《14.3 能量的转化和守恒》
课前预习
1.沿海地区，风力资源丰富，在海岸线上修建了许多风力发电站。利用风力发电时，把 能转化为 能。
2.说明下列物理现象中能的转化情况：
（1）热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为____________能的装置；
（2）家里的电饭煲煮饭时是实现电能转化为____________能。
3.在我省高速公路上安装有太阳能视频监控系统，如图所示。晴天，电池板将太阳能转化为电能，并向蓄电池充电，将电能转化为 能储存起来。监控摄像头的镜头相当于一个 透镜(选填“凹”或“凸”)。
4.如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。在整个过程中是由酒精的 能最终转化为风车的 能。
能量转化
实 例
化学能转化为电能
干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
机械能转化为内能
5.各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
随堂练习
1.随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，移动电话（手机）越来越成为人们的重要的通讯工具。手机电池是可充电的锂电池：当手机电池充电时_____能转化为______能。
2.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，图8中已给出了两个实例，请你补充其余两个。
3.接打手机时，手机电池是将化学能转化为____能；教室里的电风扇工作时主要是将电能转 化为____能。
4.电动自行车越来越受到老百姓的青睐。电动车使用前要先对车上的蓄电池充电，这时是电 能转化为 能；骑车时，电动机对车提供动力，是电能转化为 。
5.2013年2月15日，一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向俄罗斯．陨石下落过程中，其能量转化过程是 （ ）
A．重力势能一动能一内能 B．动能一重力势能一内能
C．重力势能一内能一动能 D．内能一重力势能一动能
达标练习
6.以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（ ）
A． 钻木取火的过程中，内能转化为机械能
B． 电动机在通电转动过程中，机械能转化为内能
C． 电磁感应现象中，电能转化为机械能
D． 汽油机工作过程中，化学能转化为机械能
7.下列关于能量转化的叙述中，正确的是（ ）
A.电动机将机械能转化为电能 B.发电机将电能转化为机械能
C.汽油机将机械能转化为内能 D.干电池将化学能转化为电能
8.下列家用电器中，将电能转化为机械能的是（ ）
A．电视机 B．电灯
C．电风扇 D．电熨斗
9.市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子，如图所示，阳光照射太阳能电池板，扇叶快速转动， 能在炎热的夏季给人带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（ ）
A．机械能→太阳能→电能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．太阳能→电能→机械能
10.在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（ ）
A．做功可以改变物体的内能
B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化
D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变
11.下图所示的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的的是（ ）
12.下列说法错误的是（ ）
A．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
B．燃料燃烧时化学能转化为内能
C．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
D．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能。
13.下列有关能量转化的说法错误的是（ ）
A．核电站发电——核能转化为电能
B．电饭锅烧饭——电能转化为内能
C．热机工作——机械能转化为内能
D. 电动自行车--- 电能转化为机械能
第三节 能量的转化和守恒
课前预习
1机械（动、风） 电 2（1）机械 （2）内（热） 3化学 凸
4化学 机械（或动）5.电能 转化为内能 钻木取火等
随堂练习
1电 化学 2发电机 热机 3电 机械 4化学能 机械能 5 C
达标练习
6D 7 D 8C 9 D 10B 11D 12D 13C
14.3 能量的转化和守恒
基本思路：
导学过程（自学提纲、知识结构、典型练习选择、方法总结等）
学习目标：
1．在物理知识方面的要求：
（1）理解能的转化和守恒定律，能列举出能的转化和守恒定律的实例；
（2）理解“永动机”不能实现的原理。
2．过程与方法：
让学生初步学会运用能的转化和守恒定律计算一些简单的内能和机 械能相互转化的问题。
3．情感态度与价值观：
能的转化和守恒定律是自然科学的基本定律之一，应用能的转化和
守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法
重点：
能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。
措施：利用实验探究，学生进行总结
难点：
运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。
措施：利用例题讲解分情况进行分析
教法：实验法、讲解法
教具：多媒体
学法指导：
在学习力学知识时，学习了机械能守恒定律。机械能守恒定律是有条件
限制的定律，而且实际现象中是不可能实现的。而能的转化和守恒定律
是存在于普遍自然现象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研
究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。
学习导入：
我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械
能转化为内能。在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是
通过热量传递使这瓶水内能增加。这些实例中，物体的内能为什么增加
了？是凭空产生的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？这是今天要学习的内容。
深入探究：
③用转动砂轮磨刀时，火花喷出： _______能转化为_________能
④晒太阳感到暖和：_______能转移
2.锯木头时，锯条的温度升高，内能增加，其原因是克服摩擦______。在气体膨胀做功的现象中，_______能转化为_________能
3.撑杆跳高时，人在助跑时的动能可以转化为跳起上升过程中人的_____能和撑杆的______能，撑杆的______能又可能转化为人体的动能和重力势能，以利于越过横杆，越过横杆后，人体的重力势能转化为人体的______能。
拓展延伸：
1.下列现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程是（ ）
A．子弹从枪膛射出
B．用火焰烧开水时，水温升高
C．电灯发光
D．冬天用手摸户外的东西感到冷
2.（多选）下列现象中属于能量转移的是（ ）
A.在沸水里面煮鸡蛋
B．点燃的火箭腾空而起
C．雨天时发生雷电
D．空气中逐渐变凉
中考链接：
1.“神舟”六号飞船升空时，以固定在飞船外的摄像头为参照物，飞船是_______的，飞船发射阶段加速上升时，其重力势能_________,动能___________。
2.松林发生虫灾时，武汉市政府多次调动直升飞机在重灾区上空喷洒生物农药，当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的（ ）
A．动能减小，重力势能减小
B．动能不变，重力势能不变
C．动能减小，重力势能增大
D．动能不变，重力势能减小
1. 能的相互转化
我们学习过机械运动有机械能，热运动有内能，实际上自然界存在着许多不同形式的运动，每种运动都有一种对应的能量，如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化。
① 电炉取暖：电能→内能
② 煤燃烧：化学能→内能
③ 炽热灯灯丝发光：内能→光能
2．能的转化和守恒定律
大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。“能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。”这就是能的转化和守恒定律。
3．永动机不可能制成
历史上不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。
当堂达标：
1.指出下列现象中的能量转化或转移：
植物进行光合作用：_______能转化为_________能
电熨斗通电发热：_______能转化为_________能
板书设计：
课后反思：
课件15张PPT。能量的转化和守恒第十四章 第３节拉长的橡皮筋 你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？山巅的危石运动的足球西藏羊八井地热池 食 物 太阳光认识能量 1．来回迅速摩擦双手。
2．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？ 你还能举出一些你认为发生了能量转化的例子吗？请说出你认为发生的能量转化。想想做做一、能量的转化各种形式的能可以互相转化机械能转化为内能 机械能转化为电能电能转化为机械能电动机带动水泵把地下水送到地面水电站里水轮机带动发电机发电钻木取火光能转化为电能各种形式的能可以互相转化化学能转化为内能光能转化为化学能植物吸收太阳光
进行光合作用燃料燃烧时发热光太阳能电池尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？ （1）拿一个弹力小球由手中释放，观察小球的运动情况。 （2）结合小球在地面弹跳的频闪照片，想一想，为什么它的高
度会逐渐降低？是
否丢失了能量？减
少的机械能到哪去
了？二、能量守恒定律做做想想议议能量守恒定律 大量事实表明，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 1．滑冰滑梯的过程中，能量是怎样转化的？遵守能量守恒定律吗？讨 论 2．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。 这种机器有可能制成吗？ 一种设想中的永动机讨 论 1．一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。 火药的化学能燃气的内能子弹的机械能空气、土地的内能练一练 2．请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义。
● 某太阳能电池工作时的效率是16％
● 某电动机工作的效率是83％
● 某锂电池充电时效率是99％
● 某柴油机工作的效率是35％
● 某电热水器工作的效率是87％ 太阳能电池把接收到的太阳辐射的能量的16％转化为电能。练一练 3．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（ ）
A．用电灯照明
B．光合作用
C．用暖水袋取暖
D．天然气的燃烧 C练一练 4. 下列说法中正确的是（ ）
A．冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能
B．用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能
C．高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化
D．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能C练一练能量之间可以相互转化转移和转化的过程中，能的总量是守恒的课堂小结能量的转化和守恒
一、教学目标
（一）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．有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
（二）过程与方法
1．通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系。
2．通过学生讨论体会能量不会凭空消失，培养学生探究物理规律的能力。
（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。
二、教学重难点
本节以能量为线索，通过提问和讨论的方式，让学生对能量的转移和转化有一个感性的认识最后突出能量守恒定律及应用的重要性。能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深层次上反映了物质运动和相互作用的本质，与日常生活息息相关，学习这部分内容对学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。本节内容由两部分内容组成，“能量的转化”和“能量守恒定律”。能量守恒定律是本节重点，能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象是本节难点。
三、教学策略
先从学生熟悉的能量入手，比如内能、机械能之间的转化，在扩展到光能、电能、化学能等，同时结合图片来加深学生的理解。能量转化过程示意图需要在学生们充分讨论后再填写，答案不要求统一，合理就行。在学生知道各种能量之间可以相互转化的基础上，组织学生做好探究实验，讲解能量守恒定律时，要突出定律的物理意义，即“转化”和“守恒”。
四、教学准备
多媒体课件、黑塑料袋、水、温度计、太阳能电池、小电扇、钢笔杆、碎纸屑、乒乓球、小球撞击演示器。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
复习引入
（5分钟）
复习提问：
1．改变内能的两种方式是什么？本质的区别是什么？
2．热机是将什么能转化成什么能的机器？压缩冲程和做功冲程中能量又是如何转化的？
学生回忆前面的内容并回答。
做功和热传递都可以改变物体内能。做功改变内能的本质是其他形式的能和内能的相互转化，而热传递是内能之间的转移。
热机是将内能转化为机械能的机器。压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
为后面的学习作知识铺垫。
从学生已学知识中体会不同形式的能量是可以相互转化的。
新课教学
（30分钟）
教师指导学生完成实验，思考这些活动中能量的转化：
（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。
教师总结：经过长期的探索，发现各种现象不是彼此孤立，而是相互联系的。用能量的概念及能量转化的观点，可以反映这种联系，在一定的条件下，各种形式的能量可以相互转化。
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学生进行活动，并思考、讨论、得出结论：?
（1）来回迅速摩擦双手，手会感觉到热。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，过一会儿，可观察到温度升高，光能转化为内能。
（3）光能转化为电能再转化为机械能。
（4）机械能转化为电能。
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。
教师通过图片举例并提问：认真观察以下图片，你能发现图片中有哪些不同形式的能的转化？
学生讨论并将图补充完整。
让学生对能量之间可以相互转化进一步理解。
演示实验：
实验1：乒乓球在地面上弹起来，最终会静止。
乒乓球弹起后为什么最终静止？
机械能减少了，并不是能量消失了，实际上是通过做功把机械能转化为内能。减少的机械能就转化为内能了，能量并没有消失。
实验2：演示小球撞击的装置，观察现象。
原来小球的机械能减少了，最后小球都静止了，是不是机械能就消失了？
能量除了会转化，还会发生转移。在发生能量转移时，能量从一个物体转移到另一个物体的过程中，能量的形式是不变的。从实验中可以看出，左右小球摆动的幅度基本上是相同的，也就意味着左边小球的机械能基本上转移给右边小球。一个球的机械能减小，另一个小球的机械能增加，这就是能量的转移。
通过前面能量的转化和转移的实例你可以得出什么结论？
师生互动：
归纳并分析能量守恒定律的内容，突出定律的物理意义，即突出“转化”和“守恒”，强调各个词语的意义。
说明：
1．尽管有的时候，物体某种形式的能量，可能转移到几个物体或转化成几种形式的能量，但能量的总量不变。就是说某物体损失的能量等于几个物体得到的能量的总和。
2．能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。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，就一定服从能量守恒的规律。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．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守恒定律。?
4．能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。从原始人钻木取火，到水能利用，从蒸汽机发明，到电能的利用，从太阳能，到核能的利用……人类科学技术进步的历史就是一部认识能量、利用能量、实现能量转化或转移的历史。
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学生思考：乒乓球的机械能在逐渐减小，转化为内能。
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学生观察实验，并描述实验现象：左边小球撞击后静止了，右边的小球向右摆动，然后再反向发生类似现象。
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学生思考回答：
小球最终静止下来的原因是小球的机械能转化为空气的内能。
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学生归纳能量守恒定律内容：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。
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培养学生观察分析、推理的能力。
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使学生认识到能量可以从一个物体转移到另一个物体；也可以能量的形式发生转化。但不管哪种变化，能量的总量总是保持不变。进一步向学生强调能量守恒定律的意义，是认识自然、改造自然的有力武器。
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培养学生的归纳能力。
教师展示永动机图片，提问永动机可能实现吗？
学生从能量守恒的角度说明它不能一直工作下去。
锻炼学生的思维，使他们能用理论知识来解决问题。
课堂小结
（5分钟）
这节课你学到了什么？
学生总结本节课的内容。
1．多种形式的能量都可以相互转化。
2．能量守恒定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
培养学生的归纳总结的能力，对本节课内容回顾巩固。
作业布置
课本“动手动脑学物理”第1～3题。
按要求完成。
