1能量的轉(zhuǎn)化與守恒-人教版九2022年級物理全一冊設計

第十四章內(nèi)能的利用第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒【教學內(nèi)容分析】 “能量的轉(zhuǎn)化與守恒”是新課程人教版九年級全一冊第十四章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)前面分別學習了機械能和內(nèi)能，本章共有三節(jié)：熱機、熱機的效率、能量的轉(zhuǎn)化和守恒。教材從自然界中的各種能量形式的描述，能量在不同物體間的轉(zhuǎn)移，各種形式能量之間的轉(zhuǎn)化出發(fā)，從而引出能量轉(zhuǎn)化及守恒定律。因此本節(jié)內(nèi)容是全章的理論基礎，也是前面分別闡明能量現(xiàn)象的總結(jié)。【學情分析】九年級學生，已基本具備獨立思考、自主探究、小組討論與合作交流的學習習慣，學習熱情高，求知欲望強。學生在本冊教材前面已經(jīng)學過一些能的形式，學習了動能和勢能的相互轉(zhuǎn)換及機械能的守恒；內(nèi)能的改變。通過前面的學習，學生對能量轉(zhuǎn)化已有了初步的了解，為本節(jié)“能量的轉(zhuǎn)化與守恒”的學習作了較為全面的鋪墊。另外，在生產(chǎn)生活中到處都有能的形式與轉(zhuǎn)化，學生有一定的知識儲備和生活積累。【教學目標】知識及技能：能列舉各種形式的能量。能列舉各種能量之間的轉(zhuǎn)化及同種能量之間的轉(zhuǎn)移。理解不同能量形式的轉(zhuǎn)化過程中能量的總量保持不變。熟記能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例。過程與方法：通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義；通過對人類對能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的認識過程的了解，感悟科學研究的一般方法與過程；初步建立守恒思想。情感態(tài)度價值觀：通過能量守恒定律的教學，讓學生領略物理規(guī)律的和諧美和簡潔美，從欣賞美的角度探究物理規(guī)律，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲；培養(yǎng)學生參與科技活動的熱情，勇于探索與日常生活有關的物理問題；學會運用守恒觀點分析物理、生活、社會現(xiàn)象。【教學重難點】重點能量的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律。難點能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移中守恒【教學方法】1．教師啟發(fā)、引導；2．學生自主閱讀、思考，并討論交流?！窘虒W資源】多媒體設備【教學流程設計】探究自然界中各種形式的能：從中啟發(fā)學生觀察、猜想、分組討論和總結(jié)得出結(jié)論等方面實施探究性教學探究自然界中各種形式的能：從中啟發(fā)學生觀察、猜想、分組討論和總結(jié)得出結(jié)論等方面實施探究性教學溫故知新，引出新課：復習關于內(nèi)能的知識通過動手探究，加深對能量轉(zhuǎn)化的理解，分組討論，使學生體會學習的樂趣并突出學生的學習主體地位物體之間發(fā)生著通過動手探究，加深對能量轉(zhuǎn)化的理解，分組討論，使學生體會學習的樂趣并突出學生的學習主體地位物體之間發(fā)生著能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，通過文字解釋中的現(xiàn)象來闡明物理來源于生活的觀點【教學過程】一、情境創(chuàng)設1．提出問題：我們已學習了多種形式的能，請同學們說出你所知道的能量形式。我們還知道不同形式的能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請你舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子。2．播放能量轉(zhuǎn)化的視頻，讓學生觀看后思考：有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化？3．演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放入細沙，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到細沙中。思考：小球運動過程中機械能是否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。小球最后靜止在細沙中，它所具有的機械能那里去了？4．演示實驗2：用手提物理課本勻速上升，讓學生分析機械能的變化情況。這個物體在運動過程中機械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，機械能是怎樣變化的？5．教師講述：物體所處的系統(tǒng)機械能守恒是有條件的，當外力對物體做功時，系統(tǒng)的機械能不守恒，此時外力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機械能的變化。6．聽取學生匯報，總結(jié)點評?；卮饘W生可能提出的問題。7．引入課題：從這兩個例子中我們可以看到，機械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，當涉及到多個能量之間的相互轉(zhuǎn)化時，一種能量減少，必有其他能量增加，一個物體的能量減少，必定其他物體能量增加。那么能量的總和變不變化呢？人類是怎樣研究這個問題的？得出了什么樣的結(jié)論呢？通過這節(jié)課的討論和學習，對這些問題將會有明確的認識。二、新課學習（一）認識各種形式能的轉(zhuǎn)化1．播放視頻：《運動中的汽車》2．觀察課本，分組討論問題：小汽車行駛時，燃料燃燒釋放的內(nèi)能都哪里去了？供電動機、車燈、音響、空調(diào)使用汽車的機械能，使汽車行駛供電動機、車燈、音響、空調(diào)使用汽車的機械能，使汽車行駛化學能內(nèi)能機械能轉(zhuǎn)移給了有關部件，使其發(fā)熱尾氣帶走一部分電能克服各部件間的摩擦3．討論課本所示的現(xiàn)象中，能的轉(zhuǎn)化情況a：原子能（核能）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、電磁輻射能等b：植物的化學能轉(zhuǎn)化為人體的化學能c：電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能、內(nèi)能4．教師小結(jié)：在自然界里，有各種各樣的運動形式，每一種運動形式都有一種相應的能，隨著物體運動形式的轉(zhuǎn)化，能的形式也隨著轉(zhuǎn)化，這是自然界的普遍現(xiàn)象。（二）人類對能量轉(zhuǎn)化的進一步研究——能量守恒定律的確立1．閱讀討論（1）古希臘的運動不滅思想（2）近代笛卡爾、萊布尼茲等科學家宇宙運動量不滅思想（3）邁爾、焦耳、亥姆霍茲的研究邁爾：研究分析了25種形式能量的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)總能量不變（守恒）。焦耳：研究分析了電能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化，機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化，電能、化學能、機械能間的相互轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn)總能量守恒。亥姆霍茲對人類關于能量轉(zhuǎn)化與守恒研究的總結(jié)與概括——能量守恒定律的建立。2．師生總結(jié)——能量守恒定律的內(nèi)容能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。3．教師講述——對定律的理解：關鍵詞——轉(zhuǎn)化（能的形式）、轉(zhuǎn)移（能的載體），守恒（能的總量）（1）能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失（2）能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者有一個物體轉(zhuǎn)移到另一種物體（3）在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能的總量保持不變4．教師講述——能量守恒定律建立的意義能量守恒定律的建立過程，是人類認識自然的一次重大的飛躍，也是人類思想史上的一次飛躍，是哲學和自然科學長期發(fā)展和進步的結(jié)果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式，和諧美是科學的魅力所在。這么普遍，這么重要的科學規(guī)律，卻有著如此簡潔和諧的表述，這就是物理規(guī)律的簡潔美，和諧美，也是物理學的簡潔美，和諧美。5．學生討論——“案例分析”（1）第一類永動機的設計思想是什么？不消耗能量或少消耗能量而做大量的功。（2）這能實現(xiàn)嗎？聽起來，就像天上掉餡餅。“沒有免費的午餐”，應該不會實現(xiàn)。仔細分析可以看出，重錘產(chǎn)生的兩個方向的轉(zhuǎn)動力矩總是平衡的，即就是讓它轉(zhuǎn)起來，但轉(zhuǎn)動過程中由于要克服各部分間及與空氣的摩擦而消耗機械能，所以不可動永遠轉(zhuǎn)動下去，永遠對外做功。人類的任何創(chuàng)造發(fā)明，都不能違背自然規(guī)律。6．學生討論——能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移有方向性嗎？回顧必修1所學的機械能守恒定律有關內(nèi)容及日常實力進行討論。三、案例分析質(zhì)量為m的子彈以水平v0射入速度v0沿同一方向運動的木塊中，木塊質(zhì)量為M。當子彈進入木塊的深度為d時，子彈和木塊的速度分別v為和v0，若子彈和木塊的相互作用力為F，不計木塊與水平面的摩擦力及空氣阻力，證明這一過程中子彈和木塊總共損失的動能為ΔEk=FD．證：從子彈接觸木塊到進入d，對子彈運用動能定理有：；對木塊運用動能定理有：。這一過程中子彈、木塊系統(tǒng)總共損失的動能是：，由于s1-s2=d，所以有四、鞏固練習1．下列說法正確的是（）A．燃料燃燒時把自己的熱量釋放出去，它還會自動聚集起來供人類重新利用B．熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫問題，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體C．自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源D．兩種氣體放到一個容器內(nèi)，總會均勻地混合到一起，但不會再自發(fā)地分離開來。2．指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況（1）植物的光合作用；（2）雨天時發(fā)生雷電；（3）人在跑步時，身體發(fā)熱；（4）手搖發(fā)電機發(fā)電使燈泡發(fā)光；（5）風吹動帆船前進。3．一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大?。ń^對值）為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為G，空氣阻力做功的大小為D．當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變（指末態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？五、教師小結(jié)能量守恒定律的變式表述：（1）物體系統(tǒng)內(nèi)，某些形式能的增加等于另一些形式能的減??；（2）物體系統(tǒng)內(nèi)，某些物體的能量的增加等于另一些物體的能量的減小。【教學評價】評價項目評價標準（100分）等級（分）自評組內(nèi)評教師評優(yōu)秀良好一般較差知識與技能能列舉各種形式的能量151085能列舉各種能量之間的轉(zhuǎn)化及同種能量之間的轉(zhuǎn)移10753知道不同能量形式的轉(zhuǎn)化過程中能量的總量保持不變10753過程與方法能夠靈活運用實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)分析現(xiàn)象、歸納現(xiàn)象、表達結(jié)論的能力12863能夠熟悉運用實驗法、觀察法，增強實驗操作能力和實驗觀察能力12863能舉出日常生活中能量守恒的實例151086情感態(tài)度與價值觀課堂上積極參與，積極動手、動腦8642小組成員間配合默契，彼此互幫互助8642運用能量守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識10853【板書設計】各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化能可以由一個物體轉(zhuǎn)移給另一個物體各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化能可以由一個物體轉(zhuǎn)移給另一個物體能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。應用：對于一個系統(tǒng)來說，一種形式能的減少，等于另一種形式能的增加?！窘虒W反思】1.優(yōu)點通過探究型學習方式突出了學生學習的主題地位，并加強了學生之間的合作學習。在討論環(huán)