浙教版科学九年级上册教学设计：第8节能量的转化与守恒

教 学 设 计 课 题 第 8 节 能量的转化与守恒 课 型 新授课 日 期 11.1 教学目标 1、认知领域：知道各种形式的能可以相互转化，能举出日常生活中能量转化的例子，知道电能 特点。理解能的转化和守恒定律，能用能量守恒观点分析自然现象。 2、技能领域：学会各种形式能相互转化的规律。 3、情感领域：领悟各种能量能相互转化，形成正确的物质世界观念。 重点 难点 分析 重 点 能量的转化和守恒定律 难 点 能量的转化和守恒定律 教学准备 多媒体课件，小球 板书设计 第 9 节能量的转化和守恒 定律→应用→意义 教 学 预 设 设 计 意 图 师：同学们，从小到现在，你们有没有想象过创造一些不用力的机器来帮助你做事情 生：有 师：其实这种精神不仅在常人的脑中拥有，而且在科学家的脑也时刻存在。在 13 世纪， 法国人亨内考设计了一种"魔轮"。他在一个轮子的边缘上等距地安装 12 根活动短杆， 杆端分别套上一个重球。无论轮子转到什么位置，右边的各个重球总比左边 教 学 预 设 设 计 意 图 的各个重球离轴心更远一些。亨内考设想，右边更大的作用特别是甩过去的重球作用在 离轴较远的距离上，就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去，至少要转 到轮轴磨坏时为止。同学们，你们认为这种方案好不好，可行吗？说说你的理由？ 学生说明： 师：可惜这个装置的轮子转动一两圈后就停了下来。后来的人们为了能追求更好的永动 机，便对永动机做了各个方面的改装，发明了各种各样的永动机，如… 但可惜的 是依然没能实现，科学家试着从不同的角度去解释这种原因，却很难让人们认可，最后 经过科学家的不断努力，找到解释的最佳角度，你知道是哪个角度吗？点击课件，展示 “能量” 活动一：根据能量转化的顺序来排序，并讲述能量转化的故事 两个活动一起做完后，请学生来说说，你还举出一个例子吗？ 学生举例：略 师：在能量的转化过程中，有人提出了一些困惑，你能帮他解释吗？ 点击课件： 1、通过以上的例子，你能说说某些能量会无缘无故地消失，而有些能量会自然创生？ 2、从太阳能转化到最终的机械能，能的总量减小，是否可以说明能量在转化或转移 过程会无缘无故地减小？ 学生讨论回答：略 计算：用如图所示的滑轮组提升重为 300 牛的重物，动滑轮重 30 牛，使重物上升 2 米 （摩擦及绳的重力不计），则（1）拉力要多大？做多少功？消耗体内多少焦的化学能？ （2）克服物体重力做了多少功？消耗的化学能与做的功一样吗？为什么会这样？ 学生计算并展示其计算结果。 教师总结：消耗总的化学能＝克服物体重力做的功＋一些额外功在能的转化过程中，能 的总量保持不变 针对第一幅图说说能量的减小是由于其它额外的能量流失的存在。 学生说说：请你说说下列三幅图中的能量转化，并指出能量转化过程中，流失或转化成 哪些额外的能量？ 1、电风扇转动 电动小车 手按热水袋取暖 再填空，得出能量转化和守恒定律并板书：略 师：能量守恒定律为什么不能象牛顿第一定律、阿基米德定律、欧姆定律一样不用科学 家的名字命名，其实这与它的发现过程有一定的关系 在 13 世纪人们发明永动机开始，人们做过很多的尝试，但都不能成功，人们试着用 过很多的方法去解释，比如伽利略却用“动量”这一概念来表述，把它定义为速度与重 量的乘积，以此作为物体运动的量度，莱布尼兹则以“活力”来解释，但这些还不解决 问题。直到 1807 年，英国物理学家托马斯．扬创造了“能”这个概念来表示活力，随 着科技的发展，19 世纪的前三十多年中，人们把认识领域从机械运动扩展到电磁运动、 热和化学运动方面来，从而有了一系列关于电能与机械能、热能、化学能相互转化的实 验结果，这就为能量守恒和转化定律的发现提供了充分的根据。直到 1840 年，德国 26 岁的青年医生迈尔（J．R．Mayer，1814－1878）随船从荷兰驶往东印度。当远洋轮航 至热带海域时，船医迈尔发现海员患病者静脉血液比在欧洲时红亮。他认为这是由于血 液含氧较多的缘故。因为在热带高温条件下，人的机体只需要从食物中吸收较少的热量 就足够了，所以人体中食物的氧化过程减弱了，静脉血里留下的氧就比较多。由此，迈 尔联想到人体内的食物所含的化学能就像机械能一样，可以转化为热能。发表这些言论 之后，大家都骂他是疯子，包括家里人。学术界偏见的打击使迈尔的精神受到严重刺激。 1849 年 5 月 28 日，迈尔从二层楼窗口跳下自杀未遂。大致恢复健康以后，他又写了一 篇关于热的机械当量的论文。1851 年，他被关进精神病院，受到残酷折磨。1853 年恢 复自由，可是精神却从此再未恢复正常，以致在痛苦中度过了二十多年的余生。 与此同时，英国的业余物理学家焦耳发现了著名的焦耳定律。焦耳根据这一实验 设想电能因阻力而转化为热能，与此同时，26 岁的德国物理学家赫尔姆霍茨（Helmholtz， 1821－1894）在柏林物理学会上宣读了他从研究动物热的途径中发现了能量守恒和转化 定律的论文：《活力的守恒》。 老师引导学生认识科学研究的精神。 师：下面同学们能否根据能量守恒定律来解释一下永动机不能永动的原因？视频 小结：看来不遵循能量守恒定律的事件不能发生，但遵循能量的转化和守恒定律的事件 是否一定会发生呢？ 举燃煤和爬竿比赛为例，请学生再举例子 师：能量的转移和转化有一定的方向性，通过对煤的化学能转化为电能方向性的分析， 那你认为这种方向性在现实自然界中有什么指导的意义吗？ 说明能源的流失，要值得大家去珍惜，如何开发新能源 教 学 反 思 1、本节课中设计以故事来将能量转化进行连接，但课堂中没有用到故事连接，可否将故事改为能量 流程，但教材的设计的目的主要是培养学生的表达能力，是否妥当有待斟酌。 2、能量的转化有一定的方向性的课堂教学中有一个问题：看来不遵循能量守恒定律的事件不能发生， 但遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？这个问题学生的理解能力有限，特别后面的 例子可用原来煤的燃烧例子询问学生能否将能量倒过来，从而让学生得到能量的流动有一定的方向 性。