初中人教版（2024）第1节 能量的转化与守恒公开课课件ppt

这是一份初中人教版（2024）第1节 能量的转化与守恒公开课课件ppt，共9页。PPT课件主要包含了教学重难点，课堂导入，多种多样的能量形式，探究新知，想想做做，能量的转化，能量的转移，想想议议，能量守恒定律，永动机等内容，欢迎下载使用。
认识自然界中常见的能量形式,知道各种形式的能量之间可以转移和转化；知道能量守恒定律。
通过讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。
通过分析具体的能量转化实例，培养学生的分析和归纳能力，通过讨论交流，培养学生的合作学习能力和表达能力。
培养学生对科学的兴趣和探索精神，激发学生学习物理的热情。使学生认识到能量转化与守恒定律是自然界的基本规律，培养学生的科学世界观。
学习目标-物理学科素养
教学重点：①能量转化与守恒定律的内容及理解。②运用能量转化与守恒定律分析、解释实际问题。
教学难点：①对能量转化与守恒定律普遍性的理解。②如何引导学生从生活实例中抽象出能量转化与守恒的规律，并能灵活运用该规律解决问题。
　　火能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明。摩擦生火第一次使人支配了一种自然力量，而蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。　　我们知道通过做功将其他形式的能量转化为内能。生活中的风能、太阳能、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗?
完成下面一组小实验观察实验中的现象，讨论发生了哪些能量转化。1.来回迅速摩擦双手。
来回迅速摩擦双手时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，导致手部温度升高‌。
摩擦生热，机械能转化为内能。
2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。
过一会儿，可以观察到温度计的示数增加，即袋内水温升高。
太阳光使塑料袋内水温升高，将太阳能转化为内能‌。
3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。
过一会儿，小电扇会转动起来。
①太阳能电池板受到阳光照射时，光子激发半导体材料中的电子，产生电流，将太阳能转化为电能。
太阳能被有效地转化为机械能，驱动小电扇工作。
②通过电动机将产生的电能转化为机械能，驱动小电扇转动。
你还能指出一些事实，说明不同能量之间的转化吗？
如图所示是鄂尔多斯市的“风光互补”照明灯，它头“顶”小风扇，肩“扛”光电池板，腰“挎”照明灯，脚“踩”蓄电池，下列解释合理的是（　　）A.光电池板将电能转化为光能B.小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能C.照明灯将电能转化为光能和内能D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
解：A、光电池板将电能直接转化为电能，故A错误；B、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故B错误；C、照明灯工作时将电能转化为光能和内能，故C正确；D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误。故选：C。
【学习任务一】能量的转化与转移
为了实现国家的可持续发展，我国采用了“西电东送，西气东输，北煤南运”的战略，从物理学的角度其实质就是输送______。从2007年开始国家就采取“关停小火电”措施节能减排，减少二氧化碳的排放，这样做能控制______ 效应的加剧。
解：我国采用了“西电东送，西气东输，北煤南运”的战略，从物理学的角度其实质就是输送能量，从2007年开始国家就采取“关停小火电”措施节能减排，火力发电站的关停，减少二氧化碳的排放，能控制温室效应的加剧。故答案为：能量；温室。
　　自然界中的各种现象都有着密切联系。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
同种形式的能量之间是怎样的情况呢？
能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。
　　摆动的秋千，在停止用力后会越摆越低；掉在地上的弹性小球会跳起，但越跳越低。讨论秋于和小球在运动中的能量转化。
1.为什么它们到达的高度会逐渐降低？
　　秋千和小球在运动过程中会受到空气阻力的影响，这些阻力会使机械能逐渐转化为内能，导致它们的动能和势能减少，而使得秋千摆动的高度和小球弹跳的高度逐渐降低。
秋千和小球在运动中高度逐渐降低的原因是机械能转化为内能‌。
2.是否丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了 ？
①秋千越荡越低，小球弹起的高度比原来低，说明在这个过程中机械能是减少的，机械能不守恒；②秋千和小球在运动的过程中，不可避免的要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能；
1.定义：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总最保持不变。 这就是能量守恒定律。
2.能量守恒定律理解：
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
　　在行驶的燃油汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过发动机做功把内能转化为机械能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量不变。
从日常生活到科学研究、工程技术，这一定律都发挥着重要的作用 。
3.运用能量守恒定律分析问题
燃料的化学能W化学=W有用+W1+W2+ W3
设想制造一种不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫作永动机。
能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能批从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。 因此，根本不可能造出永动机。
　　如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
　　由于水轮机各部件间存在摩擦，在转动时会有部分机械能转化为内能W内能，一部分能量W抽水用来抽水做功。根据能量守恒定律可知： W总=W内能+W抽水，最后抽水的能量小于原来水的总能量，结果会是流下的水不能全部抽回。能量守恒定律知：无法制成永动机。
如图为中国03式远火弹道导弹发射时的情景。导弹引爆后会产生极大的破坏力，引爆时炸药的______能被释放出来，转化为内能、光能等，这一过程中能量的总量______（填“变小”、“不变”或“变大”）。
解：导弹引爆后会产生极大的破坏力，引爆时化学能被释放出来，转化为内能、光能等。根据能量守恒定律可知，这一过程能量的总量不变。故答案为：化学；不变。
【学习任务二】能量守恒定律
　　热是一种常见的现象 。热是什么？　　17世纪以后，根据摩擦生热的现象，许多物理学家认为热是一种特殊的运动形式。　　而热质说将热看成一种没有质量或不可称量的流质——热质 ，认为热质存在于一切物体之中，物体的冷热程度，取决于其中所含热质的多少。　　1798年，英国物理学家伦福德发现钻孔钻下的金属屑具有极高的温度，甚至可以使水沸腾。他认为，用热质说解释摩擦生热现象，钻下的全属屑的比热容要改变很大才行。于是他设计并做了一系列实验，发现钻下的金属屑的比热容在摩擦时并没有降低。根据实验结果，伦福德断言热质说不足为信，应当把热看成一种运动形式。热质说的统治地位开始动摇了。
　　1799年，英国化学家戴维做了更加严格的实验，有力地打击了热质说。此后英国物理学家焦耳做了大量实验，定量地研究了热和功的关系，证明做了多少机械功，就有多少机械能转化成与热相关的能量。焦耳的工作表明热不是一种特殊的物质，同时为能量守恒定律奠定了基础。　　能量守恒定律的建立，彻底否定了热质说，同时为分子动理论的发展开辟了道路。人们认识到：宏观的热现象是物体内部大量分子的无规则运动的表现。 热量不表示物质所含“热质”的多少，而表示在热传递过程中传递的能量的多少。　　透过表面现象追求背后的本质，这是科学家寻根究底、追求真理精神的体现。
自然界中的各种现象都有着密切联系。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
定义：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总最保持不变。 这就是能量守恒定律。
1.（2024秋•市北区校级期中）关于能量的转化，下列说法正确的是（　　）A．植物进行光合作用，光能转化为内能B．酒精燃烧时，化学能转化为内能C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，化学能转化为机械能D．电动机带动水泵把水送到高处，机械能转化为电能
点评：本题考查了对能量的转化和转移的理解，在做这类题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。
解：A．植物进行光合作用，将太阳能转化为化学能，故A错误；B．酒精燃烧时将自身的化学能转化为内能，故B正确；C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能减小，是内能转化为机械能，故C错误；D．电动机带动水泵把水送到高处，消耗了电能，水的机械能增大，是电能转化为机械能，故D错误。故选：B。
2.（2023秋•扶沟县校级月考）如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　）​A．水下落的过程中将动能转化为重力势能B．水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能C．该永动机可以在现实中推广D．这一设想不符合能量守恒定律
点评：解答本题需要清楚，机械能和电能之间的转化并不是100%的转化，在转化的过程中总是会有部分能量的损失。
解：设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，该永动机不可以在现实中推广，故ABC错误，D正确。故选：D。
3.（2024秋•郏县期末）有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是（　　）A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化B．能量守恒定律只适用能量转化过程C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律D．根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变
点评：能量既不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。
解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；故选：D。
4.（2024秋•恩施市期末）美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中内部装置能够发电并将产生的电能储存在蓄电池中用来点亮LED等该过程中的能量转化形式是（　　）A．电能→动能→光能→电能→化学能B．电能→动能→化学能→电能→光能C．动能→电能→光能→电能→化学能D．动能→电能→化学能→电能→光能
点评：解答本题时要注意：蓄电池充电的过程，是将电能转化为化学能；蓄电池放电的过程，是将化学能转化为电能。
解：球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，将动能转化为电能；然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；对外供电时，蓄电池将化学能转化为电能，再通过LED灯发光，将电能转化为光能；故其整个过程的能量转化形式是：动能→电能→化学能→电能→光能，故D正确。故选：D。
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：你知道家用轿车、拖拉机、电动单车等车辆的效率吗？试着了解一下。
轿车、拖拉机和电动单车各有优劣。如果需要快速出行或者长途旅行，选择轿车可能更为合适；如果需要进行农业生产，选择拖拉机则更为适宜；如果作为城市环保出行工具，则电动单车是较好的选择。