人教版物理九年级 第十四章 内能的应用 第3节 能量的转化和守恒 精品教案

这是一份人教版物理九年级 第十四章 内能的应用 第3节 能量的转化和守恒 精品教案，共9页。

教学方案
课 题
第十四章 第3节 能量的转化和守恒
课 型
新授课
教学目标
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，体会能量守恒定律的普适性。
教学重点
知道能量的转移和转化；理解能量守恒定律。
教学难点
理解能量守恒定律。
教学方式
讲授法、演示法、谈话法
教具学具
多媒体课件
教学过程
设计
教师活动预设
学生活动预设
设计目的
【ppt 3】新课引入
教师提问：你们知道哪些生活中常见的能量？
学生讨论后，教师结合课件中的图片素材做讲解。
学生思考、回答。
例举生活中常见的能量，为引出能量的转化和转移做铺垫。
【ppt 4】想想议议1
教师提问：刚才我们已经例举了很多生活中常见的能量，而这些不同形式的能量之间是可以相互转化的。那么，你们能说说这四个现象中发生了哪些形式的能量转化吗？
教师展示现象1：冬天，人们常会来回迅速摩擦双手取暖。（机械能转化为内能）
教师展示现象2：将塑料梳子在头发上摩擦后，梳子可以吸引细碎的纸片。（机械能转化为电能。事实上摩擦还会生热，即产生一部分内能）
教师展示现象3：太阳能路灯利用太阳能电池为路灯供电。（太阳能（光能）转化为电能）
教师演示现象4：灯丝通电后会发热、发光。（电能转化为内能、光能）

【ppt 5】
教师总结：在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的
课件中展示书本P27图14.3-1。
教师提问：图中给出了两个实例。除此以外，你们还能做些补充吗？
教师组织学生讨论，可以小组讨论，然后上讲台来向全班同学分享。
学生讨论结束后，教师点击课件、出示课件中不同能量间相互转化的例子。
【板书】
一、能量的转化和转移
1.在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的。

【ppt 6】
教师讲解：刚才，我们讨论了很多能量间相互转化的现象。在转化的过程中，能量的形式发生了变化，能量从一种形式转化为另一种形式。
教师讲解：大家还记得我们在讲内能的时候，改变内能有两种方法，一个是做功，一个是热传递。做功改变物体内能的本质是什么？（能量的转化）那么热传递呢？（能量的转移）这说明，能量除了会发生转化，还可能会发生转移。
教师总结：能量也可以发生转移。能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。在这个过程中，能量的形式没有发生改变。
教师总结：所以，判断能量是发生转化还是发生转移的方法，是看能量的形式是否发生变化。
【板书】
2.能量也可以发生转移。
在这个过程中，能量的形式没有发生改变。
注意：判断能量是发生转化还是发生转移的方法，是看能量的形式是否发生变化。

【ppt 7】
教师讲解：介绍完了能量的转化和转移，我们再来看这么几个现象。
现象1：在荡秋千时，停止用力，秋千会越摆越低。
现象2：掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。
教师提问：问1：秋千和小球在运动过程中有怎样的能量的转化？
问2：秋千为什么会越摆越低？小球为什么会越跳越低？它们是否丢失了能量？减少的机械能去了哪里？

【ppt 8】
教师播放滚摆视频，并讲解：这是我们在八年级见过的滚摆。
教师暂停视频提问：在滚摆上下做往复运动的过程中，能量之间是怎样转化的？
教师播放视频讲解、提问：随着滚摆上下运动，我们会发现，滚摆每次上升到达的高度都会比前一次低一些，这是什么原因呢？（滚摆在运动过程中要克服空气阻力做功，总的机械能减少了）

【ppt 9】
教师播放牛顿摆视频，并讲解：这个装置叫做牛顿摆。右边的小球撞击后静止了，左边的小球向左摆动。当左边的小球撞击后静止时，右边的小球向右摆。右边的小球在撞击过程中把自己的机械能转移到右边的小球上。在这个过程中，能量发生了转移。从实验中可以观察到，左右小球摆动起来的幅度基本上是相同的，也意味着右边小球的动能基本上转移到了左边的小球上。一个小球的动能减少了，另一个小球的动能增加了。
教师提出问题：经过一段时间以后，可以看到小球摆动的幅度会越来越小，到最后会静止下来，减小的机械能去了哪里？（转化为内能）

【ppt 10】
教师由此引出能量守恒定律：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。
教师介绍：能量守恒定律与细胞学说、生物进化论，被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。
【板书】
二、能量守恒定律
1.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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

【ppt 11】
教师讲解：（1）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体、小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化、转移的过程，都服从能量守恒定律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
（2）能量在转化/转移过程中，能量的总量保持不变。但某种形式的能量不一定保持不变。比如：滚摆在上升下降的过程中，势能、动能相互转化，并且有一部分机械能转化为内能。机械能和内能的总和保持不变，但单看机械能是在减少的，而内能是在增加的。
教师提问：既然能量是守恒的，那能否制造一种不需要外界能量供给，就源源不断地对外做功的机器呢？

【ppt 12】永动机1
教师讲解：不少人曾经设想制造一种不需要外界能量供给，却可以源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是法国人亨内考在13世纪提出的“魔轮”。
“魔轮”是一个中央有转动轴的轮子，轮子的边缘等距地安装着12根可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。
亨内考认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球对轮子产生的转动作用效果要比左边的球大，这样轮子就会永无休止地转动下去，并且带动机器转动。但这个设想失败了。
仔细分析会发现：虽然右边每个球对轮子产生的转动作用效果大, 但是球的个数少；左边每个球产生的转动作用效果虽小, 但是球的个数多。所以，轮子不会持续转动、对外做功。实际上轮子只会摆动几下，便会停下来。

【ppt 13】永动机2
教师讲解：15世纪，意大利著名的科学家、艺术家达·芬奇也制造了类似的装置。他利用格板的特殊形状，使右边的重球滚到比左边的重球离轮心更远些的地方。他本以为在两边重球不均衡的作用下会使轮子转动不息，但试验结果却是否定的。
事实上，在达·芬奇的设计里，右边每个重球对轮子产生的转动作用效果虽然较大, 但是重球的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重球对轮子相反方向的转动作用效果恰好相等，互相抵消， 而使轮子在某一平衡位置静止下来。

【ppt 14】永动机3
教师讲解：还有一个永动机的设计方案，就是在距地面一定高度架设水槽， 水从槽底的管中流出， 冲击水轮机的叶片，水轮机的轴上安装有砂轮和抽水机。设计者期望水轮机转动时，除了能克服砂轮的摩擦力做功，同时能带动抽水机把地面水槽里的水抽上去。这样循环不已，机器不停地转动，就可永久地用砂轮磨制工件。
但这样的永动机依然没有成功。实际上，高处水槽中水的势能转化为两部分，一部分克服砂轮摩擦做功，另一部分用来带动抽水机做功，这部分功又转化为水的势能。根据能量转化和守恒定律, 流回水槽的水会越来越少，很快水槽中的水就全部流进了下面的蓄水池，水轮机也就停止了转动。

【ppt 15】
教师总结：为什么从来没有一种永动机成功过？因为任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永动机。
【板书】
2.永动机是不存在的。

【ppt 16、17】题1、2

【ppt 18】进行小结。

【ppt 19】布置作业。

学生在教师的引导下，对案例中的现象进行分析，讲解、讨论案例中的能量转化情况。


















结合生活实际，例举、讲解、讨论更多的能量转化的现象。









记录




听讲、回忆、思考。




















记录。







听讲、思考、回答。













观看、思考、回答。












观看、思考、回答。



















听讲。










记录。







听讲。





















听讲。







































































记录。

阅读题目，给出答案。

听讲。


学生根据实际现象进行分析、理解能量的转化情况。




































分析、理解能量转化的过程中，能量的形式发生了变化；引出能量的转移现象，分析、理解在能量转移的过程中，能量的形式没有发生变化。





















利用生活中的现象引出能量守恒定律。











例举滚摆实验，为能量守恒定律做铺垫。










在牛顿摆的实验现象中，能量发生了转移。同样是为后面讲解能量守恒定律做铺垫。















引出能量守恒定律，介绍能量守恒定律的重要地位。
















讲解能量守恒定律的重要地位和需要注意的地方。



















理解永动机是不可能建造出来的。








































































练习。



板书设计
第3节 能量的转化和守恒
一、能量的转化和转移
1.在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的。
2.能量也可以发生转移。（在这个过程中，能量的形式没有发生改变）
注意：判断能量是发生转化还是发生转移的方法，是看能量的形式是否发生变化。
二、能量守恒定律
1.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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2.永动机是不存在的。