人教版物理九年级全册 14.3能量的转化和守恒 课件+教案+练习+导学案
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第3节 能量的转化和守恒
1．通过生活实例，了解能量及其存在的多种形式。
2．通过对实验和生活现象的分析，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．通过实例分析，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。
用能量守恒定律的观点分析物理现象。
干电池或水果电池、手摇发电机、温差发电片（用散热片和热水发电）、太阳能电池（用强光手电筒照射发电）、小灯泡、小风扇、牛顿摆、乒乓球等。
新课导入
（1）森林、火力发电厂、太阳、煤、电灯
太阳 → 森林 → 煤 → 火力发电厂 → 电灯（太阳发出的光照射森林，森林中的树通过光合作用成长，树干枯后被埋在地下，经过漫长的岁月后变成煤；人类将煤挖出后送入火力发电厂，通过烧煤发电；产生的电被输送到千家万户，电灯利用电来工作。）
（2）植物、鹰、兔、飞翔、太阳
太阳 → 植物 → 兔 → 鹰 → 飞翔（太阳发出的光照射到植物上，植物通过光合作用而成长，兔子通过吃植物获取生存所需的能量，鹰通过吃兔子获取能量，鹰的飞翔需要消耗自身的能量。）
2．将这些自然界中的事物或行为联系起来的是什么？
答：自然界中的各种现象互相关联，可以从能量的角度认识这种关联。
过渡：本节课我们就来学习从能量的角度重新认识世界。
【设计意图】通过趣味活动，初步感受能量的转化。
新知探究
1．能量的不同形式。
回顾：机械能、内能。
简单介绍：电能、光能、化学能、核能等。
【设计意图】认识能量的各种形式，为能量转化的学习打下基础。
2．能量的转化。
（1）回顾：机械能之间的转化，内能和机械能之间的转化，热机中的能量转化。
（2）根据能量变化分析小实验和生活实例中的能量转化。
光能和内能可以相互转化。
②举例：光合作用，萤火虫发光。
光能和化学能可以相互转化。
③演示：用电池（干电池或水果电池等）、手摇发电机、温差发电片（用散热片和热水发电）、太阳能电池（用强光手电筒照射发电）驱动小灯泡发光或小风扇转动。
举例：电风扇，电热水壶，手机充电器。
电能和其他形式的能量可以相互转化。
3．总结：科学家经过长期探索，发现各种现象变化中常常存在着能量的转化。在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化。
交流与分享：让学生交流讨论后分享下图中每条能量转化路径的实例，教师给予点评并适当补充。（可按组分配不同的任务，节省课堂时间。）
【设计意图】联系生活，发现生活中的能量转化现象，体现生活与物理的紧密联系。
二、能量的转移
（1）水车——机械能的转移。
（2）热水袋暖手（热传递）——内能的转移。
（3）输电线——电能的转移。
总结：在一定条件下，能量可以发生转移。在能量转移的过程中，能量的形式没有发生变化。
【设计意图】认识能量的转移，能区分能量的转化和转移。
三、能量守恒定律
提问：观察小球的运动情况，你看到什么现象？说明了什么？
（1）右侧小球撞击后静止，同时左侧小球开始向左摆动……
说明机械能发生了转移。
（2）左右两个小球摆动的最高位置的高度基本相同。
【设计意图】通过直观现象进一步认识机械能的转移，并引入对能量变化的思考。
2．演示：乒乓球从高处下落、在地面上弹跳。
（1）提问：乒乓球弹跳的高度越来越低，最后静止在地面上，说明了什么？
（2）交流讨论：乒乓球的机械能去哪里了呢？是凭空消失了吗？
【设计意图】通过直观的现象感受机械能的变化，引发对机械能去向的思考，知道能量不会凭空消失。
3．能量守恒定律。
（1）讲授内容。
（2）强调：
①普遍性——19世纪40年代前后，科学界普遍以一种联系的观点去观察自然现象，在这种情况下，迈尔、焦耳、亥姆霍兹等十多位从事不同专业的科学家，分别通过不同的途径，各自独立地发现了能量守恒定律。
②重要性——能量守恒定律与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。
（3）注意：能量的总量不变，不是某一种能量不变，也不是某一个物体具有的能量不变。
（4）延伸：一种能量的增加，总伴随着另一种形式的能量的减少（转化）或者另一个物体同种能量的减少（转移）。
【设计意图】理解能量守恒定律。
4．永动机。
介绍教材中永动机的设计思想：水流从高处落下冲击叶轮，水的重力势能转化为叶轮的动能；叶轮的转动又能带动抽水机工作，抽水机工作时将自身的动能转化为水的重力势能，将水运到高处；如此循环往复，这种机器就可以永远运转。如果在传动轴上再加一个磨石，就是一个可以一直工作的磨刀器。
交流讨论：这种机器可能实现吗？
不消耗任何能量，却源源不断对外做功的机器——永动机，违背了能量守恒定律，是不可能实现的。
【设计意图】从能量守恒的角度分析，知道永动机是不可能实现的，并引出能量损失和效率。
5．拓展：
（1）提问：能否消除所有能量损失，实现永动机？
用实例说明能量损失不可能完全消除：烧水时热量的散失，手机充电时电池发热，电风扇工作时机壳发热等。
这里可以让学生大胆发言，说出自己认为总能量全部转化为有用的能量的例子，教师进行解释说明。
（2）从能量守恒的角度理解效率
①说明：能量不可能全部被利用，总有一部分能量转化为其他形式的能量或通过振动、热传递等方式转移给其他物体。有用的能量占总能量的比例，就是能量的利用效率。
减少不必要的能量损失，提高能量的利用效率，有助于节约能源。
②展示一些生活中常见设备的效率，引导学生从能量的角度说出这些效率的意义。
【设计意图】从能量的角度认识效率，知道提高效率的方法和意义，培养环保意识。
课堂小结
板书设计
一、能量的转化
1．能量的多种形式
2．不同形式的能量可以相互转化
二、能量的转移
三、能量守恒定律
1．能量守恒定律
2．永动机是不可能实现的
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