初中科学浙教版（2024）九年级上册能量的转化与守恒表格教案

这是一份初中科学浙教版（2024）九年级上册能量的转化与守恒表格教案，共4页。教案主要包含了关注生活，引入新课，分析推理，概念建构，知史分析，观念应用，总结新知，观念应用等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
科学
年级
九年级
学期
秋季
课题
能量的转化与守恒
教科书
书 名：浙教版初中科学教材
出版社：浙江教育出版社 出版日期：2012年7月
教学目标
1. 通过归纳演绎，举例认识能的转化的普遍性，能举出能的转化与转移有一定方向性的实例。
2. 通过了解科学史，知道能量守恒定律，初步了解永动机是不可能实现的。
3. 初步形成能量转化与守恒观念，树立节能和提高能源效率的意识。
教学内容
教学重点：
1. 通过举例生活实例，认识能量转移和转化的普遍性与方向性。
2. 通过了解科学史，形成能量守恒观念。
教学难点：
1. 通过分析实例、了解科学史，树立能力转化与守恒观念。
2. 应用能的观念分析提高能源利用率的方法，树立节能和提高能源利用效率的意识。
教学过程
一、关注生活，引入新课
【情境】随着生活水平的提高，小区高楼林立。生活中我们经常会看到静止高空抛物的标语，新闻中也偶发高空抛物伤人事件，那么高空坠物真的会有如此大的危害吗？
二、分析推理，概念建构
【视频】实验：高空抛物的危害
【提问】通过视频可以发现，实验者将水球从4楼扔下，水球竟然将车顶砸得凹陷进去。既然水球能将车顶砸凹，说明它具有能量。根据之前的学习，你知道高空坠落的水球具有哪些形式的能量呢？
【分析】水球的机械能转一部分转移为汽车的机械能，另一部分转化为小车的内能。通过这个例子可知，能量可以在水球和小车间转移，能量形式也可以转化。
【提问】同样的，生活中是否也存在能量转移或转化的现象呢？
【展示】请同学们仔细观察图片，思考下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生了怎样的变化？
【分析】金属勺放入热水中，水温下降，金属勺的温度上升，热水的内能一部分转移为金属勺的内能；ab两个重物用一根细线挂在定滑轮上，a物上升的同时b物下降，由此可知b的势能转移为a的势能。
【归纳】能量可以在两个物体之间发生转移。
【提问】请同学们再仔细观察这两幅图：森林火灾和特技跳伞。这两幅图中体现出来物体具有哪种形式的能量，物体的能量发生了怎样的变化？
【分析】发生火灾时，燃烧伴随着发光发热的现象，化学能转化为了光能和热能，特技跳伞运动员具有势能，随着下落的过程运动员速度加快，且与空气摩擦温度升高，势能转化为动能和热能。
【归纳】能量形式也可以转化。通过大量实例可知，能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。
【应用】读模分析：火力发电厂是如何发电的？有哪些形式的能量发生了转化呢？
【分析】燃烧煤或天然气产生的蒸汽能驱动涡轮机转动，从而带动发电机发电。在此过程中煤或天然气具有的化学能转化为蒸汽的内能；推动涡轮机转动，由内能转化为机械能；带动发电机发电，又由机械能转化为了电能。因此，能量也可以在多个物体之间发生转化。
三、知史分析，观念应用
【提问】通过大量实例，我们定性判断出能量可以发生转移或转化。在此过程中，能的总量究竟是增加了还是减少了，亦或是不变呢？
【过渡】早在19世纪，各国科学家也有类似的疑问并不断致力于研究。接下来，我们一起回溯历史，了解焦耳的实验设计与测量结果。
【视频】焦耳的实验设计与测量结果。
【科学史】通过焦耳大量的测定可知，能在转化的过程中总量保持不变。这一结论也得到了许多科学家测量数据的支持。19世纪，大批科学家致力于研究能转移与转化过程中量的变化，得到了大量数据。1842年迈尔曾提出了机械能和热量的相互转换原理，测量得出1g水从0℃至1℃时吸收的热量等于相同质量的水下降365m所做的功；1843年科耳丁发表了测定热功当量的实验结果；1847年亥姆霍兹根据力学定律全面论述了机械运动、热运动以及电磁运动的“力”互相转换和守恒的规律等等。
【归纳】各国的科学家通过长期探索，最终发现能量既不会消灭也不会创生，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化与守恒定理。它是科学史上最重要的发现之一，它把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系的世界图景。这是自然界最普遍最重要的基本定理之一，无论是机械运动还是生命运动，无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个定律。
【提问】那么遵循能量转化与守恒定律的事件，是否一定会发生呢？小车能自发恢复凹陷从而使水球上升至4楼吗？
【分析】能量只能从水球转移或转化到小车上，而不能相反，说明能量的转移与转化具有方向性。再比如当一块炙热的铁块，从投入水中，铁块会自发地从水中吸收热量，使自己变得炙热吗？杂技演员沿竹竿下滑时，手和竹竿会自发的降低温度，从而使杂技演员的位置升高吗？当然不行。能量只能从高温的铁块转移到低温的水上；或从杂技演员的机械能转化为竹竿和手的内能，而不能相反，这说明能量的转移跟转化具有一定的方向性。
四、总结新知，观念应用
【小结】能量可以在两个物体之间转移，也可以从一种形式转化为另一种形式。在转移或转化过程中能的总量不变，且具有一定的方向性。
【应用一】达芬奇曾设计了一个永动机，一只圆轮里面装有可以自由滚动的重钢球，利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边离轮心远些的地方，这样在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个永动机能旋转不熄吗？为什么？
【应用二】既然能量是守恒的，能量的转移和转换又具有一定的方向性，那么如何运用今天所学的观念服务生产生活，提高能源的利用效率呢？
【分析】以照明工具为例，普通白炽灯在发光的过程中伴随着发热现象，因此电能一部分转化为光能，另一部分转化为热能。为提高能源利用效率，根据照明工具的用途，我们希望电能尽可能多的转化为光能，而减少转化为热能的部分。普通白炽灯正常工作时温度在2500℃以上，因此，为提高能源效率我们希望，相同功率的灯泡工作时温度越低越好。根据这个思路，科学家逐步设计制作出正常工作时温度约为680℃的荧光灯、正常工作时温度在65℃以下的LED灯以，减少电能转化为热能的部分，从而提高电能转化为光能的转化效率，实现光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用。同样的，科学家致力于寻找常温超导材料也是为尽可能减少电器在使用过程中电流的热效应，从而提高能的转化效率。因此，我们可以尽可能减少能量向人类不需要的方向的转化，努力使得能量朝着人类所需要的方向转化，以提高能量利用效率，实现节能环保。
【课后练习】1.收集近期高空坠物的新闻，绘制一份禁止高空抛物的宣传报；2.收集生活中节能和提高能源效率的做法，撰写一份能源可持续发展报告书。