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2023
学年
九年级
物理
下册
20.3
转化
能量
守恒
教案
新版
粤教沪版
第二十章 课题3《能的转化与能量守恒》教案
【教学目标】
1.知识与技能
(1)通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。
(2)知道能量守恒定律,能举出日常生活中能量守恒的实例。
(3)初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
2.过程与方法
通过参与科学探究活动,初步认识科学研究方法的重要性,学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
3.情感态度和价值观
通过“永动机”的争论,懂得在科学发明与创新活动中尊重事实。养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。认识到日常生活中合理利用能源与节约能源的重要性。
【教学重点】
能量转化与守恒,能量的转移与转化有一定的方向性。
【教学难点】
能量转化与守恒,能量的转移与转化有一定的方向性。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
通过前两节的学习,我们知道了人类利用能源的历史、能源危机和能源的开发利用。当今社会我们所利用的煤、石油、天然气等化石燃料面临枯竭,而人们对能量的需求越来越大,出现了能源危机。我们使用的新能源利用的原理是什么,关于能量有什么样的规律呢?只有掌握了关于能量的定律,才能更好地使用能源。
二、新课学习
1.能的转移与转化
能量是物质存在的基本形式,自然界的能量有内能、机械能、化学能、光能、电能、核能等多种形式。长期的实践表明,能量之间可以转移,也可以相互转化。
活动1:能量的转移
根据图20-18,解释能量从哪个物体转移至另一个物体。在用热水袋取暖时,热水袋的内能转移至人体的内能;滑轮上下降的球将能量转移给上升的球,使其具有更高的重力势能;电能在输送时,电能由发电站转移至家庭。这些例子均说明能量可以在两个物体之间发生转移。
活动2:能量的转换
根据图20-19,解释能量发生了怎么样的转换。电池在充电时,电能转化为化学能,而在使用电池时,化学能转化为电能;在上节课我们学习的核反应堆装置中,铀核裂变释放的原子能转化为蒸汽的内能,然后将高温蒸汽通入涡轮机中,驱动涡轮转动,使蒸汽的内能转化为涡轮机的机械能,并带动发电机,使机械能转化为电能。在物理学中,力、热、光、声、电、磁之间均能实现能量的转化。
能量的转移和转化是能量利用的基础,在自然界和社会生活中有很多能量转移转化的实例。能量的转移和转化的原理,是利用能量的关键。
1.下列关于能量转化说法正确的是( B )
A.水力发电--内能转化为电能
B.柴油机做功冲程--内能转化为机械能
C.手机充电--电能转化为机械能
D.点燃木柴烧水--内能转化为机械能
2.能量守恒定律
能量的转移和转化是一种定性表述,在转移和转化的过程中是否发生着量变的问题,也即能量的转移和转化过程中的是否具有着定量的描述?
如图20-20所示,起重机在工作时,电能是否都转化为了机械能?是否伴随着其它形式的能量转化?这些能量的加和是否等于所消耗的电能?
可以假设这个论点不成立,也即消耗的电能不等于转化的其它形式的能量。这样伴随着能量转移和转化过程中数量的减少,这样长此以往能量的总量就将减少或增加,很显然这是不正确的。在历史上也曾出现过永动机的发明,希望不通过能量的消耗用来做功,如图20-21所示事实证明这些永动机均不能成功。长期的研究总结发现,能量不能凭空产生或消失,但是可以进行能量的转移和转换,并且在转移和转换中能量的总量保持不变,这就是著名的能量守恒定律。
2.下列说法中错误的是( )
A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B.宇宙中能量总量是保持不变
C.能的转化和转移,遵从能量守恒定律
D.能的转化和守恒定律有利于人们认识自然
解析: A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化,故A错误;B、据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变,故B正确;C、能量守恒定律既适用能量转化过程,又适用于能量的转移过程,故C正确;D、能的转化和守恒定律有利于人们认识自然,故D正确;故选:A.
3.能在转移和转化中的方向性
对能量的定性和定量表述后,就需要知道能量在转移和转换中的方向性问题。
在使用暖手宝时,能量由暖手宝转移至人体,但不能发生反向的转移,即不能由低温物体自发转移至高温物体在烧水时,化学能转化为水的内能,但是这些内能不能重新转化为化学能。实践中的大量实例表明,能量在转移和转换过程中具有方向性。并且虽然能量在转移的过程中满足能量守恒定律,但总有一部分的能量不能被有效利用。这些规律都说明在能量的利用中存在利用效率的问题,这也是我们解决能源危机的关键。
3.各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,下面几幅图按能量转化的顺序,排列正确的是( )
A.①②③④ B.②③④① C.②①③④ D.①③④②
解析:各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,地球上所有能量直接或间接来自于太阳能,所以下列能量的转化顺序为:太阳--树林--燃煤电厂--空调.故选:C.
三、课堂练习:
1.下列说法正确的是( D )
A.物体具有的能量越多,物体做的功越多
B.原子核由质子和电子组成
C.根据能量守恒定律,能量不会消失,但可以创造
D.电风扇工作时,主要将电能转化为机械能
2.下列装置在使用过程中,把内能转化为机械能的是( A )
A.内燃机
B.电动机
C.电热器
D.发电机
3.下列关于能量转化的实例,你认为说法正确的是( C )
A.水轮机带动发电机发电:电能转化为机械能
B.电动机工作:机械能转化为电能
C.燃料燃烧:化学能转化为内能
D.汽油机的压缩冲程:内能转化为机械能
课堂小结:
【师生交流】通过这节课,谈一下我们学习了哪些内容?
【总结】
20.3 能的转化与能量守恒
1.能的转移和转化
长期的实践表明,能量之间可以转移,也可以相互转化。能量的转移和转化的原理,是利用能量的关键。
2.能量守恒定律
长期的研究总结发现,能量不能凭空产生或消失,但是可以进行能量的转移和转换,并且在转移和转换中能量的总量保持不变,这就是著名的能量守恒定律。
3.能在转移和转化中的方向性
实践中的大量实例表明,能量在转移和转换过程中具有方向性。并且虽然能量在转移的过程中满足能量守恒定律,但总有一部分的能量不能被有效利用。这些规律都说明在能量的利用中存在利用效率的问题,这也是我们解决能源危机的关键。
【板书】
【教学反思】
本节课首先通过实例,了解能量的转移与转化。重点突出能量守恒定律和能量转化过程中的方向性。培养学生将科学服务于人类的意识,激发学生振兴中华的使命感与责任感。
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