資源簡介

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浙教版科學九上《能量的轉化與守恒》教學設計
課題
3.8能量的轉化與守恒
單元
3
學科
科學
年級
九
教材分析
本節課所采用的教材是浙教版科學九上第3章第8節的內容，
本節以能量為線索，通過提問和討論的方式，讓學生對能量的轉移和轉化有一個感性的認識最后突出能量守恒定律及應用的重要性。能量的轉化和守恒是自然科學的核心內容之一，從更深層次上反映了物質運動和相互作用的本質，與日常生活息息相關，學習這部分內容對學生樹立科學的世界觀、形成可持續發展的意識以及進一步學習其他科學技術，都是十分重要的。本節內容由兩部分內容組成，“能量的轉化”和“能量守恒定律”。能量守恒定律是本節重點，能量的轉化和用能量守恒的觀點分析物理現象是本節難點。
教學目標與核心素養
一、教學目標1.通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體，不同形式的能量可以互相轉化，認識能量轉化的普遍性
2.概述能量轉化與守恒定律，能列舉日常生活中能量轉化與守恒的實例，初步形成用能量轉化與守恒的觀點分析自然現象和生活現象的意識，初步了解“永動機”是不可能實現的　3.舉例說明能量的轉化與轉移有一定的方向性
二、核心素養科學觀念：通過學習建立能量守恒觀。科學思維：學會由局部到整體認識事物的思維方法和分析解決問題的能力。科學探究：通過學生自己做小實驗，發現各種現象的內在聯系，體會各種形式能量之間的相互轉化。科學態度與責任：通過學生自己做小實驗，激發學生的學習興趣，對物理規律有一個感性的認識。
重點
描述能量轉化與守恒定律的內容。
難點
能量的轉化和用能量守恒的觀點分析物理現象。
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
出示視頻:滾擺的運動我們知道，動能和勢能之間可以相互轉化。那么，其他形式的能量是否也會發生相互轉化呢？能量在轉化過程中遵循什么規律呢？
觀看視頻，思考提出的問題
為引出本節的課題做鋪墊
講授新課
一、能量的相互轉化1.自然界中能量的各種形式
機械能、內能、化學能、太陽能、生物能、地熱能、潮汐能、核能等多種形式，各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯系的。思考：各種形式的能之間是否可以轉移或相互轉化？能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。2.能量的轉移讀圖：下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發生怎樣變化？金屬勺放入熱水中水具有內能，當金屬勺放入熱水中時，水的內能減少，金屬勺子的內能增加。出示圖片：金屬勺放入熱水中水的內能一部分轉移給勺子，使勺子的內能增加A物上升，B物下降A、B物體具有動能和勢能A物上升，B物下降，A物勢能增加，B物勢能減少。B的勢能轉移A的勢能。森林火災森林具有化學能，森林發生火災時森林的化學能轉化為內能。特技跳傘跳傘運動員具有動能和勢能，跳傘運動員在下落過程中：一部分勢能轉化為動能3.能量的轉化（1）結合圖片內容，你知道能量是如何轉化的嗎？太陽能的轉化參考答案：太陽光照射到綠色植物的葉片上，葉片通過光合作用將電磁能（光能）轉變為化學能儲存在植物里；太陽光照射到大氣層中，使大氣產生對流，將電磁能轉變為空氣的動能；太陽光照射到太陽能熱水器上，使水的溫度升高，將電磁能轉變為水的內能；太陽光照射到電池板上，將電磁能轉化為電能。（2）人體能量的來源及轉化人的生命活動和人體完成的各種動作，都需要能量。所有這些能量都來自于食物。食物的化學能轉化為人體的內能、電能、機械能等。（3）火力發電廠中的能量轉化思考：我們每天都在使用電能，電能由發電廠提供。你知道在火力發電廠中，電能是如何轉化而來的嗎？參考答案：煤(天然氣)的化學能轉化為水的內能，水沸騰后產生的蒸汽的內能轉化渦輪機的機械，渦輪機帶動發電機發電轉化為電能。最后電通過輸電線傳輸到各地的用戶。思考與討論：如圖所示，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？青蛙從地上躍起消耗了青蛙的化學能，這些能量轉化為青蛙的機械能；青蛙獲得的機械能來自作為青蛙食物的害蟲的化學能。歸納總結：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生相互轉化，能量也會在不同的物體間相互轉移。平常我們所說的“消耗能量”、
“利用能量”或者“獲得能量”，實質上就是能量相互轉化或轉移的過程。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。這兩種物質在溶解過程中，能量的形式各發生了怎樣的轉化？參考答案：氫氧化鈉在水中溶解溫度會升高是把化學能轉化為內能；硝酸銨在水中溶解，溫度會降低是把內能轉化為化學能。閱讀：光合作用_____地球上最主要的能量轉化過程1.光合作用是指植物利用光能，把二氧化碳和水轉化成有機物，并釋放出氧氣的過程。光合作用從能量轉化的角度，就是把太陽輻射到地球上的光能轉化為儲存在糖類中的化學能。每年全球光合作用可以產生大約
1600
億噸糖類。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。因此，光合作用是地球上最主要的能量轉化過程。二、能量的轉化與守恒定律我們已經知道，能量有機械能、電能、內能、化學能及核能等各種不同形式，
各種形式的能量可以在一定條件下相互轉化。那么能量由一種形式轉化為另一種形式的過程中，能量的多少是否發生變化？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化為重物的機械能？是否還轉化為其他形式的能量？如果把轉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？起重機提升重物參考答案：不是全部轉化重物的機械能，電動機消耗的電能一部分轉化為重物的機械能一部分轉化為內能；如果把轉化后的各種形式的能量全部加起來跟電動機消耗的電能相等。1.能量轉化和守恒定律的內容能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。能量轉化和守恒定律是19
世紀中葉建立起來的，是科學史上最重大的發現之一，它把各種自然現象統一起來，描繪出一幅自然界普遍聯系的世界圖景。2.對能量轉化和守恒定律的理解（1）一種能增加，總伴隨著另一種形式能減少或者另一物體轉移而來。（2）該定律是大量實驗事實得出，是人們對自然現象長期觀察和研究的科學總結。（3）是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，無論是宏觀物體運動還是微觀粒子運動，都遵循這個定律。思考與討論：達·芬奇曾設計了一個
“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些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，輪子便會轉動不息。你認為這個“永動機”能旋轉不息嗎？為什么？參考答案：這個“永動機”不可能旋轉不息因為圓輪轉動是要克服摩擦力和空氣阻力消耗能量，即機械能會轉化為內能。根據能量的轉化和守恒定律可知：機械能逐漸減少，經過足夠長時間，機械能會全部轉化為內能。三、能量的轉移和轉化的方向性思考：“永動機”
制造一直失敗的原因是：它違背了能量的轉化和守恒定律，那么，遵循能量的轉化和守恒定律的事件是否一定會發生呢？下面讓我們通過兩個事例來探討這個問題。事例1：一塊熾熱的鐵塊投入水中問題1：一塊熾熱的鐵塊投入水中能量如何轉移？參考答案：內能從鐵塊傳遞給水，最后兩者達到相同的溫度。問題2：鐵塊能自發地從同溫度的水中吸收熱量使自己變得熾熱嗎？鐵塊不可能自發地從同溫度的水中吸收熱，使自己變得熾熱，而不引起其他變化。盡管這一過程并不違反能量轉化和守恒定律。事例2：雜技演員沿竹竿下滑思考：當雜技演員沿竹竿下滑時，能量又是如何轉化？手和竹竿的內能，能使演員上升嗎？參考答案:當雜技演員沿竹竿下滑時，演員的重力勢能有一部分轉化為手和竹竿的內能，使手和竹竿的溫度升高。但是，相反的過程也不會自發地發生，即手和竹竿不可能自發地降低溫度，而使人的位置升高，盡管這一過程也不違反能量轉化和守恒定律。歸納總結（1）能量的轉移和轉化是有一定的方向性的，熱量只能自發地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。（2）能量的利用率不可能達到100%。思考與討論：請你舉例加以說明，能量的轉移和轉化有一定的方向性有什么實際意義？參考答案：例如，內能只能由高溫物體轉移到低溫物體，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電。閱讀課文能量的轉化和守恒定律的建立，了解能量轉化和守恒定律是眾多科學家集體智慧的結晶。課堂練習1.根據能量守恒定律，下列情形可能發生的是（
）
A.
隨著科學技術不斷發展和提高，永動機是可以制成的B.
兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C.
電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續下去D.
出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續運動答案：B2.下列有關能量轉化的說法正確的是（
）A.
用手反復彎折鐵絲，是內能轉化為機械能
B.
瀑布的水下落過程中水的動能轉化為水的重力勢能
C.
汽油機壓縮沖程中內能轉化為機械能
D.
通電線圈在磁場里轉動是電能轉化為機械能答案：D3.
2018年12月8日我國嫦娥4號月球探測器在西昌成功發射，經歷了地月轉移、近月制動、環月飛行、動力下降，最終在2019年1月3日實現了人類首次月球背面軟著陸。右圖是嫦娥4號發射時的壯觀場景，其能量轉化正確的是（
）A.內能→化學能→機械能
B.
化學能→內能→機械能C.
化學能→內能→重力勢能
D.
內能→化學能→重力勢能答案：B4.
“永動機”至今沒有創造成功，其原因是(
)
A.
科學技術還不夠先進
B.
機器不能對外輸出能量C.
違背了能量守恒定律
D.
機器只能轉移能量，不能轉化能量答案：C5.用打樁機打樁，打樁錘從5m高處自由落下時，錘與樁因沖擊力作用表面溫度升高，這說明（
）A.機械能守恒
B.
動能守恒
C.
熱能守恒
D.
能量守恒答案：D
觀察圖片，說出下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發生怎樣變化？觀察圖片閱讀課文說出能量是如何轉化的閱讀課文觀察圖片，思考在火力發電廠中，電能是如何轉化而來的？學生思考討論回答學生思考討論回答閱讀課文了解光合作用_____地球上最主要的能量轉化過程學生思考討論回答學生閱讀課文說出能量轉化和守恒定律的內容學生思考討論學生思考討論回答問題學生歸納總結學生練習
鍛煉學生的理解能力和語言表達能力.。鍛煉學生的語言表達能力和自主學習能力了解人體能量的來源及轉化掌握火力發電廠中的能量轉化鍛煉學生的語言表達能力和分析解決問題的能力鍛煉學生的語言表達能力和理解能力鍛煉學生的自主學習能力鍛煉學生的理解能力，掌握用電動機提升重物時的能量轉化掌握.能量轉化和守恒定律的內容了解“永動機”不可能成功的原因。掌握能量的轉化與轉移有一定的方向性鍛煉學生的總結能力和語言表達能力鞏固本節知識
課堂小結
1．能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。2．能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變，這就是能量轉化和守恒定律。3．能量的轉化和轉移是有方向的，內能不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。而不引起其他變化。
梳理自己本節所學知識進行交流
根據學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。
板書
一、能量的相互轉化能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。二、能量的轉化與守恒定律能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。三、能量的轉移和轉化的方向性能量的轉移和轉化是有一定的方向性的，熱量只能自發地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。
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浙教版科學九上3.8能量的轉化與守恒導學案
課題
3.8能量的轉化與守恒
單元
3
學科
科學
年級
九
【教學目標】
知識與技能目標1.通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體，不同形式的能量可以互相轉化，認識能量轉化的普遍性
2.概述能量轉化與守恒定律，能列舉日常生活中能量轉化與守恒的實例，初步形成用能量轉化與守恒的觀點分析自然現象和生活現象的意識，初步了解“永動機”是不可能實現的　3.舉例說明能量的轉化與轉移有一定的方向性方法與過程目標通過學生自己做小實驗，發現各種現象的內在聯系，體會各種形式能量之間的相互轉化。情感與價值觀目標通過學生自己做小實驗，激發學生的學習興趣，對物理規律有一個感性的認識。通過學生討論鍛煉學生分析問題的能力。
【教學重點】
描述能量轉化與守恒定律的內容。　
【教學難點】
能量的轉化和用能量守恒的觀點分析物理現象。
【導學方法】
知識點總結,考點精講,講練結合,課后鞏固。
【課前預習】
1．能的轉化和守恒定律：能量既不會__________________，也不會_____________，它只會從一種形式____________為另一種形式，或者從一個物體_________到另一個物體，而在____________和___________的過程中，能的總量______________
。2．能量的轉移和轉化有一定的方向性。（1）“永動機”不可能成功是因為它違背了_____________。（2）自然界的事物的運動和變化都必須遵循能量的轉化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件卻_____________能夠發生。
學習探究
【新知導入】
出示視頻:滾擺的運動我們知道，動能和勢能之間可以相互轉化。那么，其他形式的能量是否也會發生相互轉化呢？能量在轉化過程中遵循什么規律呢？
【合作探究】
一、能量的相互轉化1.機械能、內能、化學能、太陽能、生物能、地熱能、潮汐能、核能等多種形式，各種形式的能量_________孤立的，而是_________聯系的。2.
能量可以在兩個物體之間_______，能量形式也可以_______。3.能量的轉化（1）結合圖片內容，你知道能量是如何轉化的嗎？太陽光照射到綠色植物的葉片上，葉片通過光合作用將_______________（光能）轉變為__________儲存在植物里；太陽光照射到大氣層中，使大氣產生對流，將_______________轉變為空氣的_______________；太陽光照射到太陽能熱水器上，使水的溫度升高，將_______________轉變為水的_______________；太陽光照射到電池板上，將_______________轉化為_______________。（2）人體能量的來源及轉化的生命活動和人體完成的各種動作，都需要能量。所有這些能量都來自于食物。食物的______________轉化為人體的內能、電能、機械能等。（3）火力發電廠中的能量轉化思考：我們每天都在使用電能，電能由發電廠提供。你知道在火力發電廠中，電能是如何轉化而來的嗎？4.思考與討論：如圖所示，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？
5.
平常我們所說的“消耗能量”、
“利用能量”或者“獲得能量”，實質上就是能量相互______________________的過程。6.
歸納總結：大量事實表明，自然界中各種形式的能量都不是____________，不同形式的能量之間會發生____________，能量也會在不同的物體間_______________。7.
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。這兩種物質在溶解過程中，能量的形式各發生了怎樣的轉化？二、能量的轉化與守恒定律1.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化為重物的機械能？是否還轉化為其他形式的能量？如果把轉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？起重機提升重物2.能量轉化和守恒定律的內容3.
思考與討論：達·芬奇曾設計了一個
“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些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，輪子便會轉動不息。你認為這個“永動機”能旋轉不息嗎？為什么？三、能量的轉移和轉化的方向性1.
（1）能量的轉移和轉化是有一定的方向性的，熱量只能自發地從_________傳向____________，而不可能使熱量從________傳到_________，而不引起其他變化。（2）能量的利用率__________達到100%。2.
思考與討論：請你舉例加以說明，能量的轉移和轉化有一定的方向性有什么實際意義？
【課堂總結】
1．能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。2．能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變，這就是能量轉化和守恒定律。3．能量的轉化和轉移是有方向的，內能不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。而不引起其他變化。
【課堂練習】
1.有關能量的轉化和守恒定律，下列說法正確的是(
)
A.
能量守恒定律只適用于機械能與內能的相互轉化
B.
能量守恒定律只適用能量轉化過程C.
“摩擦生熱”是創造了熱，它不符合能量守恒定律
D.
根據能量守恒定律，宇宙中的能量總和不變2.能量的轉化是非常普遍的現象,下列關于能量轉化的敘述正確的是
(　　)A.
洗衣機甩干衣服時,將內能轉化為機械能
B.
內燃機做功沖程中,將機械能轉化為內能
C.
爐灶中燃料燃燒時,將化學能轉化為內能
D.
用電熱水器燒水時,將電能轉化為機械能
3.下列關于能量轉化、轉移現象的說法中，錯誤的是（
）A.
暖瓶塞被熱氣彈開，內能轉化為機械能
B.
給電池充電，化學能轉化為電能C.
電飯鍋工作，電能轉化為內能
D.
用熱水袋取暖，內能發生了轉移4.下列關于能量的轉化和守恒的說法，正確的是（
）A.
因為能量是守恒的，所以不存在能源危機B.
人們對太陽能的開發和利用，說明能量可以憑空產生C.
任何制造永動機的設想，無論它看上去多么巧妙，都是一種徒勞D.
輕繩一端固定在天花板上，另一端連接一重物在豎直面內來回擺動許多次后總會停下來，說明這個過程中的能量不守恒5.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，產生電流驅動電動機，使小花左右擺動。下列有關該小花擺動過程中能量轉化的描述正確的是（
）A.
葉片將光能轉化為化學能進行儲存B.
電流驅動電動機過程，電流做的功大于小花擺動的機械能C.
太陽能電板將太陽能轉化為化學能再轉化為電能D.
小花左右擺動過程中，機械能守恒6.根據能量守恒定律,判斷下列說法正確的是
(　　)A.
發電機可以產生電能
B.
電動機工作時消滅了電能
C.
發電機和電動機都是轉化能量的機器
D.
自然界中各種能量在不斷地相互轉化,人類在不斷地消耗各種能量,所以總能量在不斷減少
參考答案
課前預習
1.
消滅;
創生;
轉化;
轉移;
轉化;
轉移;
保持不變
2.
（1）能的轉化和守恒定律（2）不一定
合作探究：
一、能量的相互轉化
1.
不是;
相互;
2.轉移;
轉化;
3.（1）電磁能；化學能；電磁能；動能；電磁能；內能；電磁能；電能
（2）化學能；（3）參考答案：煤(天然氣)的化學能轉化為水的內能，水沸騰后產生的蒸汽的內能轉化渦輪機的機械，渦輪機帶動發電機發電轉化為電能。最后電通過輸電線傳輸到各地的用戶。
4.
青蛙從地上躍起消耗了青蛙的化學能，這些能量轉化為青蛙的機械能；青蛙獲得的機械能來自作為青蛙食物的害蟲的化學能
5.
轉化或轉移
6.
孤立的；相互轉化；相互轉移
7.
參考答案：氫氧化鈉在水中溶解溫度會升高是把化學能轉化為內能；硝酸銨在水中溶解，溫度會降低是把內能轉化為化學能。
二、能量的轉化與守恒定律
1.參考答案：不是全部轉化重物的機械能，電動機消耗的電能一部分轉化為重物的機械能一部分轉化為內能；如果把轉化后的各種形式的能量全部加起來跟電動機消耗的電能相等。
2.
能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。
3.
參考答案：這個“永動機”不可能旋轉不息因為圓輪轉動是要克服摩擦力和空氣阻力消耗能量，即機械能會轉化為內能。根據能量的轉化和守恒定律可知：機械能逐漸減少，經過足夠長時間，機械能會全部轉化為內能。
三、能量的轉移和轉化的方向性
1.（1）高溫物體；低溫物體；低溫物體；高溫物體。（2）不可能
2.
參考答案：例如，內能只能由高溫物體轉移到低溫物體，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電。
課堂練習：
1.
【答案】
D
2.【答案】C
3.【答案】
B
4.【答案】
C
5.【答案】
B
6.【答案】C
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能量的轉化與守恒
浙教版
初中
新知導入
我們知道，動能和勢能之間可以相互轉化。那么，其他形式的能量是否也會發生相互轉化呢？能量在轉化過程中遵循什么規律呢？
視頻：滾擺的運動
新知講解
一、能量的相互轉化
1.自然界中能量的各種形式
機械能、內能、化學能、太陽能、生物能、地熱能、潮汐能、核能等多種形式，各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯系的。
思考：各種形式的能之間是否可以轉移或相互轉化？
參考答案：能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。
新知講解
讀圖：下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發生怎樣變化？
金屬勺放入熱水中
水具有內能，當金屬勺放入熱水中時，水的內能減少，金屬勺子的內能增加。
水的內能
轉移
勺子的內能
2.能量的轉移
新知講解
A物上升，B物下降
A
B
A、B物體具有動能和勢能A物上升，B物下降，A物勢能增加，B物勢能減少。
B的勢能
A的勢能。
轉移
新知講解
森林火災
森林具有化學能，森林發生火災時森林的化學能轉化為內能。
新知講解
特技跳傘
跳傘運動員具有動能和勢能，跳傘運動員在下落過程中：
勢能
動能
轉化
新知講解
（1）結合圖片內容，你知道能量是如何轉化的嗎？
3.能量的轉化
太陽能的轉化
新知講解
參考答案：太陽光照射到綠色植物的葉片上，葉片通過光合作用將電磁能（光能）轉變為化學能儲存在植物里；
太陽光照射到大氣層中，使大氣產生對流，將電磁能轉變為空氣的動能；
太陽光照射到太陽能熱水器上，使水的溫度升高，將電磁能轉變為水的內能；
太陽光照射到電池板上，將電磁能轉化為電能。
新知講解
（2）人體能量的來源及轉化
人的生命活動和人體完成的各種動作，都需要能量。所有這些能量都來自于食物。食物的化學能轉化為人體的內能、電能、機械能等。
新知講解
（3）火力發電廠中的能量轉化
火力發電廠
儲煤罐
傳遞帶
煙囪
蒸汽管
渦輪機
發電機
變壓器
輸電線
鍋爐
河流或水庫
新知講解
思考：我們每天都在使用電能，電能由發電廠提供。你知道在火力發電廠中，電能是如何轉化而來的嗎？
參考答案：煤(天然氣)的化學能轉化為水的內能，水沸騰后產生的蒸汽的內能轉化渦輪機的機械，渦輪機帶動發電機發電轉化為電能。最后電通過輸電線傳輸到各地的用戶。
新知講解
視頻：能的轉化
新知講解
思考與討論
如圖所示，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？
青蛙從地上躍起消耗了青蛙的化學能，這些能量轉化為青蛙的機械能；青蛙獲得的機械能來自作為青蛙食物的害蟲的化學能。
新知講解
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生相互轉化，能量也會在不同的物體間相互轉移。
平常我們所說的“消耗能量”、
“利用能量”或者“獲得能量”，實質上就是能量相互轉化或轉移的過程。
歸納總結
新知講解
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。這兩種物質在溶解過程中，能量的形式各發生了怎樣的轉化？
參考答案：氫氧化鈉在水中溶解溫度會升高是把化學能轉化為內能；硝酸銨在水中溶解，溫度會降低是把內能轉化為化學能。
新知講解
閱讀
光合作用_____地球上最主要的能量轉化過程
1.光合作用
是指植物利用光能，把二氧化碳和水轉化成有機物，并釋放出氧氣的過程。
光合作用
光能
從能量轉化的角度，就是把太
陽輻射到地球上的光能轉化為儲存在糖類中的化學能。
新知講解
每年全球光合作用可以產生大約
1600
億噸糖類。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。因此，光合作用是地球上最主要的能量轉化過程。
新知講解
二、能量的轉化與守恒定律
我們已經知道，能量有機械能、電能、內能、化學能及核能等各種不同形式，
各種形式的能量可以在一定條件下相互轉化。那么能量由一種形式轉化為另一種形式的過程中，能量的多少是否發生變化？
新知講解
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化為重物的機械能？是否還轉化為其他形式的能量？如果把轉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？
起重機提升重物
參考答案：不是全部轉化重物的機械能，電動機消耗的電能一部分轉化為重物的機械能一部分轉化為內能；如果把轉化后的各種形式的能量全部加起來跟電動機消耗的電能相等。
新知講解
1.能量轉化和守恒定律的內容
能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。
能量轉化和守恒定律是19
世紀中葉建立起來的，是科學史上最重大的發現之一，它把各種自然現象統一起來，描繪出一幅自然界普遍聯系的世界圖景。
新知講解
2.對能量轉化和守恒定律的理解
（1）一種能增加，總伴隨著另一種形式能減少或者另一物體轉移而來。
（2）該定律是大量實驗事實得出，是人們對自然現象長期觀察和研究的科學總結。
（3）是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，無論是宏觀物體運動還是微觀粒子運動，都遵循這個定律。
新知講解
思考與討論
達·芬奇曾設計了一個
“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些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，輪子便會轉動不息。你認為這個“永動機”能旋轉不息嗎？為什么？
新知講解
參考答案：這個“永動機”不可能旋轉不息因為圓輪轉動是要克服摩擦力和空氣阻力消耗能量，即機械能會轉化為內能。根據能量的轉化和守恒定律可知：機械能逐漸減少，經過足夠長時間，機械能會全部轉化為內能。
新知講解
三、能量的轉移和轉化的方向性
思考：“永動機”
制造一直失敗的原因是：它違背了能量的轉化和守恒定律，那么，遵循能量的轉化和守恒定律的事件是否一定會發生呢？
下面讓我們通過兩個事例來探討這個問題。
新知講解
事例1：一塊熾熱的鐵塊投入水中
參考答案：內能從鐵塊傳遞給水，最后兩者達到相同的溫度。
鐵塊不可能自發地從同溫度的水中吸收熱，使自己變得熾熱，而不引起其他變化。盡管這一過程并不違反能量轉化和守恒定律。
問題1：一塊熾熱的鐵塊投入水中能量如何轉移？
問題2：鐵塊能自發地從同溫度的水中吸收熱量使自己變得熾熱嗎？
新知講解
參考答案:當雜技演員沿竹竿下滑時，演員的重力勢能有一部分轉化為手和竹竿的內能，使手和竹竿的溫度升高。但是，相反的過程也不會自發地發生，即手和竹竿不可能自發地降低溫度，而使人的位置升高，盡管這一過程也不違反能量轉化和守恒定律。
事例2：雜技演員沿竹竿下滑
思考：當雜技演員沿竹竿下滑時，能量又是如何轉化？手和竹竿的內能，能使演員上升嗎？
新知講解
歸納總結
（1）能量的轉移和轉化是有一定的方向性的，熱量只能自發地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。
（2）能量的利用率不可能達到100%。
新知講解
思考與討論：請你舉例加以說明，能量的轉移和轉化有一定的
方向性有什么實際意義？
參考答案：例如，內能只能由高溫物體轉移到低溫物體，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電。
閱讀課文能量的轉化和守恒定律的建立，了解能量轉化和守恒定律是眾多科學家集體智慧的結晶。
課堂練習
1.根據能量守恒定律，下列情形可能發生的是（
）
A.
隨著科學技術不斷發展和提高，永動機是可以制成的
B.
兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面
C.
電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續下去
D.
出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續運動
B
課堂練習
2.下列有關能量轉化的說法正確的是（
）
A.
用手反復彎折鐵絲，是內能轉化為機械能
B.
瀑布的水下落過程中水的動能轉化為水的重力勢能
C.
汽油機壓縮沖程中內能轉化為機械能
D.
通電線圈在磁場里轉動是電能轉化為機械能
D
課堂練習
3.
2018年12月8日我國嫦娥4號月球探測器在西昌成功發射，經歷了地月轉移、近月制動、環月飛行、動力下降，最終在2019年1月3日實現了人類首次月球背面軟著陸。右圖是嫦娥4號發射時的壯觀場景，其能量轉化正確的是（
）
內能→化學能→機械能
B.
化學能→內能→機械能
C.
化學能→內能→重力勢能
D.
內能→化學能→重力勢能
B
課堂練習
4.
“永動機”至今沒有創造成功，其原因是(
)
科學技術還不夠先進
B.
機器不能對外輸出能量
C.
違背了能量守恒定律
D.
機器只能轉移能量，不能轉化能量
C
課堂練習
5.用打樁機打樁，打樁錘從5m高處自由落下時，錘與樁因沖擊力作用表面溫度升高，這說明（
）
A.機械能守恒
B.
動能守恒
C.
熱能守恒
D.
能量守恒
D
課堂總結
1．能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。
2．能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變，這就是能量轉化和守恒定律。
3．能量的轉化和轉移是有方向的，內能不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。而不引起其他變化。
板書設計
一、能量的相互轉化
能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化。
二、能量的轉化與守恒定律
能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。
板書設計
三、能量的轉移和轉化的方向性
能量的轉移和轉化是有一定的方向性的，熱量只能自發地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。
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