《第3节 能量的转化和守恒 第1课时》示范课教学设计【初中物理人教版九年级】

2/2第3节能量的转化和守恒教学设计教学目标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。教学重难点教学重点理解能量守恒定律。教学难点理解能量守恒定律。教学用具黑塑料袋、温度计、多媒体课件等。相关资源【知识解析】《能量的转化》视频资源、【知识解析】《汽油机的能量消耗》视频资源、等。新课讲解引入新课教师出示图片并提问：你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？你们还知道哪些形式的能量？讲授新课一、能量的转化和转移【演示实验】1.来回迅速摩擦双手，手会变热，这是为什么？摩擦双手，手会变热，是因为机械能转化成内能。2.黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，温度会越来越高，这是什么原理？黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，温度会越来越高，是因为太阳的太阳能转化成水的内能；3.将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片，纸片会“飞到”钢笔杆上，这又是什么原因呢？将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片，纸片会“飞到”钢笔杆上，是因为摩擦时，机械能转化成电能，纸片飞起，是电能转化成机械能。总结：可见各种形式的能量之间是可以相互转化的。教师提问：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。学生讨论并回答。总结：风力发电是将机械能转化为电能。风扇转动能将电能转化为机械能。植物的光合作用将太阳能转化为化学能；水果电池将化学能转化为电能；利用煤气做饭是将化学能转化为内能；水力发电将机械能转化为电能。火电厂的蒸汽轮机将内能转化为机械能再转化为电能。太阳能电池将太阳能转化为电能。电热水器将电能转化为内能。教师播放视频《能量的转化》。（此图为《能量的转化》视频资源截图）学生观看视频后讨论。总结：自然界中的各种现象都是互相联系的，能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。教师出示图片并提问：各种形式的能可以相互转化，你能将图上的实例做出补充吗？学生讨论并回答。摩擦生热和气体膨胀对外做功（机械能和内能的转化）；炽热的铁水发光（内能转化成光能）；水轮机带动发电机发电、电动机带动水泵转动（机械能和电能的转化）；蓄电池充电、供电（化学能和电能的转化）；地热电站和电热水器（内能和电能的转化）等。二、能量守恒定律荡秋千的时候，停止用力，秋千会越摆越低。掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。单摆摆动的幅度会越来越小。秋千、小球、单摆为什么会有这些变化？它们运动的过程中能量消失了吗？在它们运动的过程中，看似能量减少了，其实有一部分机械能转化成了内能。例如，小球在跳动过程中会变热。秋千和单摆摆动中需要克服空气阻力做功，这也会消耗能量。除此之外，绳子的摩擦力等也会有能量消耗。小球的高度逐渐降低说明球的机械能逐渐减少，小球跟空气和地面摩擦，一部分机械能转化为内能。教师指出：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。这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。在日常生活到科学研究、工程技术这一规律都发挥着重要作用。例如汽车行驶过程。观看视频《汽油机的能量消耗》。【知识解析】《汽油机的能量消耗》。（此图为《汽油机的能量消耗》视频资源截图）教师介绍：1933年意大利科学家费米，在研究β衰变的过程中发现，能量不守恒。于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子，这就是现在已被科学界公认的中微子。这一事例说明了能量守恒定律，已成为人类认识自然的重要依据。根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增加时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。教师出示图片并提问：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？学生讨论并回答，永动机是不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器。事实证明，只要有运动，摩擦就不可避免，就会产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动最终会停止。由能量守恒定律知，它无法实现。教师指出，工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的途径，并减少机器运转过程中不必要的能量损耗，而不是去研制永远无法实现的“永动机”。教师出示图片介绍能量转化和转移是有方向性的。内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发的由低温物体向高温物体转移。典型例题例1电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（）A．电能转化成热能 B．电能转化成机械能 C．机械能转化成电能 D．太阳能转化成机械能解析：电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故B正确。答案：B。例2前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（）A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能 B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量 C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹 D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源解析：A选项，氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确。B选项，根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确。C选项，由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确。D选项，该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接