1能量的轉(zhuǎn)化與守恒-人教版九2022年級(jí)物理全一冊(cè)設(shè)計(jì)

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(xué)內(nèi)容分析】 “能量的轉(zhuǎn)化與守恒”是新課程人教版九年級(jí)全一冊(cè)第十四章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)前面分別學(xué)習(xí)了機(jī)械能和內(nèi)能，本章共有三節(jié)：熱機(jī)、熱機(jī)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(chǔ)，也是前面分別闡明能量現(xiàn)象的總結(jié)?！緦W(xué)情分析】九年級(jí)學(xué)生，已基本具備獨(dú)立思考、自主探究、小組討論與合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)熱情高，求知欲望強(qiáng)。學(xué)生在本冊(cè)教材前面已經(jīng)學(xué)過(guò)一些能的形式，學(xué)習(xí)了動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換及機(jī)械能的守恒；內(nèi)能的改變。通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)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(xué)習(xí)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(xué)生有一定的知識(shí)儲(chǔ)備和生活積累?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)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(guò)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(shí)例。過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析，理解能量守恒定律的確切含義；通過(guò)對(duì)人類對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的認(rèn)識(shí)過(guò)程的了解，感悟科學(xué)研究的一般方法與過(guò)程；初步建立守恒思想。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過(guò)能量守恒定律的教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)略物理規(guī)律的和諧美和簡(jiǎn)潔美，從欣賞美的角度探究物理規(guī)律，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲；培養(yǎng)學(xué)生參與科技活動(dòng)的熱情，勇于探索與日常生活有關(guān)的物理問題；學(xué)會(huì)運(yùn)用守恒觀點(diǎn)分析物理、生活、社會(huì)現(xiàn)象?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律。難點(diǎn)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移中守恒【教學(xué)方法】1．教師啟發(fā)、引導(dǎo)；2．學(xué)生自主閱讀、思考，并討論交流?！窘虒W(xué)資源】多媒體設(shè)備【教學(xué)流程設(shè)計(jì)】探究自然界中各種形式的能：從中啟發(fā)學(xué)生觀察、猜想、分組討論和總結(jié)得出結(jié)論等方面實(shí)施探究性教學(xué)探究自然界中各種形式的能：從中啟發(fā)學(xué)生觀察、猜想、分組討論和總結(jié)得出結(jié)論等方面實(shí)施探究性教學(xué)溫故知新，引出新課：復(fù)習(xí)關(guān)于內(nèi)能的知識(shí)通過(guò)動(dòng)手探究，加深對(duì)能量轉(zhuǎn)化的理解，分組討論，使學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣并突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位物體之間發(fā)生著通過(guò)動(dòng)手探究，加深對(duì)能量轉(zhuǎn)化的理解，分組討論，使學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣并突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位物體之間發(fā)生著能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，通過(guò)文字解釋中的現(xiàn)象來(lái)闡明物理來(lái)源于生活的觀點(diǎn)【教學(xué)過(guò)程】一、情境創(chuàng)設(shè)1．提出問題：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)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(qǐng)你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。2．播放能量轉(zhuǎn)化的視頻，讓學(xué)生觀看后思考：有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化？3．演示實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入細(xì)沙，拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到細(xì)沙中。思考：小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。小球最后靜止在細(xì)沙中，它所具有的機(jī)械能那里去了？4．演示實(shí)驗(yàn)2：用手提物理課本勻速上升，讓學(xué)生分析機(jī)械能的變化情況。這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，機(jī)械能是怎樣變化的？5．教師講述：物體所處的系統(tǒng)機(jī)械能守恒是有條件的，當(dāng)外力對(duì)物體做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，此時(shí)外力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化。6．聽取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)?；卮饘W(xué)生可能提出的問題。7．引入課題：從這兩個(gè)例子中我們可以看到，機(jī)械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，當(dāng)涉及到多個(gè)能量之間的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，一種能量減少，必有其他能量增加，一個(gè)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(gè)問題的？得出了什么樣的結(jié)論呢？通過(guò)這節(jié)課的討論和學(xué)習(xí)，對(duì)這些問題將會(huì)有明確的認(rèn)識(shí)。二、新課學(xué)習(xí)（一）認(rèn)識(shí)各種形式能的轉(zhuǎn)化1．播放視頻：《運(yùn)動(dòng)中的汽車》2．觀察課本，分組討論問題：小汽車行駛時(shí)，燃料燃燒釋放的內(nèi)能都哪里去了？供電動(dòng)機(jī)、車燈、音響、空調(diào)使用汽車的機(jī)械能，使汽車行駛供電動(dòng)機(jī)、車燈、音響、空調(diào)使用汽車的機(jī)械能，使汽車行駛化學(xué)能內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)移給了有關(guān)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(xué)能轉(zhuǎn)化為人體的化學(xué)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(yùn)動(dòng)形式，每一種運(yùn)動(dòng)形式都有一種相應(yīng)的能，隨著物體運(yùn)動(dòng)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(duì)能量轉(zhuǎn)化的進(jìn)一步研究——能量守恒定律的確立1．閱讀討論（1）古希臘的運(yùn)動(dòng)不滅思想（2）近代笛卡爾、萊布尼茲等科學(xué)家宇宙運(yùn)動(dòng)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(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化，電能、化學(xué)能、機(jī)械能間的相互轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn)總能量守恒。亥姆霍茲對(duì)人類關(guān)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量不變。3．教師講述——對(duì)定律的理解：關(guān)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一種物體（3）在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)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(guò)程，是人類認(rèn)識(shí)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(xué)和自然科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)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(xué)的魅力所在。這么普遍，這么重要的科學(xué)規(guī)律，卻有著如此簡(jiǎn)潔和諧的表述，這就是物理規(guī)律的簡(jiǎn)潔美，和諧美，也是物理學(xué)的簡(jiǎn)潔美，和諧美。5．學(xué)生討論——“案例分析”（1）第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)嗎？聽起來(lái)，就像天上掉餡餅?！皼]有免費(fèi)的午餐”，應(yīng)該不會(huì)實(shí)現(xiàn)。仔細(xì)分析可以看出，重錘產(chǎn)生的兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩總是平衡的，即就是讓它轉(zhuǎn)起來(lái)，但轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中由于要克服各部分間及與空氣的摩擦而消耗機(jī)械能，所以不可動(dòng)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，永遠(yuǎn)對(duì)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(xué)生討論——能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移有方向性嗎？回顧必修1所學(xué)的機(jī)械能守恒定律有關(guān)內(nèi)容及日常實(shí)力進(jìn)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(yùn)動(dòng)的木塊中，木塊質(zhì)量為M。當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度為d時(shí)，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(jì)木塊與水平面的摩擦力及空氣阻力，證明這一過(guò)程中子彈和木塊總共損失的動(dòng)能為ΔEk=FD．證：從子彈接觸木塊到進(jìn)入d，對(duì)子彈運(yùn)用動(dòng)能定理有：；對(duì)木塊運(yùn)用動(dòng)能定理有：。這一過(guò)程中子彈、木塊系統(tǒng)總共損失的動(dòng)能是：，由于s1-s2=d，所以有四、鞏固練習(xí)1．下列說(shuō)法正確的是（）A．燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去，它還會(huì)自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用B．熱量會(huì)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(gè)容器內(nèi)，總會(huì)均勻地混合到一起，但不會(huì)再自發(fā)地分離開來(lái)。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(shí)發(fā)生雷電；（3）人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱；（4）手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光；（5）風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)。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(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功的大?。ń^對(duì)值）為A，斜面對(duì)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(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變（指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能）等于多少？，滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能（指動(dòng)能與重力勢(shì)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?！窘虒W(xué)評(píng)價(jià)】評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（100分）等級(jí)（分）自評(píng)組內(nèi)評(píng)教師評(píng)優(yōu)秀良好一般較差知識(shí)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(guò)程中能量的總量保持不變10753過(guò)程與方法能夠靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)分析現(xiàn)象、歸納現(xiàn)象、表達(dá)結(jié)論的能力12863能夠熟悉運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法、觀察法，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)觀察能力12863能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例151086情感態(tài)度與價(jià)值觀課堂上積極參與，積極動(dòng)手、動(dòng)腦8642小組成員間配合默契，彼此互幫互助8642運(yùn)用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)10853【板書設(shè)計(jì)】各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化能可以由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)物體各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化能可以由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量不變。應(yīng)用：對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一種形式能的減少，等于另一種形式能的增加?！窘虒W(xué)反思】1.優(yōu)點(diǎn)通過(guò)探究型學(xué)習(xí)方式突出了學(xué)生學(xué)習(xí)的主題地位，并加強(qiáng)了學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)。在討論環(huán)