人教版九年级物理第十四章-第3节-能量的转化和守恒(提升版)-辅导教学案.docx
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1、第十四章 第3节 能量的转化和守恒 辅导科目物理年 级九年级教材版本人教版讲义类型提升版(适用于考试得分率在60%80%以内的学员)教学目的1知道各种形式的能是可以相互转化的。2、知道各种能在转化的过程中,能量的总量 是保持不变的。 3、能列举出日常生活中能量守恒的实例。重、难点重点:各种形式的能的转化;能量守恒定律难点:区别能量转移和能量转化,并运用能量守恒定律分析具体问题授课时长建议授课时长2小时教学内容【课程导入】(1)请双手不停地来回搓动,体会有何感受?学生动手操作后回答:手心发热.(2)从能量的角度分析下,能量如何变化? 机械能转化为内能.(3)从现象的角度分析,揭示什么关系? 摩擦
2、生热,说明力现象与热现象互相联系.(4)分析的很好.除此之外,自然界中的其他现象之间有联系吗?它们之间的能量可以相互转化吗?在转化过程中有什么规律?下面我们就来讨论这些问题.【新知讲解】知识点一:能量转化与守恒一、能量的转化请自己动手完成教材P27页想想做做中的小实验,注意观察实验现象,并且小组讨论四个小实验中分别发生了哪些能量转化. 实验1:来回迅速摩擦双手,手会感觉到发热.讨论回答:机械能转化为内能. 实验2:黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿可观察到温度升高.讨论回答:太阳能转化为内能. 实验3:太阳能小电扇放在阳光下一会儿,风扇就转动起来.讨论回答:光能转化为电能再
3、转化为机械能. 实验4:钢笔杆或塑料尺在头发上或者毛衣上摩擦几下,能够吸引小纸片.讨论回答:机械能转化为电能.师: 由此可见,自然界中的各种现象之间是互相联系的,在一定的条件下,各种形式的能量都可以相互转化. 在生活中能量的转化现象是普遍存在的,你能说出几个?试着分析看看.1.能量转化:(1)划火柴:机械能转化为内能.(2)用铁锤敲打烧红铁块:机械能转化为内能.(3)小朋友滑滑梯:机械能转化为内能.(4)气体膨胀做功:内能转化为机械能.(5):植物的光合作用:光能转化为化学能.(6水力发电:机械能转化为电能.(7)火力发电:内能转化为机械能再转化为电能.(8)电流通过电热器时:电能转化为内能.
4、(9)电流通过电动机:电能转化为机械能.有关能量转化的事例同学们一定能举出许多,请同学分析教材P27图14.3-1中的能量转化.【拓展延伸】在判断能量是如何转化时,可先找出是哪一种形式的能量减少了,哪一种形式的能量增加了.增加的那一种形式的能量就是由减少的那一种形式的能量转化而来的.总结:(1)在一定的条件下,各种形式的能量都可以相互转化.(2)自然界中的各种现象之间是互相联系的.学生举例,师就学生所举事例引导学生分析,点评.2.能量的转移教师演示实验:把铁丝放在酒精灯上加热;运动的甲钢球撞击静止的乙钢球.提示学生观察,并分析能量如何变化.生:酒精燃烧释放出的内能转移给铁丝,使铁丝内能增加;甲
5、球的机械能转移到乙球.在这种转移的过程中能量形式没有变,只是由一个物体转移到另一个物体.二、能量守恒定律【演示实验】(1)单摆实验;单摆摆动的幅度越来越小,最终停了下来;乒乓球弹跳的高度越来越小,最终停了下来.这是为什么?它们的能量丢失了吗?减少的机械能到哪里去了?(2)把乒乓球从高处释放的实验.乒乓球自由落在地上会弹起来,但是越跳越低,最终会静止不动. 单摆 乒乓球弹起小组讨论:乒乓球弹起的高度越来越低,能量是否消失了?减少的能量到哪里去了?生:思考、讨论和交流,发表各自的见解.教师引导学生分析:单摆、乒乓球克服空气阻力做功,机械能逐步转化为内能.每次机械能减少了多少,内能相应地就增加了多少
6、,因此,总能量并没有变化,只是换了一种形式.由此可见,能量的总量是不变的.教师总结:大量事实证明,在普遍存在的能量的转化和转移过程中,消耗多少某种形式的能量,就得到多少其他形式的能量,能的总量是保持不变的.科学工作者经过长期的实践探索,直到19世纪,才确立了这个自然界最普遍的定律能量守恒定律.1.内容:能量既不会凭空消灭,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,能量的总量保持不变. 2.意义:是自然界最普遍的、最重要的定律之一.在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律.从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象
7、,大到宇宙天体的演变,小到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律. 3.作用:能量守恒定律是人类认识自然的重要依据.人类认识自然,就要根据种种自然现象总结规律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一,而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律. 能量守恒定律是人类利用自然的重要武器.纵观人类科学技术进步的历史,也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史.从原始人钻木取火,到水能的利用;从蒸汽机的发明,到电能的利用;从太阳能的广泛应用,到核能的利用.人类总是在认识、利用能源,逐步实现能量的转化.【拓展延伸】定律中能的转化是指通过做功使能的形式发生了改变,一种形式的能转化为其他形式的能.例
8、如钻木取火就是通过克服摩擦做功,使机械能转化为内能.能的转移是指同一种能从一个物体转移到其他物体上(或者从物体的一部分转移到另一部分),能的形式没有改变.例如热传递过程中,内能从高温物体转移到低温物体.师:很久以前,各国总有人设想制造一个不需要任何能量的永动机,结果梦想都失败了.同学们,你们想一想,为什么他们总是以失败告终?4.永动机:永动机有两种解释:早期的永动机是指不需要能量,且能永远运动下去.能量守恒定律发现之后,第一种永动机被证明不能实现.后来又有人提出另一种永动机,它不违反能量守恒定律,而且既经济又方便.比如,这种机器可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全做功.由于海洋和大气的能量是取
9、之不尽的,因而这种热机可永不停息地运转做功,也是一种永动机.然而在大量实践经验的基础上,英国物理学家开尔文于1851年提出了一条新的普遍原理:物质不可能从单一的热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响.所以这种永动机也是不可能实现的.板书:学生思考、讨论.这种永动机没有可能:因为它违背了能量守恒定律.要使机器持续不断地做功,就要消耗能量把低处的水抽到高处,而做机械运动的各部件间有摩擦,会有部分机械能转化为内能,一部分能量用来对外做功抽水,使流下的水不能全部抽回.违背能量守恒定律的永动机是永远不能制成的。例题【例1】某同学在烧杯中装人质量为100g、初温为20的水,然后用酒精灯给水加热一
10、段时间后,水的温度升高到70,此过程中水的内能增加了_J,水增加的内能_(选填“大于”、“小于”或“等于”)酒精完全燃烧所放出的热量。已知c水=4.2103J/(kg)。【答案】(1).2.1104 (2).小于.【解析】水吸收的热量(水的内能增加值):Q吸=c水m水(t-t0)=4.2103J/(kg)0.1kg(70-20)=2.1104J;由于酒精不可能完全燃烧,有热量散失,且烧杯也会吸收一部分热量,所以,水增加的内能小于酒精完全燃烧所放出的热量。【例2】自然界中,能量的转化和转移过程遵守 定律. 水能和风能都属于 能.【答案】(1). 能量守恒 (2). 机械【解析】能量不能凭空产生,
11、也不能凭空消失,只能从一个物体转移到其他物体或从一种形式的能转化为其他形式的能,能量的转化和转移过程遵守能量守恒定律,水和风是由于运动或具有一定的高度因而具有了对外做功的能力,因此水能和风能都属于机械能。练习1、目前,人类利用核能发电的主要方式是 (选填“核裂变”或“核聚变”)。随着科技的发展,人类 (选填“会”或“不会”)制造出永动机。【答案】核裂变;不会。【解析】核能发电的主要方式是核裂变。核聚变没有核污染,但目前还不能和平利用。永动机是永远也不会制造出来的,因为它违背能量守恒定律。2、家庭中使用电热壶烧开水,能量的转化是_;若4.2105J的热量被水全部吸收,在1个标准大气压下,能将2k
12、g、20的水加热到_。【c水=4.2l03J/( kg)】【答案】电能转化为内能 70【解析】电热壶烧开水是消耗电能,通过电流做功,把电能转化为内能。 t=t0+50=70知识小结 【课堂检测】1.(2019 湖北宜昌市)前段时间,“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点,该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气,通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高,目前仍处在试验阶段),但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是()A氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量C对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹D该车行驶的能量最终来源于水,
13、水是一种能源2.(2019 湖北宜昌)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,活塞被向上顶起。关于这个过程说法正确的是( )A活塞对棉花做功,使棉花温度升高 B缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象C压下活塞的过程中是内能转化为机械能 D活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程3(2019南京)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()A温度相同的物体内能一定相等B汽油机做功冲程中燃气的内能减小C我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多D电能可以使灯泡发光,同时产生内能,这些内能又可以自动地转化为电能4. (2019 四川成都)用两只相同的电加
14、热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示。已知水=1.0103kg/m3,C水=4.2103J/(kg.), 油=0.8103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是( )加热时间(min)0 3水的温度()1828油的温度()1843A.这种油的比热容为1.68103J/(kg.)B.这种油的比热容为2.1103J/(kg.)C.因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能5.(2019 四川省泸州市)西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于20
15、19年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是()A. 火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大B. 火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能C. 北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大D. 北斗导航卫星加速升空过程中,其惯性增大6.(2019 无锡市)如图所示,用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体,能将盒盖喷出很远。此过程中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似( ) A. 压缩冲程 B. 吸气冲程 C. 排气冲程 D. 做功冲程7.(2019 四川攀枝花)如图所示的实验中,打开酒精灯的盖子就能闻到酒精的气味,这说明酒精分子在做 运动。加热一段时
16、间,塞子被冲出,这个过程中能量的转化与四冲程汽油机的 冲程相同。8.(2019东营)目前,人类利用核能发电的主要方式是 (选填“核裂变”或“核聚变”)。随着科技的发展,人类 (选填“会”或“不会”)制造出永动机。9.(2019武汉)如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的机械能会_(填“增大”“不变”或“减小”),火箭外壳的温度会_(填“升高”“不变”或“降低”)。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行,由此可知,从地球上发射的电磁波信号经过_秒后就会被“鹊桥”接收到。10.(2019 湖北省宜昌)近年来,宜
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