2021-2022学年度沪粤版九年级物理下册 20.3 能的转化与能量守恒 教案
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年度沪粤版九年级物理下册 20.3 能的转化与能量守恒 教案 |  | |
| 格式 | DOCX | ||
| 文件大小 | 168.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 08:55:45 | ||
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文档简介
能源与能量守恒定律
20．3 能的转化与能量守恒
九年级·HY版
(
2
)
【知识与技能】
1．了解能量及其存在的不同形式，知道能量是可以转移和相互转化的。
2．知道能量守恒定律，能列举出日常生活中能量守恒的实例。
3．了解现实生活中能量的转化和转移有一定的方向性。
【教学重难点】
1．了解能量的转化。
2．理解能量守恒定律。
教师提问：什么叫做能量？我们学过的能量有哪些？
学生回答：……
人们发现，自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。
一、能的转移与转化
教师引导学生完成课本p.81活动1，你能说出各例中是什么能量发生了转移吗？
学生回答：……
(a)用热水袋取暖——内能的转移
(b)一个球下降，另一个球上升——机械能的转移
(c)发电站产生的电能通过输电线送到用户——电能的转移
1．能量的转移：能量是可以在两个物体之间转移的。
【温馨提示】教师安排学生完成课本p.82活动2，利用5分钟的时间填写出所列举的实例中的能量转化。
2．能量的转化：各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
例题讲解：
【例1】下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是 ( )
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧水时，水蒸气顶起壶盖
D．给电动自行车的蓄电池充电
【解析】用手摸户外的金属杆时热量从手传递给金属杆，属于能的转移，A符合题意。灯泡发光是电能转化为内能和光能，B不符合题意。水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，C不符合题意。蓄电池充电是电能转化为化学能，D不符合题意。
【答案】A
【例2】某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是 ( )
A．汽油发动机做功冲程时把内能转化为机械能
B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能
D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能
【解析】汽油发动机做功冲程中，高温高压燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，A正确。电动机提供动力时，消耗了电能，得到了机械能，将电能转化为机械能，B正确。给蓄电池充电时，消耗了电能，得到了化学能，将电能转化为化学能，C正确。制动减速发电过程中，将机械能转化为电能，D错误。
【答案】D
二、能量守恒定律
在能量由一个物体转移到其他物体，或由一种形式转化为其他形式的过程中，遵循什么规律，例如数量方面有没有变化。
教师提问：用电动机提升物体时，电动机消耗了什么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形式的能？
学生回答：消耗了电能，电能转化成了机械能和内能。
教师提问：如果将转化后的其他形式的能全部加起来，是否应该与所消耗的电能相等？
学生回答：……
历史上曾有人妄想，不用消耗能量就能使机器运转，或用很少的能量就能使机器永不停息地运转，并为此设计、制作了各种各样的“永动机”，结果都失败了。
能量守恒定律：能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
1．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。
2．能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一。大至宇宙天体，小到原子世界，都服从这一定律。
例题讲解：
【例3】下列对能量守恒定律的理解正确的是 ( )
A．能量守恒定律的成立是有一定条件的
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．做功改变内能的过程是不同形式的能量的转移过程
D．热传递改变内能的过程是不同形式的能量的转化过程
【解析】能量守恒定律普遍适用，在形形色色的自然现象中，只要有能量的转化或转移就一定服从能量守恒定律，A错误。各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，B正确。做功改变内能的过程是不同形式的能量的转化过程，C错误。热传递改变内能的过程是同种形式的能量的转移过程，D错误。
【答案】B
三、能在转移和转化过程中的方向性
教师提问：手捧热水袋时，手和身体变热，热水袋的热水温度会降低。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。那么，内能能自发的由低温物体向高温物体转移吗？
学生回答：不能。
教师提问：烧开水时，燃烧的煤、天然气的化学能转化为水的内能。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为煤或天然气的化学能呢？
学生回答：也不能。
教师提问：汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶中汽车克服摩擦，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吗？
学生回答：还是不能。
1．大量事实表明，能的转化和转移过程是有方向性的。
多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生；此外，尽管在转化过程中能量是守恒的，但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的，成为“无用的能量”。因此，节约能源、提高能源的利用率是当务之急。
2．节能和提高能源利用率的方法
采用新技术、新设备，改进工艺流程，减少能的转化次数，充分利用余热，用高效节能的新产品代替高耗低效的旧产品等，都是节约能源的根本措施。
例题讲解：
【例4】汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的________能，这些能量不能自动地用来开动汽车，这说明能量的转化和转移具有________。
【解析】汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量散发到周围的环境中，无法再回收利用，这说明能量的转化和转移具有方向性。
【答案】内 方向性
20．3 能的转化与能量守恒
本节课在前面介绍了电能、机械能、内能的基础上，让学生在一些探究实验活动中，获得有关能量转化的知识，同时认识到自然界中的现象都不是孤立的，而是有着内在的联系，都伴随着能量的转化。学生通过对一些实例的探讨、分析与归纳，认识到各种形式的能量转化都遵循能量守恒定律，并具有方向性，这有利于培养学生的分析能力。同时使学生认识到自然界是一个统一的整体，有关自然界的知识具有普遍的适用性。
20．3 能的转化与能量守恒
九年级·HY版
(
2
)
【知识与技能】
1．了解能量及其存在的不同形式，知道能量是可以转移和相互转化的。
2．知道能量守恒定律，能列举出日常生活中能量守恒的实例。
3．了解现实生活中能量的转化和转移有一定的方向性。
【教学重难点】
1．了解能量的转化。
2．理解能量守恒定律。
教师提问：什么叫做能量？我们学过的能量有哪些？
学生回答：……
人们发现，自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。
一、能的转移与转化
教师引导学生完成课本p.81活动1，你能说出各例中是什么能量发生了转移吗？
学生回答：……
(a)用热水袋取暖——内能的转移
(b)一个球下降，另一个球上升——机械能的转移
(c)发电站产生的电能通过输电线送到用户——电能的转移
1．能量的转移：能量是可以在两个物体之间转移的。
【温馨提示】教师安排学生完成课本p.82活动2，利用5分钟的时间填写出所列举的实例中的能量转化。
2．能量的转化：各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
例题讲解：
【例1】下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是 ( )
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧水时，水蒸气顶起壶盖
D．给电动自行车的蓄电池充电
【解析】用手摸户外的金属杆时热量从手传递给金属杆，属于能的转移，A符合题意。灯泡发光是电能转化为内能和光能，B不符合题意。水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，C不符合题意。蓄电池充电是电能转化为化学能，D不符合题意。
【答案】A
【例2】某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是 ( )
A．汽油发动机做功冲程时把内能转化为机械能
B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能
D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能
【解析】汽油发动机做功冲程中，高温高压燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，A正确。电动机提供动力时，消耗了电能，得到了机械能，将电能转化为机械能，B正确。给蓄电池充电时，消耗了电能，得到了化学能，将电能转化为化学能，C正确。制动减速发电过程中，将机械能转化为电能，D错误。
【答案】D
二、能量守恒定律
在能量由一个物体转移到其他物体，或由一种形式转化为其他形式的过程中，遵循什么规律，例如数量方面有没有变化。
教师提问：用电动机提升物体时，电动机消耗了什么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形式的能？
学生回答：消耗了电能，电能转化成了机械能和内能。
教师提问：如果将转化后的其他形式的能全部加起来，是否应该与所消耗的电能相等？
学生回答：……
历史上曾有人妄想，不用消耗能量就能使机器运转，或用很少的能量就能使机器永不停息地运转，并为此设计、制作了各种各样的“永动机”，结果都失败了。
能量守恒定律：能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
1．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。
2．能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一。大至宇宙天体，小到原子世界，都服从这一定律。
例题讲解：
【例3】下列对能量守恒定律的理解正确的是 ( )
A．能量守恒定律的成立是有一定条件的
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．做功改变内能的过程是不同形式的能量的转移过程
D．热传递改变内能的过程是不同形式的能量的转化过程
【解析】能量守恒定律普遍适用，在形形色色的自然现象中，只要有能量的转化或转移就一定服从能量守恒定律，A错误。各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，B正确。做功改变内能的过程是不同形式的能量的转化过程，C错误。热传递改变内能的过程是同种形式的能量的转移过程，D错误。
【答案】B
三、能在转移和转化过程中的方向性
教师提问：手捧热水袋时，手和身体变热，热水袋的热水温度会降低。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。那么，内能能自发的由低温物体向高温物体转移吗？
学生回答：不能。
教师提问：烧开水时，燃烧的煤、天然气的化学能转化为水的内能。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为煤或天然气的化学能呢？
学生回答：也不能。
教师提问：汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶中汽车克服摩擦，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吗？
学生回答：还是不能。
1．大量事实表明，能的转化和转移过程是有方向性的。
多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生；此外，尽管在转化过程中能量是守恒的，但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的，成为“无用的能量”。因此，节约能源、提高能源的利用率是当务之急。
2．节能和提高能源利用率的方法
采用新技术、新设备，改进工艺流程，减少能的转化次数，充分利用余热，用高效节能的新产品代替高耗低效的旧产品等，都是节约能源的根本措施。
例题讲解：
【例4】汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的________能，这些能量不能自动地用来开动汽车，这说明能量的转化和转移具有________。
【解析】汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量散发到周围的环境中，无法再回收利用，这说明能量的转化和转移具有方向性。
【答案】内 方向性
20．3 能的转化与能量守恒
本节课在前面介绍了电能、机械能、内能的基础上，让学生在一些探究实验活动中，获得有关能量转化的知识，同时认识到自然界中的现象都不是孤立的，而是有着内在的联系，都伴随着能量的转化。学生通过对一些实例的探讨、分析与归纳，认识到各种形式的能量转化都遵循能量守恒定律，并具有方向性，这有利于培养学生的分析能力。同时使学生认识到自然界是一个统一的整体，有关自然界的知识具有普遍的适用性。