初中物理人教版九年级全册第3节 能量的转化和守恒教案设计

这是一份初中物理人教版九年级全册第3节 能量的转化和守恒教案设计，共10页。教案主要包含了点PPT，手指PPT等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息课例编号 学科物理年级9年级学期第1学期课题能量的转化和守恒教科书书名： 物理 九年级全一册                               出版社：人教版              出版日期： 2013   年 6 月教学人员 姓名单位授课教师  指导教师  指导教师  指导教师  指导教师  教学目标教学目标：知识目标：能列举各种能量之间的转化及同种能量之间的转移，理解能量守恒定律。能力目标：通过分析生活中的实例和小实验，发现各种现象的内在联系，体会能量的转化和转移，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识。情感目标：通过列举日常生活中能量转化的实例，认识能量转化的普遍性，体会科学知识源于生活、用于生活。教学重点：能量的转化和能量守恒定律教学难点：理解能量守恒定律教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟 引入 内能是生活中常见的一种能量形式，人类利用内能制造了蒸汽机，拉开第一次工业革命的序幕。这是汽轮机的模型。【点PPT】播放视频问：你看到了什么现象？答：酒精灯给金属盒里的水加热一段时间后，叶轮转动起来。【点PPT】问：你能解释一下产生这个现象的原因吗？答：水沸腾后，产生大量的水蒸气，水蒸气对叶轮做功，推动叶轮转动。在此过程中，【点PPT】水蒸气的内能【点PPT】转化为叶轮的机械能。我们已经知道，内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能。例如用高速旋转的砂轮打磨金属时，就是通过摩擦做功，【点PPT】完成机械能向内能的转化。（默数1、2）10分钟 能量的转化和转移除了机械能和内能以外，生活中还有各种各样的能量形式，常见的还有【点PPT】璀璨的灯光发出的光能、【点PPT】高耸的电线中输送的电能。这些能量之间的相互转化，为我们的生活带来极大的便利。对我们日常生产生活至关重要的电能，就主要来自其他形式能量的转化。（默数1、2）截断巫山云雨，高峡出平湖。世界上最大的水利枢纽工程【手指PPT】——三峡水电站，就是把水的机械能转化为电能。（默数1、2）炎炎夏日，当我们接通电源，电风扇就能为我们送来习习凉风，电能又转化为机械能为我们人类服务啦！（默数1、2）【点PPT】播放视频老师这里有一个小风扇，接通电源，看，小风扇转起来了同学们猜一猜，老师用的是几号电池呢？三、二、一哇！竟然是土豆，它们居然也能发电！（默数1、2）我们把铜片和锌片插在煮熟的土豆里，然后接出电极，就制成了最简易的电池——土豆电池。土豆电池在使用时，将化学能转化为了电能。其实我们平时使用的电池和它的原理是一样的，生活中常见的【点PPT】干电池，【点PPT】氧化银电池，也就是纽扣电池，【点PPT】铅酸蓄电池，【点PPT】锂电池，【点PPT】都是把“电”以化学能的形式储存起来。当我们用轻便的笔记本电脑进行工作；用小巧的智能手机阅读电子书刊时，电池就将储存起来的化学能，转化为我们所需的电能。（默数1、2）当电量不足时，我们就要给手机、笔记本电脑充电续航，【点PPT】此时又将电能转化为化学能。（默数1、2）我们知道，【点PPT】化学能和电能之间在一定条件下可以相互转化，在此之前我们还知道【点PPT】电能和机械能，【点PPT】机械能和内能，在一定条件下也是可以相互转化。太阳和电灯带给我们光明，所以光能也是一种重要的能量形式。（默数1、2）用土豆可以驱动小电扇，（视频中的配音）【点PPT】那我们也让它来上演一场灯光秀吧！小彩灯闪烁起来了！（默数1、2）同学们想一想，在这个过程中，都发生了哪些能量转化呢？同学们说的很好！土豆电池的【点PPT】化学能转化为电能，【点PPT】电能又转化为光能。（默数1、2）同样，无论是舞台上美轮美奂的灯光，还是舞台下不停运转的摄影机，无疑都需要电能才可以工作。（默数1、2）而在遥远的月球，承载着人类探月梦想的玉兔二号，又是如何获取能量为车上的电子设备供电的呢？玉兔二号是利用太阳能板，把光能转化成电能的。（默数1、2）电灯、太阳能电池让电能与光能之间实现了转化。（默数1、2）老师这里有一个电动小车，我们一起来看一看，它是如何运动起来的?【点PPT】播放视频这是电动小车、感温片、散热片、塑料盒、铝盒。将冰水倒入塑料盒里；将热水倒入铝盒里看！小车运动起来了（默数1、2）这说明它获得了机械能。问：小车的机械能从何而来？（默数1、2）答：没错！是电能。那电能如何得到的呢？【点PPT】是小车上的感温片，利用温度差，【点PPT】把内能转化为电能的。反过来，电能是否可以转化为内能呢。生活中这样的实例比比皆是。（默数1、2）例如：我们常用的电饭煲、电热毯、电饼铛、电炉子。（默数1、2）这就是内能和电能之间的相互转化。那内能和光能是否也可以相互转化呢？（默数1、2）炽热的铁水会发出红热的光，是内能转化为光能；【点PPT】用太阳灶烧水，就是将光能转化为内能（默数1、2）原来，内能和光能之间也可以发生相互转化！能量的转化不仅仅存在于人类的生产生活中，大自然中的生物也离不开能量的转化。（默数1、2）纤细的幼苗通过光合作用，把光能转化为化学能提供成长的养分；【点PPT】萤火虫，把化学能转化为光能，点亮夜空。（默数1、2）自然界的生物实现了光能和化学能的转化。是不是你已经已经发现了，我们的周围，无论是简单的机械运动还是复杂的化学反应，无论是光现象、热现象还是无处不在的电现象，都有着内在的联系。而这些联系常常以能量转化的形式发生着。内能，机械能，电能，化学能，光能等能量之间，（默数1、2）在一定条件下都可以相互转化。能量转化的过程，实际上是做功的过程。不同形式的能量之间，在一定条件下可以相互转化，而相同形式的能量则可以发生转移。（默数1、2） 寒冷的冬日，用暖手宝暖手时，发生热传递，热量从高温物体转移到低温物体。【点PPT】西电东送工程，通过特高压输电线，把西部省区的电能转移到电力紧缺的东部沿海地区。同样，机械能也可以发生转移。（默数1、2）【点PPT】老师这里有一个牛顿摆，将右侧的小球提升到一定高度，由静止释放，【点PPT】观察小球的运动情况。我们观察到，右边的小球撞击后静止了，而左边的小球向左摆动。同学们想一想，这说明什么？右侧小球的机械能通过碰撞，转移给了左侧小球。可见，机械能在一定条件下也可以发生转移。所以我们可以得出这样一个结论，同种形式的能量在一定条件下可以发生转移。在转移的过程中，能量的形式没有发生改变。（默数1、2）10分钟 能量守恒定律18世纪末到19世纪初，自然科学上的一系列重大发现，揭示出各种自然现象之间的普遍联系。正是在这种情况下，迈尔、焦耳、亥姆霍兹等，从事七八种专业的十多位科学家，做了大量的实验，分别通过不同的途径各自独立的发现了能量守恒定律。而在这一系列的研究过程当中，以焦耳所做的贡献最大。所以，能量的单位，就以他的名字来命名了。（默数1、2）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。这就是著名的能量守恒定律。能量守恒定律，与发现细胞、生物进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。【点PPT】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。物理学中的声、光、力、热、电等现象都遵循能量守恒定律。人类从日常生活到科学研究，都离不开能量守恒定律。既然能量是守恒的，为什么还要节能呢？为了说明这个问题，我们一起来看（默数1、2）我们将一个乒乓球由静止释放（随着视频说）乒乓球弹起的高度在逐渐减小，最后会停下来。乒乓球的机械能在减少。问：你知道减少的能量去哪里了吗？（默数1、2）根据能量守恒定律，我们知道机械能只能是转化为其他形式的能量了。（默数1、2）乒乓球在空中运动过程中，与空气会“摩擦生热”，与地面碰撞的过程中，会“压缩变形”，并发出“砰砰”的声音，都会把机械能转化为不可回收再利用的内能和声能，乒乓球的机械能就越来越小，弹起的高度越来越低。根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少多少，其他形式的能量或其他物体的能量就会增加多少。而在能量转化和转移的过程中，能量的总量没有发生变化。既然能量是守恒的，一部分人就想制造出一台永动机，它在不消耗任何燃料和动力的情况下，可以不停的工作。课本中有一个永动机的设计方案，设计者是这么想的：【点PPT】【手指PPT】通过高处的水流冲击叶片，让叶片转动带动抽水器，再将水抽回到高处，从而循环工作。图中中间部分就是安装了一个砂轮，这样，人们就能利用它来工作了。对于这个设想，你怎么看？这种机器有可能制成吗？（默数1、2）很明显，不可能！因为整个装置无论是水流动时产生的摩擦，还是机器转动时产生的摩擦，都会使机械能转化为内能，这些内能不可能被回收再利用，从而造成机械能的损失。更何况还要用这台机器来工作，这样就有更多的机械能转化成为不可再利用的其他形式的能。所以这种设想是不切实际的，违反了能量守恒定律。那有的同学会问：如果我们消除所有的能量损失，这样永动机不就可以实现了吗？（默数1、2）当然，这种想法很美好。可现实能够实现吗？其实同学们早就知道：能量损失是不可能完全消除的。（默数1、2）例如，电风扇，人们总是希望它能够百分之百的把电能转化为机械能。但是，长时间工作以后，用手触摸电动机外壳，会发现外壳很热。这是由于电能在转化为机械能的同时，也有一部分转化为了内能。【点PPT】除此之外，我们在给手机充电时，总是希望电能能够百分之百的以化学能的形式储存在电池当中。可是，这个愿望也是不能够实现的。电池在充电过程中发热了！电能又一次转化为 “无用”的内能。换句话说，我们最初始的总能量。不可能完全的、百分之百地被利用。总有一部分能量，要么转化为我们不需要的能量形式；要么，通过振动、热传递等方式，转移给其他物体了。从而，降低我们对能量利用的效率。想要节约能源，就要努力减少这部分损失的能量，从而提高有用的能量，占总能量的比例。也就是说，我们要提高能量利用的效率。这里有一些我们生活中常见装置和机械的效率，我们一起来看一下。太阳能电池的工作效率仅有16%，仅相当于一片树叶光合作用的效率，甚至比某些植物还要低一些。如果能提高效率，这种清洁的能源将更好的造福人类。锂电池充电时的效率最高可达99%，以其特有的性能优势，已经得到广泛的应用。我们不但要减少能量的损失，努力提高效率。我们还要充分的利用能量之间的转化，开发更清洁的新能源。 2分钟课堂小结祖国的建设需要创新型人才，希望未来有你们的身影。能量守恒定律作为最普遍、最重要的定律之一，对我们的生产生活至关重要，让我们一起重温一下，人类这一伟大的发现。本节课我们通过大量的实验和生活中的现象，了解到【点PPT】不同形式的能量可以转化，【点PPT】相同形式的能量可以转移，【点PPT】能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭【点PPT】在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。由于可利用的能源是有限的，我们应该【点PPT】节约能源、提高能量利用效率、开发新能源。1分钟布置作业今天的作业是：1.基础性作业：完成学生资源中的课后练习【点PPT】2.拓展性作业：你知道家用轿车、拖拉机、电动单车等车辆的效率吗？试着了解一下。今天，我们就学习到这里，同学们，再见。