視頻標(biāo)簽：能量的,轉(zhuǎn)化和守恒

所屬欄目：初中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：初中物理人教版九年級(jí)14.3《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》 河南省 - 洛陽(yáng)

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：初中物理人教版九年級(jí)14.3《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》 河南省 - 洛陽(yáng)

14.3《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》 
學(xué)習(xí)目標(biāo)： 
1.了解能量及其存在的多種形式。 2.知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。 3.理解能量守恒定律。  
情境引入： 
今天老師帶來(lái)很多實(shí)驗(yàn)器材，都是物理社團(tuán)的同學(xué)們提前為大家準(zhǔn)備的。 
比如這個(gè)裝置，在外力作用下筆芯開始旋轉(zhuǎn)，經(jīng)久不歇，同學(xué)們叫它“永動(dòng)機(jī)”。大家猜想一下，它具有的能量可以讓它永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去嗎？ 相信大家經(jīng)過(guò)今天的學(xué)習(xí)，會(huì)有更確切的認(rèn)識(shí)。  
新課講授： 
 
一睹芳容 
 
說(shuō)到能量，它以多種形式存在于自然界中。讓我們通過(guò)一組圖片，一睹芳容。 注意思考其中包含哪些形式的能量？  
你知道哪些生活中常見的能量？ 
動(dòng)能，重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能，統(tǒng)稱機(jī)械能。風(fēng)能，水能也蘊(yùn)含著巨大的機(jī)械能。 還有，太陽(yáng)能（光能），電能，化學(xué)能，內(nèi)能。除了這些生活中常見的能量，還有核能，地?zé)崮埽�潮汐能等新型能源�?nbsp;
請(qǐng)問(wèn)：這些形式多樣的能量是孤立存在的嗎？還是它們之間有聯(lián)系？（有聯(lián)系） 有什么聯(lián)系呢？（相互轉(zhuǎn)化或發(fā)生轉(zhuǎn)移） 
你猜想的依據(jù)是什么？（八年級(jí)物理中我們學(xué)過(guò)了機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，知道動(dòng)能和勢(shì)能在
一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。） 
所以猜想，自然界中其他形式的能量也可以相互轉(zhuǎn)化。 
那轉(zhuǎn)移呢？（上一章我們學(xué)習(xí)了熱傳遞，知道內(nèi)能可以從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體） 由此猜想，其他形式的能量也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移。 
好，針對(duì)大家的猜想，讓我們進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)，來(lái)二探究竟。 
 二探究竟 
問(wèn)題一：能量的轉(zhuǎn)化 
請(qǐng)各小組利用實(shí)驗(yàn)盒里已有的實(shí)驗(yàn)器材，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，找出這些現(xiàn)象間的聯(lián)系，探究其中的能量轉(zhuǎn)化。 
 
                 
                             
請(qǐng)各小組做好準(zhǔn)備，展示你們的探究成果。 
（1）手動(dòng)發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 
旋轉(zhuǎn)的小兔，旋轉(zhuǎn)木馬：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。  
（2）自制手電筒：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 
飛馳電刷：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 溫差發(fā)電機(jī)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。 短路燃錫紙：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。  
（3）太陽(yáng)能路燈，太陽(yáng)能小車：太陽(yáng)能（光能）轉(zhuǎn)化為電能 
可樂(lè)電池，鹽水小車：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。  
（4）旋轉(zhuǎn)的紙圈，噴氣小船：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 
擦燃火柴，空氣壓縮引火儀：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 
 
看來(lái)大家都有所收獲。 
經(jīng)過(guò)探究，我們發(fā)現(xiàn)不同形式的能量在一定條件下確實(shí)可以相互轉(zhuǎn)化。 
科學(xué)家們也經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索，發(fā)現(xiàn)了自然界的各種現(xiàn)象變化常常存在著能量的轉(zhuǎn)化。 能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程實(shí)際上是做功的過(guò)程，做功必然引起能量的形式改變。  
既然不同形式的能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，那么同種形式的能量又會(huì)如何？  
問(wèn)題二：能量的轉(zhuǎn)移 
你知道哪些能量轉(zhuǎn)移的例子？  
比如牛頓連擺：將右側(cè)小球提升一定高度由靜止釋放，注意觀察小球的運(yùn)動(dòng)情況。 右側(cè)的小球撞擊后，發(fā)生了什么？（使左側(cè)的小球向左擺動(dòng)。） 
說(shuō)明了什么？（運(yùn)動(dòng)的小球在撞擊過(guò)程中把自己的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到了另一側(cè)的小球上。） 可見機(jī)械能在一定條件下也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移。  
所以，同種形式的能量在一定條件下確實(shí)可以發(fā)生轉(zhuǎn)移，而在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的形式是不變的。  
綜上可知，能量在一定條件下，是可以相互轉(zhuǎn)化或者發(fā)生轉(zhuǎn)移的。那么在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，遵循什么規(guī)律嗎？ 
  
問(wèn)題三：遵循規(guī)律 
我們?cè)賮?lái)看牛頓連擺，小球會(huì)一直擺動(dòng)下去嗎？（不會(huì)） 小球的擺動(dòng)幅度有何變化？（越來(lái)越小，最后靜止。） 擺幅減小，說(shuō)明了小球的機(jī)械能  減小，那么減小的能量去哪了？是不是消失了？小組討論一下。 
 

其實(shí)，生活中也有很多這樣的例子。比如，掉在地上的籃球或其他彈跳小球，與地面撞擊后，會(huì)再次彈起來(lái)，但高度會(huì)逐漸降低，也是球在空氣中和與地面碰撞時(shí)，損失了機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終靜止。  
可見，能量并不會(huì)有憑空消滅。 
大量事實(shí)證明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，消耗多少某種形式的能，就會(huì)得到多少其他形式的能。 
科學(xué)工作者也經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐探索，直到19世紀(jì)，才確立了這個(gè)自然界最普遍的定律——能量守恒定律： 
能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。  
能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)與發(fā)現(xiàn)細(xì)胞，生物進(jìn)化論，一起被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。自然界的任何變化及人的一切生產(chǎn)生活活動(dòng)，都含有能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移問(wèn)題，它們都遵循能量守恒定律。  
物理來(lái)源于生活，又應(yīng)用于生活。讓我們學(xué)以致用，三思應(yīng)用：  
三思應(yīng)用 
 
（1）大展身手：分析以下現(xiàn)象中包含的能量轉(zhuǎn)化 這次我們開展個(gè)人賽，知道的同學(xué)可以直接舉手。  
鉆木取火 水電站發(fā)電 電動(dòng)水泵抽水 光合作用 燃料燃燒 光太陽(yáng)能電池  
科技進(jìn)步離不開創(chuàng)造力，讓我們開動(dòng)大腦，進(jìn)入奇思妙想：  
（2）奇思妙想：  
有人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿�就能源源不斷地�?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)。 1681年，英國(guó)有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個(gè)建議，利用阿基米德螺旋轉(zhuǎn)把水池的水提到高處，再讓升高的水推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)除了帶動(dòng)水磨做功以外，還可使阿基米德螺旋轉(zhuǎn)不斷提水，如此周而復(fù)始，不就可以無(wú)需擔(dān)心天旱水枯了嗎？  對(duì)于這個(gè)設(shè)想，你怎么看？這種機(jī)器有可能制成嗎？ 集合你們小組的集體智慧，分析一下原因。   
 
 
                             
（3）尋根究底： 
 
現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看，老師剛開始拿的這個(gè)名叫“永動(dòng)機(jī)”的裝置，它會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去嗎？（不會(huì)。） 它的能量是如何轉(zhuǎn)化的？（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終靜止。） 遵循能量守恒定律嗎？（遵循。） 
既然能量守恒，我們還用節(jié)約能源嗎？（用） 
雖然自然界蘊(yùn)藏著大量的能源，但人們也要合理地使用能源，節(jié)約能源。   
學(xué)習(xí)小結(jié)： 
今天的學(xué)習(xí)就要結(jié)束，大家的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成了嗎？ 哪位同學(xué)來(lái)做個(gè)小結(jié)？ 
（認(rèn)識(shí)了能量，知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，能量守恒，永動(dòng)機(jī)不可制成，要節(jié)約能源）。  
拓展作業(yè)： 
最后請(qǐng)大家完成今天的拓展作業(yè)： 
請(qǐng)參考圖中提示，結(jié)合生活和自然現(xiàn)象，寫一篇有關(guān)能量的心得體會(huì)或小論文。

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