人教版初中物理九年级上册课时12 第十四章 第三节 能量的转化和守恒 教案

第3节汽轮机和喷气式发动机教学设计广州市绿翠现代实验学校余淦PPT口头表述各位同学大家好我是来自广州市绿翠现代实验学校的余淦老师今天我们来学习九年级物理第十四章第三节《能量的转化和守恒》学习新课之前我们首先回顾下八年级下学期学习的内容♥什么是能量呢物体能够对外做功我们就说这个物体具有能量♥水流具有动能所以水流能够对水车做功使水车转动♥拉开的弓箭具有弹性势能所以弓能够对箭做功使箭射向靶心♥内燃机内高温高压的气体具有内能所以气体能够对活塞做功推动活塞运动类似的例子数不胜数可见在生活中能量具有许多不同的形式那不同形式的能量之间能否进行相互转化呢♥我们知道内能和机械能都是生活中常见的能量形式《热机》那节课我们已经学过内燃机的做功冲程可以将内能转化为机械能♥而寒冷的冬天通过搓手来使手升温御寒滑滑梯时臀部温度会升高这都会使机械能转化为内能可见机械能和内能在一定条件下是可以相互转化的除了机械能和内能生活中还有许多其它形式的能量他们之间在一定条件下也都可以相互转化♥我国是风力发电的大国风力发电技术处于全球领先地位那风力是如何发电的呢原来流动的空气具有机械能♥当风吹动风车的扇叶时扇叶背后的发电机组就将机械能转化为电能啦炎炎夏日当我们接通电源♥电风扇就会为我们送来徐徐凉风这时电能又转化为机械能为我们服务了上述两个例子我们也能知道机械能与电能之间是能够相互转化的还有其他的能量转化吗？♥我们来看看这个实验（此处播放视频“能量转化和守恒ppt-6页-水果电池”）你观察到了什么？我们发现将苹果接上电极可以点亮小灯小灯亮了说明了什么呢对了说明了苹果产生了♥电能原来给苹果插上电极联通导线之后金属电极与苹果之间就发生了化学反应这个过程中♥化学能转化为电能从而使小灯亮起来了♥其实我们日常生活中使用的电池和他的原理是一样的♥如干电池手机电池电脑电池等♥他们都是储存的化学能♥当我们用笔记本电脑工作时用手机打电话时电池就把储存起来的♥化学能转化为我们所需的电能当手机和笔记本电脑电量不足时就需要给他们进行充电啦♥这时电能又转化为了化学能储存起来我们已经知道化学能和电能之间在一定条件下可以相互转化在此之前我们还知道电能和机械能♥机械能和内能在一定条件下也可以相互转化那么内能与电能之间也能相互转化吗？♥请看小实验（此处播放视频“能量转化和守恒ppt-10页-温差发电”）你观察到了什么杯中倒入热水之后小风扇转动起来了说明风扇获得了机械能那机械能又是那个能量转化的呢没错是电能那电能来自于哪里呢原来是感温片将热水的内能转化为了电能那反过来电能能否转化为内能呢生活中有许多这样的例子♥电水壶电饭锅它们内部元件在工作时将电能转化为内能这就是内能和电能之间的相互转化太阳带给我们光明♥光能也是生活中一种常见的能量形式♥那光能和内能能否相互转化呢♥锻打金属时要将金属加热到高温状态高温的金属发出明亮的光芒这时内能转化为光能♥太阳能热水器吸收太阳光使水的温度升高将光能转化为内能♥这是光能和内能的相互转化♥那光能和电能呢？他们之间能够相互转化吗电灯通电后就可以发光它将电能转化成了光能♥这是一个太阳能小风扇它由两块太阳能电池板和一个♥小型电动机组成如果把它放到阳光下会发生什么现象呢你观察到了什么在阳光下风扇转动了起来如果遮住阳光风扇就停止转动了小风扇转动所需的电能来自哪里呢？（2秒）原来是它自身携带的两块太阳能电池板将光能转化为电能♥太阳能电池和电灯实现了光能和电能的相互转化那内能和化学能之间能否相互转化呢（2秒）在《热机的效率》那一节课中我们已经知道酒精燃烧时候放出大量的热这个过程其实是酒精发生了化学反应将化学能转化为内能♥那内能能不能转化成化学能呢♥我们用热成像仪观察氢氧化钡和氯化铵的化学反应过程（此处播放视频“你观察到了什么（2秒）我们发现随着化学反应的进行物体的颜色从红色变成了蓝色这说明物体的温度降低了物体温度为什么会降低呢（2秒）原来是化学反应过程中吸收了物体的热量使物体的内能降低这其实就是内能转化为化学能的过程能量的转化是生活中非常普遍的现象它不仅仅存在于我们人类的生产生活中大自然中的动植物也有许多能量转化现象♥绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能夏天夜晚萤火虫漫天飞舞点亮夜空它将♥化学能转化为光能自然界中的生物实现了光能和化学能之间的相互转化通过刚刚的讲解相信你已经发现了自然中的各种现象都不是孤立的存在的无论是力现象热现象还是光现象化学现象它们之间都有着内在的联系而这个联系就是不同形式的能量可以在一定条件下相互转化那么相同形式的能量之间能不能发生转移呢♥寒冷的冬天凉风瑟瑟人们利用热水袋取暖热量从高温物体转移到低温物体热量发生了转移♥发电站通过导线将电能传输到千家万户电能发生了转移这是一个牛顿摆ppt-23页-我们将小球抬起后释放观察会发生什么（2秒）我们发现运动的小球撞击后静止了而原本静止的小球开始运动同学们思考一下这说明了什么（2秒）这说明运动的小球通过撞击将机械能转移给了静止的小球可见机械能在一定条件下也可以发生转移由此我们可以得出一个结论相同形式的能量在一定条件下可以发生转移在转移的过程中能量的形式没有发生变化18世纪末到19世纪中叶自然科学的一系列重大发现广泛的揭示出各种自然现象之间的普遍联系正是在这种情况下迈尔焦耳亥姆霍兹等不同领域的不同科学家通过大量的实验分别从不同途径独立的发现了能量守恒定律而这其中焦耳的贡献最大所以能量的单位以焦耳的名字命名了什么是能量守恒定律呢♥大量事实表明能量既不会凭空产生也不会凭空消失它只会从一种形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到其它物体而在转化和转移的过程中能量的总量保持不变。这就是著名的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大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学，生物学，地理学，天文学的问题，所有能量的转化或转移的过程，都服从能量守恒定律。那有同学可能就会有疑惑了既然能量是守恒的掉落在地上的小球为什么会最终静止呢（2秒）小球的机械能去了哪里是凭空消失了吗（2秒）为了研究这个问题♥我们从静止释放乒乓球，ppt-26页-乒乓球”）你观察到了什么（2秒）我们发现乒乓球弹起的高度越来越低最后停了下来这说明运动过程中乒乓球机械能有什么变化（2秒）对了它的机械能在不断减少这个过程中有其他的能量增加吗原来乒乓球在运动的过程中与空气摩擦与地面碰撞这些都会导致乒乓球和周围环境的内能增加那这些增加的内能是凭空产生的吗当然不是根据能量守恒定律可知能量只会从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到其它物体所以增加的内能是由减少的机械能转化而来的因此乒乓球从释放到最终静止到地面上虽然能量的总和并没有发生变化但机械能在不断转化为内能所以小球才最终静止了下来那有同学可能又会问了既然能量是守恒的我们为什么还要提倡低碳出行节约能源呢？（2秒）这个问题我们可以用上节课的知识举例说明这是我们上一节课中学习的内燃机工作时的能流图同学们还记得吗（2秒）根据今天所学的能量守恒定律我们可以得出燃料的化学能E=有用的机械能E1+燃料未完全燃烧损耗的能量E2+机械装置吸收的能量E3+废气带走的能量E4+机械摩擦的损耗E5虽然前后能量的总和相等但♥E2E3E4E5这些能量散失在环境中不能自发的用来驱动机器为人类的生产生活做出贡献所以说总的能量虽然是守恒的但能够为人类所能利用的能量却是有限的因此我们仍然需要节约能量在人类发展的历史中有不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断对外做功的机器人们把这种机器叫做永动机课本中就有一种永动机的方案♥设计者是这样想的通过高处的水流冲击叶片叶片转动用来对外做功（如：打磨金属）同时带动抽水机从低处将水抽到高处从而循环工作对于这个设计你怎么看？永动机能够制造成功吗？（2秒）当然不可能因为整个装置无论水流动时候的摩擦还是机器运转时侯的摩擦都会将机械能转化为♥不能有效利用的内能使得机械能在不断减小机器最终停止运转更不用说利用机器来对外做功了那有同学可能会认为如果我消除所有的摩擦那机器不就可以一直运转下去了吗当然这种想法是很美好的但人类其实只能不断地减小机器摩擦却无法彻底消除摩擦♥能量守恒定律作为自然界最普遍最重要的基本定律之一他对人类的生产生活有至关重要的影响本节课通过大量的实验和生活中的现象使我们了解到不同形式的能量可以转化♥相同形式的能量可以转移♥能量既不会凭空产生也不会凭空消失♥在能量转化和转移的过程中能量的总量是守恒的所以课本中的永动机是不可能实现的虽然能量的总量保持不变但是可利用的能源是有限的所以我们仍然应该节约能源各位同学今天的课程到这里就结束了♥谢谢大家答疑各位同学大家好我是来自广州市绿翠现代实验学校的余淦老师接下来进入九年级物理第十四章第三节《能量的转化和守恒》的答疑环节学完新知识也需要一些习题进行巩固我们一起完成这道题目吧（看题，停5同学们做完了吗？首先我们一起来分析题目题目说将小球抛出后球落地弹起右图是小球的部分运动轨迹由图可知小球弹起的高度越来越矮那小球最终会怎样呢对了最终小球会静止在地面上所以我们可以得出结论♥♥随着小球的运动小球的机械能越来越小那小球的机械能去了哪里呢是凭空消失了吗（2秒）当然不是♥根据能量守恒定律我们知道能量既不会凭空消失也不会凭空产生它只会从一种形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到其它物体小球在运动过程中与空气发生摩擦与地面发生撞击这些都会导致什么能量的产生对了是内能的产生所以根据能量守恒我们可以得出小球的机械能转化成了内能因此可以判断选项是错误的因为小球在运动的过程中一直与空气摩擦机械能一直在转化为内能所以根据示意图中点的位置我们可以得出机械能由大到小排序是：A>B>C>D>E因此选项错误选项正确那B选项如何判断呢B选项问的是BC两点的动能关系你想到了什么方法？（2秒）对了利用动能的影响因素来判断动能的大小物体动能的大小与什么因素有关对了与质量大小和速度大小有关由于是同一个小球所以质量相等那BC两点速度相等吗题目中能找到关于BC两点速度大小的信息吗不能♥所以这个方法不可行那怎么办还有其他方法吗（2秒）对了根据机械能的定义机械能等于动能加势能因为B点和C点小球没有弹性势能所以如果能判断出两点机械能及重力势能的大小关系不就可以判断出两点的