沪科版九年级物理全一册教案：第二十章第一节能量的转化与守恒

第一节 能量的转化与守恒
设计说明 本节课的内容渗透在各门学科中，主要涉及生产、生活中。通过实例或实验，引导学生分析能量的转移和转化现象之间的联系，思考现象背后的规律，体会自然界的能量是守恒的。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。而且本书下一节的内容是能源的开发和利用，通过这一节课可以让学生了解我国和世界能源的状况，了解核能等新能源特点和可能带来的问题，如果没有能量的形式和转移转化作为铺垫，很难对其进行突破。因此本节课既能承接前面的知识点，又能为后文作铺垫，有利于知识的衔接，同时也能启发学生联系生活实际，从学生已有的经验出发，重在情感、态度与价值观的教育，培养学生热爱祖国、关注环境和关爱能源与人类生存和社会发展的关系。 学生在学习本节课之前已基本掌握了生活中能量的形式，为学习《能量的转化与守恒》做好了铺垫，也具备了一定的观察与思考、分析与探究的能力。同时也知道了一些简单的能量转移常识，但不够系统，对能量的转移和转化的方向性的理解显得抽象了很多，学生的抽象思维能力有待提高，在学习时可以借助图片、生活实例、实验和教师引导来帮助理解。 教学目标 【知识与技能】 1．知道自然界有多种形式的能量。 2．知道能量可以在不同物体间转移，各种形式的能量可以相互转化。 3．知道在转移和转化的过程中，能量的总量是保持不变的。 4. 知道能量的转化和转移有一定的方向性。 【过程与方法】 通过实例了解能量及其存在的不同形式，列举出日常生活中能量守恒的实例。 【情感、态度和价值观】 在交流讨论中，培养学生分析、概括问题的能力，让学生认识交流与合作的重要性。 重点难点 教学重点 本节课的教学重点是理解能量的转化与守恒定律。 教学难点 本节课的教学难点是用能量的转化和守恒的观点分析物理现象。 教学方法 自主探究、合作学习、讲解讨论法、启发诱导、活动体验。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、多媒体课件等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 教师播放PPT图片，并讲解：电闪雷鸣，波涛汹涌，狂风暴雨……在自然界和生活中，能量以多种形式展现着。自然界中存在着哪些能量呢？这节课，我们就一起来研究学习《第一节 能量的转化与守恒》的相关知识。 讲授新课 一、多种形式的能量 1．自主学习： 自主阅读教材第193～194页的内容，独立思考并完成：（1）什么是化学能？（2）什么是核能？这些能量是凭空产生的还是由其他形式的能转化来的？ 2．归纳总结： （1）化学能：由于化学反应而产生的能量。 （3）生活中许多物体都存在能量，物体的能量并不是一直不变的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转移或转化的。 3．讨论分析： 在日常生活和生产活动中处处都离不开能量。你能说出下列图中各物体所具有的能量吗？ 答：（a）山顶的石块具有重力势能；（b）滚动的足球具有动能；（c）加热后的物体具有内能；（d）牛奶、面包和水果具有化学能；（e）导线中的电流具有电能。 二、能量的转移与转化 （一）能量的转移 1．自主学习： 自主阅读教材第194～195页的内容，独立思考并完成下列问题： （1）如图1所示，小球的动能消失了吗？ （2）如图2所示，热水袋内的热水逐渐冷却，热水的内能消失了吗？ 图1 图2 2．师生总结： （1）小球碰撞时，动能从一个小球转移到另一个小球； （2）热水袋内的热水逐渐冷却，热水的内能转移到人体； （3）结论：一个物体另一个物体。 （二）能量的转化 1．自主学习： 自主阅读教材第194～195页的内容，独立思考并完成下列问题： （1）如图3所示，灯泡发光时，它的电能消失了吗？ （2）如图4所示，手摇交直流发电机的电能从哪里来的？ 图3 图4 2．师生总结： （1）灯泡发光时，它的电能转化为光能和内能； （2）手摇交直流发电机发电时，机械能转化为电能； （3）结论：能量发生转化时，能量从一种形式转化成另一种形式。 3．讨论分析：根据图示内容，说明太阳辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。 答：地球上的空气吸收太阳能，转化为风能；水吸收太阳能，转化为水能；植物吸收太阳能，通过光合作用，转化为化学能。 4．师生总结： 结论：自然界中存在着各种形式的能量，它们之间可以都发生转化或转移。 5．牛刀小试：分析下列各现象中能量的转化 ①摩擦生热 （___机械能___→_____内能____） ②气体膨胀做功 （___内能_____→_____机械能____） ③电灯发光 （____电能_____→____光能和内能____） ④电饭锅做饭 （____电能______→_____内能____） ⑤煤炭燃烧 （____化学能______→____内能____） ⑥用洗衣机甩干衣服 （____电能____→_____机械能____） ⑦手摇发电机发电 （____机械能______→____电能____） 三、能量守恒定律 1．实验探究： 教师播放视频1和视频2，独立思考并完成下列问题： （1）小球的高度逐渐降低说明了什么？ （2）减少的机械能到哪里去了？ （3）小球在摆动过程能量是否守恒？ 视频1 视频2 2．师生总结： （1）小球的高度逐渐降低说明了小球的机械能逐渐减少； （2）小球跟空气和地面摩擦，减少的机械能转化为内能； （3）结论：能量既不会消灭，也不会创生，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，而能的总量保持不变。 3．交流与讨论： 玩具小丑在跳动过程中，能量是如何转化的？它遵守能量守恒定律吗？ 答：玩具小丑在跳动过程中，弹性势能--动能--重力势能互相转化。在这个过程中能量是守恒的（遵循能量守恒定律） 四、能量转移与转化的方向性 1．自主探究： 教师播放PPT图片，并请同学们思考下列问题： （1）手捧热水袋时，手和身体变热，热水袋里的热水温度会降低。在这种内能转移的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移。想一想：内能能自发的由低温物体向高温物体转移吗？ （2）小汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶过程中汽车克服摩擦，动能转化成地面、车轮和空气的内能，这些能量能够自动用来再次开动汽车？ （3）燃料燃烧能将水烧开。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为化学能吗？ 2．师生总结： 能量的转化和转移过程是有方向性的。在能源利用的过程中，即在能量的转化和转移过程中，能量在数量上并没有减少。但是在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了，成为“无用的能量”。 正是因为能量转化的方向性，能量的利用受着这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。 3．想想议议： （1）如下图是构思的一种不需要耗用任何能量而永不停止工作的机器——“永动机”，讨论一下，这种构思能成功吗 答：这种构思不能实现，因为要想使机器持续不断地做功，就要消耗能量，将流到低处的水抽回到高处，显然这种永动机是违反能量守恒定律的。 （2）能否制造出这样一种装置（永动机），它既不消耗能量，又能永远不停地运动着？ 泰斯尼尔斯 亨内考（法） 达·芬奇 答：永动机是无法实现的。能量的转化是有方向性的。 课堂小结 当堂达标 1．下列有关能量转化的叙述，不正确的是（ ） A．射箭是将势能转化成动能 B．核电站发电是将核能转化成电能 C．蓄电池充电是将化学能转化成电能 D．钻木取火是将机械能转化成内能 答案：C 2．根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ） A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动 答案：B 3．在下列事例中，属于机械能转化为内能的是（ ） A．铁棒在火上烤得很热 B．汽车紧急刹车，轮胎发热 C．燃烧木材取暖 D．给电炉通电，电炉发热 答案：B 4．在各种形式的能量转化的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．机械能一定守恒 B．各种形式的能量都守恒 C．各种形式的能的总量一定守恒 D．只有机械能转化为内能 答案：C 5．一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。请你说出以上过程中发生了哪些能量转化。 答案： 6．请根据能量转化的顺序来排列。 答案： 板书设计 第一节 能量的转化与守恒 1．能的存在形式：机械能、电能、内能、化学能和核能等。 化学能：是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。 核能：是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而释放的能量。 2．能量的转移和转化 3．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而能的总量保持不变。 4．能量转移与转化的方向性