九年级物理《能量的转化和守恒》优质教案教学设计

能量的转化和守恒

一、教学目标

1．知识与技能

（1）知道各种形式的能是可以相互转化的。

（2）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。

（3）列举出日常生活中能量守恒的实例。

2．过程与方法

（1）通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。

（2）通过讨论，体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体。

3．情感、态度与价值观

通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识。通过学生讨论，锻炼学生分析问题的能力。

二、教学重、难点

重点：能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。

难点：运用能的转化和守恒原理进行计算；运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。

三、教学用具

多媒体课件等。

四、新课引入

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？学生讨论并回答，图片上的物体具有机械能、太阳能、内能、生物能。还有化学能、光能、电能、原子能等。

五、新课讲解

（一）能量的转化和转移

教师播放视频《小实验中发生了哪些能量变化？》，来回迅速摩擦双手，手会变热，这是为什么？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？冬天，天很冷，跑会儿步，身体会变热，这又是为什么？将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光，可以看到过段时间电扇会自己转起来，是什么力量让它转起来的呢？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，这又是什么原因呢？其实这些现象的发生都是由于发生了能量转化。请你思考一下，它们分别发生了哪些能量转化？学生观看视频并讨论回答，摩擦双手，手会变热，是因为机械能转化成内能；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

能转化成内能；人跑会儿步，身体会变热，是因为身体的化学能转化成机械能和内能；将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光，可以看到过段时间电扇会自己转起来，是太阳能转化成电能，电能又转化成机械能，使电扇转动；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。教师指出，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。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《能量是可以相互转化的》，一盆水放到阳光下会变热是光能转化为内能；钻木取火是将机械能转化为内能；电灯发光、发热是将电能转化为光能和内能；给蓄电池充电是将电能转化为化学能，电池放电是化学能转化为电能；炸药爆炸是化学能转化为机械能；水电站里水轮机带动发电机发电，是将机械能转化为电能；植物吸收太阳光进行光合作用，是光能转化为化学能；电饭锅可以做饭是将电能转化为内能；电动机带动水泵把水送到高处，是将电能转化为机械能。学生观看视频后讨论，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

教师播放视频《物体上升的高度为什么越来越低？》，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、单摆它们的高度为什么会逐渐降低？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。学生观看视频后讨论，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。

教师播放视频《左右小球摆动起来的幅度为什么是相同的？》，小时候我们经常玩弹珠，用一个弹珠用力击打另一个，如果位置合适，会出现施力的一个弹珠静止，另一个被打的弹珠以与施力弹珠碰前相近的速度滚起来，为什么会出现这种情况呢？通过下面的实验，我们来探究这个问题。这是两个挂在绳子上的小球，左边的小球撞击后静止时，右边的小球向右

摆。当右边的小球撞击后静止时，左边的小球向左摆。左边的小球在撞击的过程中把自己的机械能转移到右边的小球上。可以看到，在摆动过程中，左右小球摆动的幅度基本相同。为什么会这样呢？原来在两个小球碰撞过程中，能量是守恒的，能量在两个小球之间不停地发生转移。那么请你分析，能量是如何转移的？学生观看视频后讨论，从实验中可以观察到，左右小球摆动的幅度基本是相同的，意味着左边小球的动能基本上转移到了右边小球上。一个小球的动能减小了，另一个小球的动能增加了。

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。

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。

教师出示题目：小宇星期天到青岛会展中心观看了有关“神舟”五号的航天展，他搜集了一些问题，回到班中想要考考你：1．长征二号F火箭：它的发动机工作时，将内能转化为_________能。它是利用向后喷出气流而使自身受力前进的，这是运用了_________的道理。2．飞船上的太阳能电池翼：是为飞船提供能源的装置，它的作用是将太阳能转化为_________能。3．飞船的运行过程：飞船沿椭圆轨道围绕地球运行了14圈，轨道上离地面最近点：200千米，最远点：350千米．从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度_______。势能_________。学生讨论并解答，长征二号F火箭的发动机工作时将内能转化成机械能。利用向后喷出气流而使自身受力前进，运用了物体间力的作用是相互的道理。太阳能电池翼的作用是将太阳能转化成电能。从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度增大，势能减小。

六、课堂小结

七、板书设计

（一）能量的转化和转移

（二）能量守恒定律