第十四章第3节《能量的转化和守恒》教学设计（表格式） 2022-2023学年人教版九年级物理全一册

人教版九年级物理第十四章《内能的利用》
第3节《能量的转化和守恒》教学设计
教材内容分析
《能量的转化与守恒》是九年级物理第十四章第三节的内容。本节以能量为线索，通过图表的形式介绍自然界中各种形式的能量和能量的转移和转化，通过“想想议议”的提问和讨论，让学生对能量的转化有一个感性认识，最后突出能量守恒定律及其重要性。本节内容由“能量的转化”和“能量守恒定律”两部分组成。
二、课标要求：
1.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
2.从能量的转化和转移的角度认识效率。
3.知道能量的转化和转移有一定的方向性。
三、学情分析
学生已具备一定的运用所学知识解决简单实际问题的能力，且学生已有力和运动方面的知识为本节内容的学习提供了知识基础。学生已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识，这为本节课的学习提供了有利的方法保证。但是能量的概念比较抽象，这就为教学增加了难度, 需要补充大量的实例，使学生能了解这一定律。
四、教学目标
（一）知识与技能
1．了解能量及其存在的多种形式。
2．知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。
3．理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识。
（二）过程与方法
1．通过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。
2．通过学生自己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转化。
（三）情感态度和价值观
1．通过学生自己做小实验，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，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。
3．通过学生讨论，锻炼学生分析问题的能力。
五、教学重难点
能量转化和守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，它主要包括各种形式的能的相互转化和能量守恒两部分内容。本课教学中，从生活中的实例入手，引导学生自己动手实验或分析身边实例，找出光、电、热、机械运动等现象之间的联系，使学生理解能的转化这个重点内容。先后通过骑自行车、荡秋千和乒乓球落地现象，让学生思考能量的去向，从而引入能量守恒定律；最后结合永动机的介绍让学生分析得出永动机是不可能制成的，从而进一步理解能量守恒的观点。
教学重点：理解能量的转化和守恒定律
教学难点：运用能量的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量是怎样转化的。
六、教学策略
本节内容主要是通过学生观察实验和生活实例展现，让学生经历了“问题—思考—探究实验—结论”的过程。很好地体现了新课标让学生在体验知识的形成、发展过程中主动获取知识的精神，培养了学生观察和分析能力，根据本节内容的特点，结合学生的实际情况，引导学生参与实验过程，激发学生的学习兴趣。为了让学生能够达到学以致用，掌握能量守恒定律，应用分析典型实例，在物理教学过程中，恰当地渗透能量的观点。在不影响突出课堂主题的情况下，使学生多了解一下科学的历史、现状以及展示未来，对学生来说，具有一定的教育意义。
七、教学资源准备
气球火箭模型、能量转化的媒体资料、黑色塑料袋、水、温度计、电池、导线、小电动机、钢笔、纸屑、质量稍大的乒乓球、橡皮泥。
八、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课（5分钟） 课件展示：引导学生观看课件展示的图片。 发光的灯泡 食物 飞行的飞机 燃烧的煤气 提出问题： 图片中的物体具有什么形式的能量？这些能量是凭空产生的吗？还是由其他形式能转化来的？能的转化过程中数量之间有什么关系？（出现的有点突兀） 观看图片，直观感受各种物体存在的能量 发光的灯泡具有光能；食物具有化学能；飞行的飞机具有机械能；燃烧的煤气具有内能 通过图片展示，从生活走向物理，让学生感到物理就在身边。能量无处不在，为以下学习能量的转化和转移做好铺垫
新课教学（30分钟） 一、能量存在的多种形式： 我们身边的物体还存在哪些形式的能量？请举例说明。 机械能、太阳能、风能、化学能、核能、等等 我们身边的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。 二、能量的转化和转移 请同学们阅读课本P27的“想想做做”，利用课桌上的实验器材以同桌为小组完成这四个实验，根据实验现象，讨论发生了哪些能量的转化。 1.来回迅速摩擦双手。 2.黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下。 3.将连在小电扇上的太阳能电池对着阳光。 4.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 引导：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。 练一练： 1.请分析下列现象中发生了哪些能量的转化 2.课本第27页中图14.3-1，各种能量在一定的条件下都可以相互转化。图中举出的实例，你能作些补充吗？ 学生回答 奔驰的骏马具有机械能、 核电站的核燃料具有核能 太阳具有太阳能 刮的风具有风能 等等 学生开始实验，以同桌为小组进行，观察手、温度计、小电扇和钢笔杆的变化，并根据实验现象思考讨论分析原因： 1、来回迅速摩擦双手，感觉手变热了。讨论分析原因是克服摩擦做功，使手的内能增加，此过程把机械能转化为内能。 2、黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下一段时间后，看到温度计的示数上升了。讨论分析原因是太阳的内能转移到水中。 3、将连在小电扇上的太阳 能电池对着阳光，小风扇转动。讨论分析原因是太阳能转化为电能。 4、用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片，纸片被吸引。讨论分析原因是机械能转化为电能。 通过学生列举的例子，使他们认识到能量的形式及存在情况，为下一步能量的转移和转化的学习打下基础。 利用“练一练”及课本第27页中图14.3-1的补充填写，使学生进一步理解能量的转移和转化，培养学生观察、分析、推理的能力。体会物理与生活、生产和科学的联系。
三、能量守恒定律 问题一：当你骑着自行车走在上学的路上，停止蹬脚踏后，隔一会自行车会停下来，自行车的动能消失了吗？它减小的能量跑到哪里去了？ 问题二：阅读课本P28“想想议议”，思考：秋千和乒乓球的能量丢失了吗？ 小球在地面弹跳的频闪照片 【想想议议】 1.放在最高点的乒乓球具有什么形式的能？ 2.下落的过程中每次跳起的高度有什么变化？ 3.机械能是否守恒？是否失去了能量？减小的机械能到哪里了？ 模拟实验： 1.演示实验：在课桌上平铺一层薄橡皮泥，使乒乓球竖直下落，观察乒乓球在橡皮泥上跳动几下，就停止了，橡皮泥表面留下了乒乓球的印迹。请分析现象产生的原因？ 2.类比理解：乒乓球在空气中运动会变热，你能理解吗？见过流星吗？知道流星产生的原因吗？流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。 总结：乒乓球在跳动的过程中对外做功（对地面做功、和空气摩擦做功），转化为其他形式的能量。 问题三：能量在转移的过程中，能量的总量变化了吗？ 例题：把质量为1kg，温度为90℃的热水与质量为2kg，温度为15℃的冷水混合，得到40℃的温水，求热水放出的热量和冷水吸收的热量？已知水的比热容是4.2×103 J /（kg·℃）。 （不计热损失） 引导：热水放出的热量和冷水吸收的热量在数值上有什么关系？这说明了什么？ 总结：科学工作者用能量的观点把自然界的各种现象联系起来，从而发现了能量守恒定律。 能量守恒定律的内容：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。 特别指出：能量的守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。无论什么问题，什么现象，都服从能量的守恒定律。它是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。 【想想议议】 有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去吗 学生利用切身体会思考、讨论分析自行车的能量到哪里去了。 思考回答1.重力势能 2. 每次跳的高度都降低。 3.机械能不再守恒，没有失去能量，因为下落的过程中与空气有摩擦，把机械能转化成了内能。 学生讨论乒乓球对橡皮泥做功，使橡皮泥发生了形变。消耗了部分机械能。 学生思考完成例题在不计热损失的情况下，热水放出的热量和冷水吸收的热量在数值上是相等的，这说明能量在转移的过程中，能量的总量不变。 学生认识能量守恒定律的重要性。 学生思考讨论后回答：不消耗能量而能永远对外做功的机器是不存在的，它违反了能量守恒定律。 通过乒乓球在桌面上的来回跳动，高度并不断下降的实验及流星的形成类比，让学生找出机械能不守恒的原因，帮助学生理解能量守恒，突破难点 利用例题，使学生知道能量在转移时总量是不变的，为能量守恒定律的得出做下铺垫，同时又复习了热量的计算。
课堂小结（5分钟） 通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。 梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。 培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。
九、板书设计
第三节能量的转化和守恒
1．能量存在的形式：机械能、太阳能、风能、化学能、核能等
2.能量守恒定律内容：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。
十、典题练习
1．指出下列现象中能量的转化和转移情况．
（1）气体膨胀做功 ______________________________．
（2）植物进行光合作用 ______________________________．
（3）燃料燃烧 _______________________________________．
2．如右上图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中，_________的内能减少而软木塞的________能增加．
3.冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是 能转化为 能,但能量的总量_______。
4．太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把________能直接转化成_______能，供通信卫星使用。
5.请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义。
（1）某太阳能电池工作效率是16%
（2）某电动机工作的效率是83%
（3）某电热水器工作的效率是87%
答案：
1.（1）内能转化为机械能 （2）太阳能转化为化学能 （3）化学能转化为内能
2.内能 机械能 3.内能 机械能 不变 4.太阳能 电能
5.(1)有16%的太阳能转化为电能（2）有83%电能转化为机械能（3）有87%的电能转化为水的内能。