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浙教版科学九上《能量的转化与守恒》教学设计
课题
3.8能量的转化与守恒
单元
3
学科
科学
年级
九
教材分析
本节课所采用的教材是浙教版科学九上第3章第8节的内容，
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。
教学目标与核心素养
一、教学目标1.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化，认识能量转化的普遍性
2.概述能量转化与守恒定律，能列举日常生活中能量转化与守恒的实例，初步形成用能量转化与守恒的观点分析自然现象和生活现象的意识，初步了解“永动机”是不可能实现的 3.举例说明能量的转化与转移有一定的方向性
二、核心素养科学观念：通过学习建立能量守恒观。科学思维：学会由局部到整体认识事物的思维方法和分析解决问题的能力。科学探究：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相互转化。科学态度与责任：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。
重点
描述能量转化与守恒定律的内容。
难点
能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
出示视频:滚摆的运动我们知道，动能和势能之间可以相互转化。那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？能量在转化过程中遵循什么规律呢？
观看视频，思考提出的问题
为引出本节的课题做铺垫
讲授新课
一、能量的相互转化1.自然界中能量的各种形式
机械能、内能、化学能、太阳能、生物能、地热能、潮汐能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。思考：各种形式的能之间是否可以转移或相互转化？能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。2.能量的转移读图：下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？金属勺放入热水中水具有内能，当金属勺放入热水中时，水的内能减少，金属勺子的内能增加。出示图片：金属勺放入热水中水的内能一部分转移给勺子，使勺子的内能增加A物上升，B物下降A、B物体具有动能和势能A物上升，B物下降，A物势能增加，B物势能减少。B的势能转移A的势能。森林火灾森林具有化学能，森林发生火灾时森林的化学能转化为内能。特技跳伞跳伞运动员具有动能和势能，跳伞运动员在下落过程中：一部分势能转化为动能3.能量的转化（1）结合图片内容，你知道能量是如何转化的吗？太阳能的转化参考答案：太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能；太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。（2）人体能量的来源及转化人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。（3）火力发电厂中的能量转化思考：我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。你知道在火力发电厂中，电能是如何转化而来的吗？参考答案：煤(天然气)的化学能转化为水的内能，水沸腾后产生的蒸汽的内能转化涡轮机的机械，涡轮机带动发电机发电转化为电能。最后电通过输电线传输到各地的用户。思考与讨论：如图所示，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？青蛙从地上跃起消耗了青蛙的化学能，这些能量转化为青蛙的机械能；青蛙获得的机械能来自作为青蛙食物的害虫的化学能。归纳总结：大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。平常我们所说的“消耗能量”、
“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。思考与讨论：氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？参考答案：氢氧化钠在水中溶解温度会升高是把化学能转化为内能；硝酸铵在水中溶解，温度会降低是把内能转化为化学能。阅读：光合作用_____地球上最主要的能量转化过程1.光合作用是指植物利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，并释放出氧气的过程。光合作用从能量转化的角度，就是把太阳辐射到地球上的光能转化为储存在糖类中的化学能。每年全球光合作用可以产生大约
1600
亿吨糖类。光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。因此，光合作用是地球上最主要的能量转化过程。二、能量的转化与守恒定律我们已经知道，能量有机械能、电能、内能、化学能及核能等各种不同形式，
各种形式的能量可以在一定条件下相互转化。那么能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，能量的多少是否发生变化？思考与讨论:如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？起重机提升重物参考答案：不是全部转化重物的机械能，电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能一部分转化为内能；如果把转化后的各种形式的能量全部加起来跟电动机消耗的电能相等。1.能量转化和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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。能量转化和守恒定律是19
世纪中叶建立起来的，是科学史上最重大的发现之一，它把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系的世界图景。2.对能量转化和守恒定律的理解（1）一种能增加，总伴随着另一种形式能减少或者另一物体转移而来。（2）该定律是大量实验事实得出，是人们对自然现象长期观察和研究的科学总结。（3）是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，无论是宏观物体运动还是微观粒子运动，都遵循这个定律。思考与讨论：达·芬奇曾设计了一个
“永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？参考答案：这个“永动机”不可能旋转不息因为圆轮转动是要克服摩擦力和空气阻力消耗能量，即机械能会转化为内能。根据能量的转化和守恒定律可知：机械能逐渐减少，经过足够长时间，机械能会全部转化为内能。三、能量的转移和转化的方向性思考：“永动机”
制造一直失败的原因是：它违背了能量的转化和守恒定律，那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？下面让我们通过两个事例来探讨这个问题。事例1：一块炽热的铁块投入水中问题1：一块炽热的铁块投入水中能量如何转移？参考答案：内能从铁块传递给水，最后两者达到相同的温度。问题2：铁块能自发地从同温度的水中吸收热量使自己变得炽热吗？铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热，而不引起其他变化。尽管这一过程并不违反能量转化和守恒定律。事例2：杂技演员沿竹竿下滑思考：当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？手和竹竿的内能，能使演员上升吗？参考答案:当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。归纳总结（1）能量的转移和转化是有一定的方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。（2）能量的利用率不可能达到100%。思考与讨论：请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？参考答案：例如，内能只能由高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。又例如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。阅读课文能量的转化和守恒定律的建立，了解能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。课堂练习1.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：B2.下列有关能量转化的说法正确的是（
）A.
用手反复弯折铁丝，是内能转化为机械能
B.
瀑布的水下落过程中水的动能转化为水的重力势能
C.
汽油机压缩冲程中内能转化为机械能
D.
通电线圈在磁场里转动是电能转化为机械能答案：D3.
2018年12月8日我国嫦娥4号月球探测器在西昌成功发射，经历了地月转移、近月制动、环月飞行、动力下降，最终在2019年1月3日实现了人类首次月球背面软着陆。右图是嫦娥4号发射时的壮观场景，其能量转化正确的是（
）A.内能→化学能→机械能
B.
化学能→内能→机械能C.
化学能→内能→重力势能
D.
内能→化学能→重力势能答案：B4.
“永动机”至今没有创造成功，其原因是(
)
A.
科学技术还不够先进
B.
机器不能对外输出能量C.
违背了能量守恒定律
D.
机器只能转移能量，不能转化能量答案：C5.用打桩机打桩，打桩锤从5m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（
）A.机械能守恒
B.
动能守恒
C.
热能守恒
D.
能量守恒答案：D
观察图片，说出下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？观察图片阅读课文说出能量是如何转化的阅读课文观察图片，思考在火力发电厂中，电能是如何转化而来的？学生思考讨论回答学生思考讨论回答阅读课文了解光合作用_____地球上最主要的能量转化过程学生思考讨论回答学生阅读课文说出能量转化和守恒定律的内容学生思考讨论学生思考讨论回答问题学生归纳总结学生练习
锻炼学生的理解能力和语言表达能力.。锻炼学生的语言表达能力和自主学习能力了解人体能量的来源及转化掌握火力发电厂中的能量转化锻炼学生的语言表达能力和分析解决问题的能力锻炼学生的语言表达能力和理解能力锻炼学生的自主学习能力锻炼学生的理解能力，掌握用电动机提升重物时的能量转化掌握.能量转化和守恒定律的内容了解“永动机”不可能成功的原因。掌握能量的转化与转移有一定的方向性锻炼学生的总结能力和语言表达能力巩固本节知识
课堂小结
1．能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。2．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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。3．能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。而不引起其他变化。
梳理自己本节所学知识进行交流
根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书
一、能量的相互转化能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。二、能量的转化与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另一种形式，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，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。三、能量的转移和转化的方向性能量的转移和转化是有一定的方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。
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浙教版科学九上3.8能量的转化与守恒导学案
课题
3.8能量的转化与守恒
单元
3
学科
科学
年级
九
【教学目标】
知识与技能目标1.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化，认识能量转化的普遍性
2.概述能量转化与守恒定律，能列举日常生活中能量转化与守恒的实例，初步形成用能量转化与守恒的观点分析自然现象和生活现象的意识，初步了解“永动机”是不可能实现的 3.举例说明能量的转化与转移有一定的方向性方法与过程目标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相互转化。情感与价值观目标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。通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。
【教学重点】
描述能量转化与守恒定律的内容。
【教学难点】
能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象。
【导学方法】
知识点总结,考点精讲,讲练结合,课后巩固。
【课前预习】
1．能的转化和守恒定律：能量既不会__________________，也不会_____________，它只会从一种形式____________为另一种形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在____________和___________的过程中，能的总量______________
。2．能量的转移和转化有一定的方向性。（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了_____________。（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循能量的转化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却_____________能够发生。
学习探究
【新知导入】
出示视频:滚摆的运动我们知道，动能和势能之间可以相互转化。那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？能量在转化过程中遵循什么规律呢？
【合作探究】
一、能量的相互转化1.机械能、内能、化学能、太阳能、生物能、地热能、潮汐能、核能等多种形式，各种形式的能量_________孤立的，而是_________联系的。2.
能量可以在两个物体之间_______，能量形式也可以_______。3.能量的转化（1）结合图片内容，你知道能量是如何转化的吗？太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用将_______________（光能）转变为__________储存在植物里；太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将_______________转变为空气的_______________；太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将_______________转变为水的_______________；太阳光照射到电池板上，将_______________转化为_______________。（2）人体能量的来源及转化的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。食物的______________转化为人体的内能、电能、机械能等。（3）火力发电厂中的能量转化思考：我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。你知道在火力发电厂中，电能是如何转化而来的吗？4.思考与讨论：如图所示，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？
5.
平常我们所说的“消耗能量”、
“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互______________________的过程。6.
归纳总结：大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是____________，不同形式的能量之间会发生____________，能量也会在不同的物体间_______________。7.
思考与讨论：氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？二、能量的转化与守恒定律1.思考与讨论:如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？起重机提升重物2.能量转化和守恒定律的内容3.
思考与讨论：达·芬奇曾设计了一个
“永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？三、能量的转移和转化的方向性1.
（1）能量的转移和转化是有一定的方向性的，热量只能自发地从_________传向____________，而不可能使热量从________传到_________，而不引起其他变化。（2）能量的利用率__________达到100%。2.
思考与讨论：请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？
【课堂总结】
1．能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。2．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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。3．能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。而不引起其他变化。
【课堂练习】
1.有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是(
)
A.
能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.
能量守恒定律只适用能量转化过程C.
“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D.
根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变2.能量的转化是非常普遍的现象,下列关于能量转化的叙述正确的是
( )A.
洗衣机甩干衣服时,将内能转化为机械能
B.
内燃机做功冲程中,将机械能转化为内能
C.
炉灶中燃料燃烧时,将化学能转化为内能
D.
用电热水器烧水时,将电能转化为机械能
3.下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（
）A.
暖瓶塞被热气弹开，内能转化为机械能
B.
给电池充电，化学能转化为电能C.
电饭锅工作，电能转化为内能
D.
用热水袋取暖，内能发生了转移4.下列关于能量的转化和守恒的说法，正确的是（
）A.
因为能量是守恒的，所以不存在能源危机B.
人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生C.
任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳D.
轻绳一端固定在天花板上，另一端连接一重物在竖直面内来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程中的能量不守恒5.如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花，花盆表面的太阳能电板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是（
）A.
叶片将光能转化为化学能进行储存B.
电流驱动电动机过程，电流做的功大于小花摆动的机械能C.
太阳能电板将太阳能转化为化学能再转化为电能D.
小花左右摆动过程中，机械能守恒6.根据能量守恒定律,判断下列说法正确的是
( )A.
发电机可以产生电能
B.
电动机工作时消灭了电能
C.
发电机和电动机都是转化能量的机器
D.
自然界中各种能量在不断地相互转化,人类在不断地消耗各种能量,所以总能量在不断减少
参考答案
课前预习
1.
消灭;
创生;
转化;
转移;
转化;
转移;
保持不变
2.
（1）能的转化和守恒定律（2）不一定
合作探究：
一、能量的相互转化
1.
不是;
相互;
2.转移;
转化;
3.（1）电磁能；化学能；电磁能；动能；电磁能；内能；电磁能；电能
（2）化学能；（3）参考答案：煤(天然气)的化学能转化为水的内能，水沸腾后产生的蒸汽的内能转化涡轮机的机械，涡轮机带动发电机发电转化为电能。最后电通过输电线传输到各地的用户。
4.
青蛙从地上跃起消耗了青蛙的化学能，这些能量转化为青蛙的机械能；青蛙获得的机械能来自作为青蛙食物的害虫的化学能
5.
转化或转移
6.
孤立的；相互转化；相互转移
7.
参考答案：氢氧化钠在水中溶解温度会升高是把化学能转化为内能；硝酸铵在水中溶解，温度会降低是把内能转化为化学能。
二、能量的转化与守恒定律
1.参考答案：不是全部转化重物的机械能，电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能一部分转化为内能；如果把转化后的各种形式的能量全部加起来跟电动机消耗的电能相等。
2.
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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
3.
参考答案：这个“永动机”不可能旋转不息因为圆轮转动是要克服摩擦力和空气阻力消耗能量，即机械能会转化为内能。根据能量的转化和守恒定律可知：机械能逐渐减少，经过足够长时间，机械能会全部转化为内能。
三、能量的转移和转化的方向性
1.（1）高温物体；低温物体；低温物体；高温物体。（2）不可能
2.
参考答案：例如，内能只能由高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。又例如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。
课堂练习：
1.
【答案】
D
2.【答案】C
3.【答案】
B
4.【答案】
C
5.【答案】
B
6.【答案】C
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能量的转化与守恒
浙教版
初中
新知导入
我们知道，动能和势能之间可以相互转化。那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？能量在转化过程中遵循什么规律呢？
视频：滚摆的运动
新知讲解
一、能量的相互转化
1.自然界中能量的各种形式
机械能、内能、化学能、太阳能、生物能、地热能、潮汐能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。
思考：各种形式的能之间是否可以转移或相互转化？
参考答案：能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。
新知讲解
读图：下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？
金属勺放入热水中
水具有内能，当金属勺放入热水中时，水的内能减少，金属勺子的内能增加。
水的内能
转移
勺子的内能
2.能量的转移
新知讲解
A物上升，B物下降
A
B
A、B物体具有动能和势能A物上升，B物下降，A物势能增加，B物势能减少。
B的势能
A的势能。
转移
新知讲解
森林火灾
森林具有化学能，森林发生火灾时森林的化学能转化为内能。
新知讲解
特技跳伞
跳伞运动员具有动能和势能，跳伞运动员在下落过程中：
势能
动能
转化
新知讲解
（1）结合图片内容，你知道能量是如何转化的吗？
3.能量的转化
太阳能的转化
新知讲解
参考答案：太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；
太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；
太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能；
太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。
新知讲解
（2）人体能量的来源及转化
人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。
新知讲解
（3）火力发电厂中的能量转化
火力发电厂
储煤罐
传递带
烟囱
蒸汽管
涡轮机
发电机
变压器
输电线
锅炉
河流或水库
新知讲解
思考：我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。你知道在火力发电厂中，电能是如何转化而来的吗？
参考答案：煤(天然气)的化学能转化为水的内能，水沸腾后产生的蒸汽的内能转化涡轮机的机械，涡轮机带动发电机发电转化为电能。最后电通过输电线传输到各地的用户。
新知讲解
视频：能的转化
新知讲解
思考与讨论
如图所示，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？
青蛙从地上跃起消耗了青蛙的化学能，这些能量转化为青蛙的机械能；青蛙获得的机械能来自作为青蛙食物的害虫的化学能。
新知讲解
大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。
平常我们所说的“消耗能量”、
“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。
归纳总结
新知讲解
思考与讨论
氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？
参考答案：氢氧化钠在水中溶解温度会升高是把化学能转化为内能；硝酸铵在水中溶解，温度会降低是把内能转化为化学能。
新知讲解
阅读
光合作用_____地球上最主要的能量转化过程
1.光合作用
是指植物利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，并释放出氧气的过程。
光合作用
光能
从能量转化的角度，就是把太
阳辐射到地球上的光能转化为储存在糖类中的化学能。
新知讲解
每年全球光合作用可以产生大约
1600
亿吨糖类。光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。因此，光合作用是地球上最主要的能量转化过程。
新知讲解
二、能量的转化与守恒定律
我们已经知道，能量有机械能、电能、内能、化学能及核能等各种不同形式，
各种形式的能量可以在一定条件下相互转化。那么能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，能量的多少是否发生变化？
新知讲解
思考与讨论:
如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
起重机提升重物
参考答案：不是全部转化重物的机械能，电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能一部分转化为内能；如果把转化后的各种形式的能量全部加起来跟电动机消耗的电能相等。
新知讲解
1.能量转化和守恒定律的内容
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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
能量转化和守恒定律是19
世纪中叶建立起来的，是科学史上最重大的发现之一，它把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系的世界图景。
新知讲解
2.对能量转化和守恒定律的理解
（1）一种能增加，总伴随着另一种形式能减少或者另一物体转移而来。
（2）该定律是大量实验事实得出，是人们对自然现象长期观察和研究的科学总结。
（3）是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，无论是宏观物体运动还是微观粒子运动，都遵循这个定律。
新知讲解
思考与讨论
达·芬奇曾设计了一个
“永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。
利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？
新知讲解
参考答案：这个“永动机”不可能旋转不息因为圆轮转动是要克服摩擦力和空气阻力消耗能量，即机械能会转化为内能。根据能量的转化和守恒定律可知：机械能逐渐减少，经过足够长时间，机械能会全部转化为内能。
新知讲解
三、能量的转移和转化的方向性
思考：“永动机”
制造一直失败的原因是：它违背了能量的转化和守恒定律，那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？
下面让我们通过两个事例来探讨这个问题。
新知讲解
事例1：一块炽热的铁块投入水中
参考答案：内能从铁块传递给水，最后两者达到相同的温度。
铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热，而不引起其他变化。尽管这一过程并不违反能量转化和守恒定律。
问题1：一块炽热的铁块投入水中能量如何转移？
问题2：铁块能自发地从同温度的水中吸收热量使自己变得炽热吗？
新知讲解
参考答案:当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。
事例2：杂技演员沿竹竿下滑
思考：当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？手和竹竿的内能，能使演员上升吗？
新知讲解
归纳总结
（1）能量的转移和转化是有一定的方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。
（2）能量的利用率不可能达到100%。
新知讲解
思考与讨论：请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的
方向性有什么实际意义？
参考答案：例如，内能只能由高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。又例如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。
阅读课文能量的转化和守恒定律的建立，了解能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。
课堂练习
1.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
B
课堂练习
2.下列有关能量转化的说法正确的是（
）
A.
用手反复弯折铁丝，是内能转化为机械能
B.
瀑布的水下落过程中水的动能转化为水的重力势能
C.
汽油机压缩冲程中内能转化为机械能
D.
通电线圈在磁场里转动是电能转化为机械能
D
课堂练习
3.
2018年12月8日我国嫦娥4号月球探测器在西昌成功发射，经历了地月转移、近月制动、环月飞行、动力下降，最终在2019年1月3日实现了人类首次月球背面软着陆。右图是嫦娥4号发射时的壮观场景，其能量转化正确的是（
）
内能→化学能→机械能
B.
化学能→内能→机械能
C.
化学能→内能→重力势能
D.
内能→化学能→重力势能
B
课堂练习
4.
“永动机”至今没有创造成功，其原因是(
)
科学技术还不够先进
B.
机器不能对外输出能量
C.
违背了能量守恒定律
D.
机器只能转移能量，不能转化能量
C
课堂练习
5.用打桩机打桩，打桩锤从5m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（
）
A.机械能守恒
B.
动能守恒
C.
热能守恒
D.
能量守恒
D
课堂总结
1．能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。
2．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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。
3．能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。而不引起其他变化。
板书设计
一、能量的相互转化
能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。
二、能量的转化与守恒定律
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，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，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
板书设计
三、能量的转移和转化的方向性
能量的转移和转化是有一定的方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。
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