資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第8節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒
【核心概念】
4.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒
【學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】
4.1 能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
能舉出能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性的實例。
通過實例認(rèn)識能的轉(zhuǎn)化的普遍性。知道能量守恒定律，初步了解”永動機“是不可能實現(xiàn)的。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.科學(xué)觀念:.通過實例認(rèn)識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化,認(rèn)識能量轉(zhuǎn)化的普遍性，具有方向性；概述能量轉(zhuǎn)化與守恒定律；初步了解“永動機”是不可能實現(xiàn)的。
2.科學(xué)思維:學(xué)會由局部到整體認(rèn)識事物的思維方法；用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析自然現(xiàn)象和生活現(xiàn)象。
3.探究實踐:能列舉日常生活中能量轉(zhuǎn)化與守恒的實例。
4.態(tài)度責(zé)任:通過學(xué)習(xí)建立能量守恒觀。
【教學(xué)思路】能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律的內(nèi)容是:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能的總量保持不變。通過對永動機的討論分析,使學(xué)生對該內(nèi)容產(chǎn)生深刻的認(rèn)識,知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。
【教學(xué)過程】
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)活動 設(shè)計意圖
創(chuàng)設(shè)情境，明確問題 能量有機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、核能等多種形式。（PPT圖片） 各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。 自然界中總的能量會不會減少或增大呢？能量在轉(zhuǎn)化過程中遵循什么規(guī)律？ 激發(fā)學(xué)生求知欲。
能量的相互轉(zhuǎn)化 [情景展示] [問題探究] 結(jié)合圖片內(nèi)容,你知道能量是如何轉(zhuǎn)化的嗎 [思考交流] [歸納提升] 自然界中各種形式的能量都不是孤立的,不同形式的能量之間會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。如太陽能、化學(xué)能、電能、機械能等。
能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律 [情景展示] [問題探究] 結(jié)合圖片內(nèi)容,你知道“永動機”為什么不能永動嗎 [思考交流] [歸納提升] 能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能的總量保持不變。這就是能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律,它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 描述能量轉(zhuǎn)化與守恒定律時要突出總量不變 　要結(jié)合具體的實例分析能量不會創(chuàng)生和消滅,只會轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移
能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性 [情景展示] [問題探究] 結(jié)合圖片內(nèi)容,你知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有什么規(guī)律嗎 [思考交流] [歸納提升] 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。
課堂小結(jié)
板書
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第8節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化與守恒
考試這樣考
類型一　能量的相互轉(zhuǎn)化
角度1：能量的轉(zhuǎn)化
1.動態(tài)制動是現(xiàn)代車輛采用的一種重要制動方式。動態(tài)制動器主要由動態(tài)制動電阻和繼電器
等組成,在故障、急停、電源斷開時繼電器將制動電阻接入,通過電阻耗能起到一定的制
動作用。其中,制動電阻在消耗能時,所發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是( )
A.機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.機械能流失到空中 C.電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.機械能轉(zhuǎn)化為電能
角度2：能量的轉(zhuǎn)移
2.把一乒乓球壓入盛有水的燒杯底部(如圖所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在
上。乒乓球在上升的過程中，它的機械能不斷增加.下列關(guān)于乒乓球機械能來源的說法中
正確的是(　　)
A.是由水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的 B.是由水的重力勢能轉(zhuǎn)化來的
C.是由乒乓球的內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的 D.是由乒乓球的化學(xué)能轉(zhuǎn)化來的
類型二　能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律
角度1：結(jié)合實際事例，正確理解能量守恒定律
3.下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說法中錯誤的是（ ）
A.“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律
B.酒精燃燒時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.發(fā)電機發(fā)電時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能
D.人們對太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生
角度2：“永動機”無法實現(xiàn)
4.“永動機”至今沒有創(chuàng)造成功,其原因是 (　　)
A.科學(xué)技術(shù)還不夠先進 B.機器不能對外輸出能量
C.違背了能量守恒定律 D.機器只能轉(zhuǎn)移能量,不能轉(zhuǎn)化能量
類型三　能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性
5.能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只會由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個
物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。能源危機產(chǎn)生的根本原因是(　　)
A.能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化遵循守恒定律 B.人們在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中利用能量
C.經(jīng)轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程可利用能量增加 D.能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有方向性
類型四 學(xué)科綜合
6.英國某公司研究發(fā)明了一種可以用來發(fā)電的地磚,當(dāng)受到踩踏時，“發(fā)電地磚”會被壓縮
大約5 mm 的距離，從而實現(xiàn)機械能到電能的轉(zhuǎn)化。近年
推出的最新發(fā)電地磚從原來的四方形結(jié)構(gòu)變成了三角形，
如圖所示，在電能的轉(zhuǎn)化率上提高了很多。
（1）把踩踏的機械能轉(zhuǎn)化成電能，利用了 原理。
（2）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析,產(chǎn)生的電能　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)
人減少的機械能。
類型五 拓展創(chuàng)新
7.學(xué)習(xí)了機械能的轉(zhuǎn)化和守恒之后，教師讓學(xué)生考察日常生活中有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并
從中發(fā)現(xiàn)問題．小明說：有資料顯示，氣象站要每日放飛探空氣球，氣球下吊有測量儀
器，氣球和儀器一起勻速上升，它們的機械能增加了，這份增加
的機械能是什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？
（1）接著小軍補充說：前幾天我買了一個氫氣球，不小心氫氣球
飛上了天，在氫氣球上升的過程中，機械能增加了，這份增
加的機械能是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？在激烈的討論下，
首先大家排除了由空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來。理由是 。
（2）那么增加的機械能究竟是什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？老師做了以下實驗，引導(dǎo)學(xué)生分
析思考：液體和氣體很多時候具有相似的性質(zhì)，我們不妨先看看木塊在水中上浮的
情況。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)撤去對木塊的壓力時，由于 ，木塊上浮，木塊
升高了，機械能增加了，而這時，會有一部分水下去填補木塊原來占據(jù)的位置，此
外，當(dāng)物體最終漂浮后，水面有所下降，所以水的重力勢能 （選填“增加”
或“減少”）了！
（3）假設(shè)氣球在空氣中上升和木塊在水中上浮原理是相同的，你能解釋小明小軍提出的
問題了嗎？請試著分析一下 。
能力提升訓(xùn)練
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，在與外界沒有熱傳遞的條件下，物體內(nèi)能的增加量與外界對物體做功多少相等。為了驗證此規(guī)律，某興趣小組設(shè)計了如圖所示的實驗:在容器里裝一定
質(zhì)量的水，中間裝上帶有葉片的轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸上繞上繩子，繩子另一端通過滑輪與一重物相連；當(dāng)重物下降時,繩子拉動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動葉片旋轉(zhuǎn)，使容器里的水溫度升高，結(jié)合水的比熱容計算出水增加的內(nèi)能，以此驗證水的內(nèi)能增加量與重物的重力做功多少是否相等。
（1）為了完成此實驗,除已提供測質(zhì)量的電子天平外,還需要的測量工具有:　 、　 。
（2）興趣小組在實驗過程中發(fā)現(xiàn),水的內(nèi)能增加量小于重物做功的大小，請寫出造成這
種現(xiàn)象的一種原因:　 。
（3）改進實驗后,獲得了如下數(shù)據(jù),規(guī)律得到驗證。
實驗序號 重物質(zhì)量/kg 下降高度/m 升高溫度/℃
1 20 5 0.5
2 20 10 1.0
3 20 15 1.5
4 10 10 0.5
5 30 10 1.5
6 40 10 2.0
若使容器內(nèi)相同質(zhì)量水的溫度升高2.5 ℃,則25 kg的重物需下降　　　　m。
（4）若已知容器中水的質(zhì)量是0.2 kg,計算第2次實驗中,當(dāng)重物下降,重物的重力做功
轉(zhuǎn)化為水增加的內(nèi)能的效率。[g取10 N/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
參考答案
考試這樣考
1.C 2.B 4.D 5.C 6.D 7.電磁感應(yīng) 小于
8.（1）氣球上升過程中，和空氣摩擦，內(nèi)能增加，所以增加的機械能不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來；
（2）所受浮力大于自身重力；減少；
（3）來自于下降空氣的機械能．
能力提升訓(xùn)練
(1)刻度尺　溫度計
(2)滑輪存在摩擦(合理即可)　
(3)20
(4)解:重物的重力:
G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N,
重物的重力做功:
W=Gh=200 N×10 m=2000 J,
水增加的內(nèi)能:
Q=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×1.0 ℃=840 J,
重物的重力做功轉(zhuǎn)化為水增加的內(nèi)能的效率:η=×100%=×100%=42%。
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第8節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒
【學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】
4.1 能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
能舉出能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性的實例。
通過實例認(rèn)識能的轉(zhuǎn)化的普遍性。知道能量守恒定律，初步了解
”永動機“是不可能實現(xiàn)的。
創(chuàng)設(shè)情境
自然界中總的能量會不會減少或增大呢？能量在轉(zhuǎn)化過程中遵循什么規(guī)律？
能量有機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、核能等多種形式。
各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。
原子彈爆炸
篝火
水果電池
太陽能發(fā)電
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能
核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
太陽能轉(zhuǎn)化為電能
探究實踐
讀圖
下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發(fā)生怎樣變化？
金屬勺放入熱水中
A物上升，B物下降
A
B
水的內(nèi)能
金屬勺的內(nèi)能
B物勢能
A物勢能
內(nèi)能的轉(zhuǎn)移
機械能轉(zhuǎn)移
同一形式能量可以在兩個物體之間轉(zhuǎn)移。
探究實踐
讀圖
下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發(fā)生怎樣變化？
化學(xué)能
熱能（內(nèi)能）
重力勢能
動能
森林火災(zāi)
特技跳傘
不同形式的能量也可以轉(zhuǎn)化。
探究實踐
壓入水中的乒乓球，松手后，乒乓球在上升的過程中，它的機械能不斷增加。
水的機械能
乒乓球的機械能
你能說出乒乓球機械能來源嗎？
機械能發(fā)生了轉(zhuǎn)移。
能量轉(zhuǎn)移的是同種形式的能。
各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。
思考與討論
探究實踐
能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象在我們周圍經(jīng)常發(fā)生。
電磁能
化學(xué)能
動能
內(nèi)能
電能
利用太陽能是電磁能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。
葉光合作用
風(fēng)起云卷
太陽能熱水器
太陽能電池板
探究實踐
人的生命活動和人體完成的各種動作，都需要能量。人體能量從哪里來？如何轉(zhuǎn)化？
食物中儲存化學(xué)能
化學(xué)能轉(zhuǎn)移
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、電能、機械能等
人體的能量都來自于食物（化學(xué)能）。
人體“利用化學(xué)能”、
“消耗化學(xué)能”。
探究實踐
我們每天都在使用電能，電能由發(fā)電廠提供。
化學(xué)能
熱能
機械能
電能
火力發(fā)電廠
電能是由化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化后得到的。
探究實踐
核能發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)化。
核能
熱能
機械能
電能
電能是由核能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化后得到的。
探究實踐
思考與討論
如圖3-100 所示，青蛙從地上躍起捕捉害蟲。在這個過程中，青蛙消耗了什么能？這些能量到哪里去了？青蛙獲得了什么能？這些能
量來自哪里？
青蛙捕食
青蛙消耗了化學(xué)能。
這些能量轉(zhuǎn)化為機械能。
青蛙獲得了機械能。
這些能量來自害蟲的化學(xué)能。
害蟲等食物中的能量最終來自于哪里？
最終來自于太陽能。
害蟲的化學(xué)能
青蛙的化學(xué)能
青蛙的機械能和內(nèi)能
轉(zhuǎn)移
轉(zhuǎn)化
探究實踐
大量事實表明，自然界中各種形式的能量都不是孤立的:
不同形式的能量之間會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，能量也會在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移。
平常我們所說的“ 消耗能量 ”、“ 利用能量 ”或者“ 獲得能量 ”，實質(zhì)上就是能量相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。
消耗化學(xué)能
利用化學(xué)能
獲得機械能
化學(xué)能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移
實質(zhì)
探究實踐
思考與討論
氫氧化鈉在水中溶解，溫度會升高；硝酸銨在水中溶解，溫度會降低。這兩種物質(zhì)在溶解過程中，能量的形式各發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？
溶解的吸熱與放熱實驗
氫氧化鈉在水中溶解把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
硝酸銨在水中溶解把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
各種形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是非常普遍的現(xiàn)象，自然界中物質(zhì)運動形式的變化總伴隨著能量的相互轉(zhuǎn)化。
探究實踐
光合作用——地球上最主要的能量轉(zhuǎn)化過程
6 CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
光能
物質(zhì)轉(zhuǎn)化：
把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機物，并 釋放出氧氣。
能量轉(zhuǎn)化：
光能轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學(xué)能。
光合作用不僅為生物體提供食物和能量，也是目前世界上主要動力的源泉。
人類利用的煤、石油、天然 氣等化石能源，是古代植物進行光合作用攢積下來的。
探究實踐
思考與討論
如圖所示，用電動機提升重物時，電動機消耗的電能，是否都轉(zhuǎn)化為重物的機械能？是否還轉(zhuǎn)化為其他形式的能量？如果把轉(zhuǎn)化后的各種形式的能量全部加起來，是否跟電動機消耗的電能相等？
電動機消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為重物的機械能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（克服摩擦做功與電流的熱效應(yīng)）；
轉(zhuǎn)化后的各種形式的能量全部加起來等于電動機消耗的電能。
起重機提升重物
探究實踐
大量事實告訴我們：
在能量的形式發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程中，某種形式的能量減少了多少，另一種形式的能量一定會相應(yīng)地增加多少。同樣，某種形式的能量增加了多少，另一種形式的能量一定會相應(yīng)地減少多少，而能的總量保持不變。
能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。
這就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律
“不會消滅”
“不會創(chuàng)生”
“只會”
“轉(zhuǎn)化”或“轉(zhuǎn)移”
“能的總量保持不變”
“能量”
關(guān)鍵詞：
探究實踐
能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是許多科學(xué)家經(jīng)過長期探索，于 19 世紀(jì)中葉建立起來的。
無論是機械運動，還是生命運動；無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。
它是科學(xué)史上最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它把各種自然現(xiàn)象統(tǒng)一起來，描繪出一幅自然界普遍聯(lián)系的世界圖景。
實踐探究
思考與討論
達(dá)·芬奇曾設(shè)計了一個“ 永動機”：一只圓輪，里面裝有可以自由滾動的重鋼球，如圖所示。利用隔板的特殊形狀，使輪子一邊的鋼球總是滾到另一邊距離輪心遠(yuǎn)些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，輪子便會轉(zhuǎn)動不息。你認(rèn)為這個“ 永動機”能旋轉(zhuǎn)不息嗎？為什么？
“永動機”不可能旋轉(zhuǎn)不息，因為圓輪轉(zhuǎn)動時要克服摩擦和空氣阻力消耗能量，而能量的轉(zhuǎn)化有方向性，摩擦生熱是不可逆的。
達(dá) · 芬奇的
永動機模型
“永動機”違背能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。
探究實踐
遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是否一定會發(fā)生呢？
例1：
鐵塊不可能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱，使自己變得熾熱。
熾熱的鐵塊投入水中時，內(nèi)能從鐵塊傳遞給水，最后兩者達(dá)到相同的溫度。
例2：
當(dāng)雜技演員沿竹竿下滑時，重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使手和竹竿的溫度升高。
手和竹竿不可能自發(fā)地降低溫度，而使人的位置升高。
大量的現(xiàn)象表明，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性。
我們是在能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中利用能量的。
探究實踐
思考與討論
請你舉例加以說明，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性有什么實際意義？
例如，內(nèi)能只能有高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，這樣就可以用高溫物體給低溫物體進行加熱。
又例如，水總是從高處流到低處，這樣人們就可以用水的落差進行水力發(fā)電。
提高能源的利用率和減少能源的浪費。
把具有能量的物質(zhì)讓它的能量按人們需要的方向轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，這樣我們對能源的利用率就提高了。
課堂小結(jié)
遷移應(yīng)用
1.如圖所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料小花。花盆表面的太陽能電板在光照下，產(chǎn)生電流驅(qū)動電動機，使小花左右擺動。下列有關(guān)該小花擺動過程中能量轉(zhuǎn)化的描述正確的是（ ）
A. 葉片將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 電動機將機械能轉(zhuǎn)化為電能
C. 太陽能電板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
D. 小花將動能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C
遷移應(yīng)用
2.關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化與守恒，下列說法正確的是（ ）
A.任何制造永動機的設(shè)想，無論它看上去多么巧妙，都是一種徒勞
B.空調(diào)機既能致熱，又能致冷，說明熱傳遞不存在方向性
C.由于自然界的能量是守恒的，所以說能源危機不過是杞人憂天
D.一個單擺在來回擺動許多次后總會停下來，說明這個過程的能量不守恒
A
板書設(shè)計
第7節(jié) 核能
能量的轉(zhuǎn)化與守恒
消耗能量、利用能量、獲得能量
能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生
能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性
能的總量保持不變
謝謝
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