蘇科版九年級物理下冊第十八章《18.4能量轉化的基本規(guī)律》教案

1、 18.4 能量轉化的基本規(guī)律【設計意圖】本節(jié)內容是對本章及以前所學物理知識從能量的觀點進行了一次綜合、深化和再認識教材首先分析自然界中各種能量之間的轉化，揭示它們之間的本質聯(lián)系：能量，并分析一系列熟知的能量轉化的事例，指出能量的轉化與守恒最后闡述了能的轉化與守恒定律的普遍性和重要性 能量守恒定律是一個實驗規(guī)律，列舉能量轉化的實例，是學生理解和掌握能量守恒的基礎，因此在教學過程中要充分利用學生已知知識，對這些實例中的能的轉化進行具體分析在教學過程中，強調定律的兩個方面：轉化與守恒另外還要強調該定律的普遍性和重要性，可列舉19世紀的自然科學史對學生進行教育“能量轉移和轉化的方向性”是本節(jié)教學的一

2、個難點教學時借助學生熟悉的生活實例介紹，并幫助他們初步了解有關知識教材中是以“水往低處流（黃果樹瀑布）”“熱水中的冰塊”等引入“自發(fā)過程”及其方向性問題的，其中功熱轉換過程、熱傳導過程以及氣體自由膨脹過程的方向性問題，在教學中應通俗且不違背科學地解釋有關問題?！窘虒W目標】一、知識與技能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2知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例3初步了解在現實生活中能量的轉化與轉移有一定的方向性4、認識到日常生活中合理利用能源與節(jié)約能源的重要性。二、過程與方法 1能在觀察物理現象或物理學習過程中發(fā)現一些問題。有初步的提出問題的能

3、力。 2通過參與科學探究活動，初步認識科學研究方法的重要性。有對信息的有效性作出判斷的意識。 3學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律，嘗試應用已知的科學規(guī)律去解釋某些具體問題。有初步的分析概括能力。 三、情感態(tài)度與價值觀1能保持對自然界的好奇，初步領略自然現象中的美妙與和諧，對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感。2具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理。3養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度，不迷信權威，具有判斷大眾傳媒是否符合科學規(guī)律的初步意識?！局攸c難點】1、能量轉化與守恒2、能量的轉移與轉化有一定的方向性【教學器材】演示用玻璃毛細管一套、適量紅墨水、燒杯兩只、水

4、、少量棉花?！菊n前準備】上網查詢有關歷史上的永動機方案，能大概說明它不能永動的原因。【教學過程】教學階段與時間分配教師主導學生主體點評一、復習與引入(約5鐘)請同學們閱讀課本第一段，并注意回答以下問題：1、舉例說明什么叫能量的轉移？什么叫量的轉化？2、煤、石油、天然氣在燃燒的過程中，_能轉化為_能。3、高溫蒸氣推動發(fā)電機發(fā)電的過程中，_能轉化為_能，再轉化_能。4、電流通過電動機，_能轉化為_能。電流通過白熾燈或熒光燈，_能轉化為_能，電流通過電解槽，_能轉化為_能。5、內燃機在工作過程時，在做功沖程中，_能轉化為_能，在壓縮沖程中，_能轉化為_能。6、蓄電池在放電的過程中，_能轉化為_能，充

5、電的過程中，_能轉化為_能。板書1：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看書思考：1、轉移：熱傳遞過程中，內能由高溫物體轉移到低溫物體。轉化：摩擦生熱是機械能轉化為內能。2、化學能、內能。3、內能、機械能、電能4、電能、機械能。電能、光能。電能、化學能。5、內能、機械能。機械能、內能。6、化學能、電能。電能、化學能。1、培養(yǎng)學生閱讀與、理解與思考的能力。2、這些思考題可以用課件的形式投影在屏幕上。二、永動機能否制成。(10分鐘)1、由于能源對于我們的生活與工作實在是太重要了，同學們可以設想一下，我們的生活中如果沒有電能會怎樣？如果沒有汽油或柴油會怎樣？2、由于能源的重

6、要性，所以歷史上曾有人想制造出不要消耗能量，又能對外做功，又能自動運轉的機械呢？(就是大名鼎鼎的達芬奇也曾有過這種想法。)3、學生活動1：在一燒杯中盛入紅水，將棉花捻成條狀，將其一端放入燒杯中，另一端用手提著，觀察現象。若將另一端懸掛在外面，并且低于水面，再觀察現象。演示實驗2：用內徑不同的毛細管演示毛細現象，同學們觀察此實驗中液體上升的高度有什么規(guī)律？由于毛巾是由若干纖維組成，而纖維與纖維之間就象若干細管一樣，液體會順著這些細管向上運動。問：實驗1對你有什么啟發(fā)？師：這樣的猜想正確嗎？如果真能通過毛巾將水從低處抽向高處，我們就可以做成下左圖所示的“永動機”。事實上，它是不可能永動的，為了說明

7、這一現象(演示實驗3)，請注意上右圖所示的實驗，你觀察到什么？要想使水從棉紗的另一端滴出來，必須滿足什么條件？通過以上實驗可知：棉紗不可能自動地將水從低處抽到高處，相反，它會將上方容器里的水抽向低處。所以，上右圖所示的永動機是不可能制成的。板書2：永動機是不可能制成的。(永動機是指那些不需要消耗能量，又能源源不斷地向外做功的機器)1、電燈不亮、晚上會一片漆黑等等。如果沒有汽油或柴油，大部分交通工具都會癱瘓，給人們的出行帶來不便。2、學生思考生活中有沒有這樣的機器，有的學生可能舉出一些例子，通過分析讓學生知道，它們都是要消耗某一種形式的能量的，這些能量一旦停止供給，機械就會停止運轉。3、實驗1：

8、學生觀察現象：紅色墨水會順著棉花向上運動。紅色墨水會順著棉花向上運動，并從另一端出來。實驗2：內徑赿細，液體上升得赿高。思考并猜想：可以將水從低處引向高處。觀察永動機的圖片并思考：在媒體上好象聽說過，永動機是不可能制成的，這樣的永動機可能永動嗎？問題會出在什么地方呢？觀察到：右邊的棉紗有水滴出，而左邊沒有。當容器外的棉紗低于水面時，才會有水滴出。1、通過學生回答與思考，讓學生知道能源對于我們的生活與工作的重要性。1、通過實驗2來解釋實驗1，至于分子間的作用力，一帶而過，不必在此停留。2、關于內徑赿細，液體上升得赿高，讓學生知道這個現象，并向學生說明，目前的知識還不能夠解釋。3、通過投影，展示永

9、動機的圖片。4、培養(yǎng)學生的觀察能力三，能的轉化與守恒定律(10分鐘)問：上述永動機為什么不能制成？因為它違反了自然界中一個重要的規(guī)律，這就是能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一物體，而在轉化或轉移的過程中，其總能量保持不變。板書3：能的轉化與守恒定律的內容問：水滴永動機是如何違反能量的轉化與守恒定律的？(教師引導)能量守恒定律的建立經歷了100多年的漫長歷史，永動機的不可能實現，是導致能量守恒定律確立的一個重要線索。歷史上曾有很多的人從事永動機的制作(其中也有在科學史上名聲顯赫的人，如達·芬奇)，都以失敗而告終，17

10、55年，法國科學院宣布，不再審查有關永動機的任何設計。分析幾個能量轉移或轉化的例子(1)，將一高溫物體放入冷水中，在不計能量損耗的情況下，內能是如何守恒的？（2）一個物體從高處自由落下，機械能是如何守恒的？(3)一個小朋友從滑滑梯上勻速滑下，動能不變，勢能在減小，所能量不守恒，你怎么看？如有可能，可以再讓學生分析幾個永動機。如下圖： 學生齊聲朗讀后再背頌。學生思考：水滴的重力勢能不斷增加，不停地對水輪機做功，而沒有消耗其它的能量。(1)Q吸=Q放(2)動能加勢能保持不變，動能增加，勢能一定減小。(3)機械能不守恒，在減小，部分機械能轉化成了內能，摩擦生熱，但總能量仍守恒。這兩個永動機主要從兩邊

11、的力矩平衡去考慮。能量的轉化和守恒定律、細胞學說、生物進化論被馬克思稱為19世紀的三大發(fā)現。每一條科學規(guī)律的誕生，都要經歷艱難的歷程，向學生說明科學探究是沒有捷徑可走的，學習也是這樣。四、能量轉移和轉化的方向性(10分鐘)自然界中許多自發(fā)的過程都是有方向性的。請學生們思考以下幾個問題1、熱傳遞過程中，內能的轉移有什么規(guī)律？內能能否自發(fā)地由低溫物體轉移到高溫物體？假如能，它違反能量守恒定律嗎？這個世界會變成什么樣，列舉一兩個例子。內能的這種轉移說明了什么？(請注意“自發(fā)”)2、在氣體膨脹做功的實驗中，內能轉化成了機械能，膨脹出去的氣體能否再自動地回到容器中，將機械能轉化成內能？假設若成立，是否違

12、反能量守恒定律？在這個實驗中，能量的這種轉化，說明了什么問題？3、黃果樹瀑布中的水，它下落的過程，是自發(fā)的過程，水能否自發(fā)地從低處流往高處？板書4：自然界中許多自發(fā)的過程都是有方向性的，或者說能量的轉化和轉移也是有方向性的。請同學們再列舉一些實例，說明能量的轉化與轉移是有方向性的？板書5：一切與熱現象有關的過程都是有方向性的(不可逆的)。由高溫物體轉移到低溫物體。不能。不違反能量守恒定律。地球上有的地方將十分寒冷，有的地方將十分炎熱，空調也不需要了，一杯水，下面的水將熱傳給上面的水，導致上面的水沸騰，下面的水結冰。內能的這種轉移特點說明了內能的轉移是有方向性的。不能。不違反能量守恒定律。能量的

13、轉化也是有方向性的。不能，若用抽水機將其抽到高處，這不能叫自發(fā)的。水在下落的過程中，有部分機械能轉化成內能，這也是自發(fā)的，不可逆轉的。燃料的燃燒，電池的放電，摩擦生熱等等?？磿⑴e例：人的生老病死(不可能返老還童)、擴散現象，生米煮成熟飯等等。直接進入主題。設置一系列同學們熟知的問題，讓學生逐步理解能量轉化或轉移的方向性。充分發(fā)揮學生的想象力。人造衛(wèi)星在運動的過程中，動能與勢能的轉化都是自發(fā)的，不具有方向性。五、思考(3分鐘)學習能量守恒定律的時候，同學們可能有過這樣的疑問：既然自然界的能量是守恒的，那么，為什么還會產生能源危機？為什么還經常說要節(jié)約能源呢？同學看書思考：原來，有的能量便于利用

14、，有的能量不便于利用例如，流動的水帶動水磨做功，由于磨盤之間的摩擦、磨盤和糧食之間的摩擦和擠壓，使磨盤、糧食的溫度升高，水流的一部分機械能轉變成了內能這些內能最終流散到周圍的環(huán)境中，我們沒有辦法把這些流散的內能重新收集起來加以利用，這種現象叫做能量的耗散電池中的化學能轉變成電能，電能又在電燈中轉變成光能光能變成周圍環(huán)境的內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用火爐把屋子烤暖，這時高溫物體的內能變成低溫物體的內能，誰也不能把這些散失的能量重新收集到火爐中再次用來取暖 如海水和空氣中的內能就很難或無法再被利用。目前從中央到地方都在大力強調節(jié)能，我們應該從我做起，從現在做起，從小事做起。六、布置作業(yè)(7分鐘)1、課堂作業(yè)：課本“WWW”2、完成評價手冊有關內容【小結】略【板書設計】能量轉化的基本規(guī)律1、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2、永動機是不可能制成的。(永動機是指那些不需要消耗能量，又能源源不斷地向外做功的機器)3、能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一物體，而在轉化或轉移的過程中，其總能量保持不變。4、自然界中許多自發(fā)的過程都是有方向性的，或者說能量的轉化和轉移也是有方向性的。5、一切與熱現象有關的過程都是有方向性的?！窘虒W資源】9年級物理教學參考資料(江蘇科學技術出版社