《第3節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒 第1課時(shí)》示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【初中物理人教版九年級(jí)】

2/2第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1．了解能量及其存在的多種形式。2．知道能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，能解釋一些常見(jiàn)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。3．理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的觀(guān)點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)理解能量守恒定律。教學(xué)難點(diǎn)理解能量守恒定律。教學(xué)用具黑塑料袋、溫度計(jì)、多媒體課件等。相關(guān)資源【知識(shí)解析】《能量的轉(zhuǎn)化》視頻資源、【知識(shí)解析】《汽油機(jī)的能量消耗》視頻資源、等。新課講解引入新課教師出示圖片并提問(wèn)：你能說(shuō)出下面物體都具有什么形式的能量嗎？你們還知道哪些形式的能量？講授新課一、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移【演示實(shí)驗(yàn)】1.來(lái)回迅速摩擦雙手，手會(huì)變熱，這是為什么？摩擦雙手，手會(huì)變熱，是因?yàn)闄C(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。2.黑塑料袋內(nèi)盛水，插入溫度計(jì)后系好袋口，放在陽(yáng)光下，溫度會(huì)越來(lái)越高，這是什么原理？黑塑料袋內(nèi)盛水，插入溫度計(jì)后系好袋口，放在陽(yáng)光下，溫度會(huì)越來(lái)越高，是因?yàn)樘?yáng)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能；3.將鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后靠近細(xì)碎的紙片，紙片會(huì)“飛到”鋼筆桿上，這又是什么原因呢？將鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后靠近細(xì)碎的紙片，紙片會(huì)“飛到”鋼筆桿上，是因?yàn)槟Σ習(xí)r，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，紙片飛起，是電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能?？偨Y(jié)：可見(jiàn)各種形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。教師提問(wèn)：你還能舉出一些你認(rèn)為發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化的例子嗎？請(qǐng)說(shuō)出你認(rèn)為發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化。學(xué)生討論并回答?？偨Y(jié)：風(fēng)力發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。植物的光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；水果電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；利用煤氣做飯是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水力發(fā)電將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?；痣姀S(chǎng)的蒸汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。電熱水器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。教師播放視頻《能量的轉(zhuǎn)化》。（此圖為《能量的轉(zhuǎn)化》視頻資源截圖）學(xué)生觀(guān)看視頻后討論?？偨Y(jié)：自然界中的各種現(xiàn)象都是互相聯(lián)系的，能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。教師出示圖片并提問(wèn)：各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化，你能將圖上的實(shí)例做出補(bǔ)充嗎？學(xué)生討論并回答。摩擦生熱和氣體膨脹對(duì)外做功（機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化）；熾熱的鐵水發(fā)光（內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能）；水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電、電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)（機(jī)械能和電能的轉(zhuǎn)化）；蓄電池充電、供電（化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化）；地?zé)犭娬竞碗姛崴鳎▋?nèi)能和電能的轉(zhuǎn)化）等。二、能量守恒定律蕩秋千的時(shí)候，停止用力，秋千會(huì)越擺越低。掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低。單擺擺動(dòng)的幅度會(huì)越來(lái)越小。秋千、小球、單擺為什么會(huì)有這些變化？它們運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中能量消失了嗎？在它們運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，看似能量減少了，其實(shí)有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。例如，小球在跳動(dòng)過(guò)程中會(huì)變熱。秋千和單擺擺動(dòng)中需要克服空氣阻力做功，這也會(huì)消耗能量。除此之外，繩子的摩擦力等也會(huì)有能量消耗。小球的高度逐漸降低說(shuō)明球的機(jī)械能逐漸減少，小球跟空氣和地面摩擦，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。教師指出：大量事實(shí)表明，能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。在日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)這一規(guī)律都發(fā)揮著重要作用。例如汽車(chē)行駛過(guò)程。觀(guān)看視頻《汽油機(jī)的能量消耗》?！局R(shí)解析】《汽油機(jī)的能量消耗》。（此圖為《汽油機(jī)的能量消耗》視頻資源截圖）教師介紹：1933年意大利科學(xué)家費(fèi)米，在研究β衰變的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，能量不守恒。于是他根據(jù)能量守恒定律大膽預(yù)言了還有一種未發(fā)現(xiàn)的粒子，這就是現(xiàn)在已被科學(xué)界公認(rèn)的中微子。這一事例說(shuō)明了能量守恒定律，已成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要依據(jù)。根據(jù)能量守恒定律，在分析自然現(xiàn)象時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加；反之，當(dāng)某種形式的能量增加時(shí)，也一定可以找到另一種形式的能量減少。教師出示圖片并提問(wèn)：有人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)。這種機(jī)器有可能制成嗎？學(xué)生討論并回答，永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量和燃料，卻源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器。事實(shí)證明，只要有運(yùn)動(dòng)，摩擦就不可避免，就會(huì)產(chǎn)生熱，這樣運(yùn)動(dòng)的能量就會(huì)減少，如果不補(bǔ)充能量，運(yùn)動(dòng)最終會(huì)停止。由能量守恒定律知，它無(wú)法實(shí)現(xiàn)。教師指出，工程技術(shù)的任務(wù)，在于設(shè)法找出合理利用能源的途徑，并減少機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不必要的能量損耗，而不是去研制永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的“永動(dòng)機(jī)”。教師出示圖片介紹能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的。內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。典型例題例1電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)公交車(chē)等已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活中，它們都是利用電動(dòng)機(jī)來(lái)工作的，電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化情況主要是（）A．電能轉(zhuǎn)化成熱能 B．電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 C．機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能 D．太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能解析：電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，消耗了電能，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確。答案：B。例2前段時(shí)間，“加水就能跑的神車(chē)”事件一度成為輿論熱點(diǎn)，該汽車(chē)實(shí)際是利用車(chē)內(nèi)水解制氫技術(shù)獲得氫氣，通過(guò)氫燃料電池給車(chē)提供動(dòng)力（該技術(shù)成本很高，目前仍處在試驗(yàn)階段），但被曲解為“加水就能跑”。下列對(duì)該事件的看法錯(cuò)誤的是（）A．氫燃料電池是將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．水解技術(shù)制取氫氣的過(guò)程一定要消耗其他能量 C．對(duì)于熱點(diǎn)事件要遵從科學(xué)原理，不能盲從更不能以訛傳訛 D．該車(chē)行駛的能量最終來(lái)源于水，水是一種能源解析：A選項(xiàng)，氫燃料電池是將氫氣的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能，再用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的，故A正確。B選項(xiàng)，根據(jù)能量守恒定律，水解技術(shù)制取氫氣的過(guò)程一定要消耗其它能量，故B正確。C選項(xiàng)，由科學(xué)常識(shí)可知，對(duì)于熱點(diǎn)事件要遵從科學(xué)原理，不能盲從更不能以訛傳訛，故C正確。D選項(xiàng)，該車(chē)行駛的能量最終來(lái)源于用水制出的氫氣，但不能直接