违背能量守恒定律。 8.（2019 眉山）眉山）家庭中使用电热壶烧开水，能量的转化是_；若 4.2 105J 的热量被 水全部吸收，在 1 个标准大气压下，能将 2kg、20的水加热到_。 【c水 =4.2 l03J/( kg)】 【答案】电能转化为内能 70 【解析】电热壶烧开水是消耗电能，通过电流做功，把电能转化为内能。 5 吸 4.210 J 50 4.21 kg03 J/().2 kg Q t
19、cm t=t0+50=70 板板 书书 设设 计计 第 3 节 能量的转化和守恒 1.自然界存在着多种形式的能量. 2.在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移. 3.在能量转化和转移的过程中,能的总量保持不变. 布布 置置 作作 业业 【必做题】 教材第 2930 页动手动脑学物理的 1,2,3 题 【选做题】 教材第 30 页动手动脑学物理的 4 题 课课 后后 反反 思思 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. 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.
