資源簡介

4 能量（教學設計）
年級 八年級 學科 物理 教師
課題 4 能量
教學 目標 物理觀念 1.知道一切物體都是有能量，不同運動形式對應不同能量。 2.初步了解光能、機械能、內能、電能、化學能和核能等能量形式。 3.知道各種能量之間可以轉化，初步懂得利用能量的過程就是不同能量之間進行轉化的過程。
科學思維 從能量的角度認識自然界的物體運動和人類社會的生產生活現象。
科學探究 1.通過聯系生活，觀察教材圖片，讓學生們自己來認識常見的這些能量形式。 2.通過觀察、討論分析初步認識不同能量之間的相互轉化
科學態度 與責任 通過物質世界不同運動和能量形式的認識，尤其對能量轉化利用的認識，使學生們對大千世界有一個概括的具體的認識，拉近了物理與學生之間的距離，感到物理學就在身邊，物理學與我們人類生活、生產、社會發展有著十分密切的關系。
教學 重難點 一、教學重點 1.知道一切物體都具有能量，不同的運動形態對應著不同的能量形式，認識幾種常見的能量形式。（重點） 2.知道不同形式的能量之間可以相互轉化，懂得利用能量的過程就是能量轉移和轉化的過程。（重點） 二、教學難點 1.知道不同形式的能量之間可以相互轉化，懂得利用能量的過程就是能量轉移和轉化的過程。（難點） 2.結合實例，初步了解不同能量之間的相互轉化過程。 （難點）
教學過程
教師活動 學生活動
教學引入 教師：我國嫦娥六號完成背面采樣后，從離地面幾百千米的高空順利返回地面。進入大氣層時，外表溫度迅速上升，劇烈燃燒，遠遠扇動就像一個火球從天而降。嫦娥六號外表的熱焰從何而來？溫度為什么會上升？學習了本節知識，你就會明白其中的奧秘！ 激發學生學習興趣
新課講授 一、能量有多種形式 一、認識能量 1、能量： 使事物發生運動或變化的能力就是能量。能量是度量物體運動的一種物理量。 （1）生活、工作、學習都需要能量； 人們每天必須按時吃飯提供能量，才能正常運動、學習和工作。 （2）生物的生命活動需要能量： 自然界中，綠色植物必須要有太陽提供能量，進行光合作用，才能茁壯生長；其他生物也需要從外界獲得有機物中的能量才能存活； （3）自然界中物質中蘊含著能量： 自然界中的物體具有各種能量，如運動的物體具有能量，被舉高的物體具有能量，生物體內具有能量，燃料中蘊藏能量；食物中儲存著能量……。 問題一：能量的多樣性 活動 1 ：說一說你知道的能量形式。 師生共同討論、交流，然后一起歸納總結幾種最基本的能量形式。 基本的能量形式：光能、機械能、內能、電能、化學能、核能等。 活動 2 ：引導學生分析圖片，認識不同運動形態對應不同的能量形式。 機械能 （2）太陽能： （3）化學能： 人和動物的運動要消耗能，人和動物消耗的能可以從食物中得到補充。可見，食物中儲存著能。儲存在食物中的能屬化學能。 燃料可以燃燒產生熱量，所以燃料中也儲存著能量，燃料中的能量也屬于化學能； 綠色植物光合作用將太陽能轉化為能量儲存在有機物中，有機物中的能量也屬于化學能。 （4）電能： （5）電磁能：用遙控器遙控機器時，遙控器將發出電磁輻射，它具有的能屬于電磁能。 我們每天看到的光也是一種電磁能。 除了可見光外，紅外線、紫外線微波和又射線等都是電磁能的表現形式。 （6）內能（熱能）： （7）核能（原子能）： 討論交流： 夏天經常出現雷電交加的天氣現象。那么，雷電具有哪些形式的能？ 視頻：能量的形式 分析歸納：能量是與物體運動有關的物理量，不同的運動形態對應著不同的 能量形式。從宏觀到微觀，運動的多樣性決定了能量形式的多樣性。 例1　從宏觀到微觀，物質運動的多樣性決定了能量形式的多樣性，下列與其他能量形式不同的是（　　） A.奔跑的獵豹 B.運動場上奔跑的運動員 C.龍卷風 D.電閃雷鳴 【答案】D　 【解析】奔跑的獵豹、運動場上奔跑的運動員、龍卷風都具有與運動有關的能量。電閃雷鳴具有與電有關的能量，故選項D正確。 以學生熟悉的場景進入學習，增加可接受性 以具體可見的數據，為學生提供具體支撐，降低學習難度 引導學生認識到不同的運動形態對應著不同形式的能量，初步形 成從能量角度認識物理的思維方法。
新課講授 二、能量的轉移和轉化 問題二：能量可以相互轉化 活動 3：引導學生討論、交流教室里的各種電器工作時發生怎樣的能量轉化。 如：電燈——電能轉化為光能和熱能；電風扇——電能轉化為機械能。 1、能量轉化： 一種形式的能轉變成另一種形式的能，稱為能量的轉化。 活動 4 ：電能從哪里來？ 教師： 觀察圖片， 和同學一起追蹤小聰家里用的電能的來源。 學生：小聰家里用的電是通過電線從發電廠傳過來的 教師：在火力發電廠，煤炭燃燒，釋放出能量一部分轉化成電能 煤炭是上億年前的植物形成的 植物里儲存的能量來自于太陽 追溯能量的來源，可以發現，我們生活中的大部分能量來自太陽。清晨，看著徐徐升起的太陽，想想身邊的哪些能量來自太陽。 學生討論交流。 2、常見的能量轉化： （1）太陽能轉化： ①太陽能→化學能： 植物光合作用，將太陽輻射中的光能轉化為化學能，儲存在有機物中；太陽能電池 ②太陽能→電能： 太陽能電池板接收太陽能，轉化為電能； ③太陽能轉化為內能： 太陽能熱水器接收太陽能中的熱，轉化成水的內能，使水溫度升高。 （2）電能轉化： ①電能→機械能： 電風扇、洗衣機等家用電器工作時，將電能轉化為機械能； ②電能→熱能： 電飯鍋、電烤箱等工作時，將電能轉化為熱能； ③電能→化學能： 給蓄電池、充電寶等設備充電時，電能轉化為化學儲存起來； ④電能→光能和聲能： 電視機、手機等工作時，電能轉化為聲能和光能； ⑤電能→電磁能： 電磁爐、手機等工作時，電能轉化為電磁能； ⑥電能→光能和熱能： 白熾燈通電時，電能轉化為光能和熱能；……。 （3）機械能轉化： ①機械能→電能： 水力發電、風力發電時，將機械能轉化為電能； ②機械能→熱能： 摩擦生熱，就是機械能轉化為熱能； ③機械能→聲能： 用手拍打物體時，物體會發出聲能，就是將機械能轉化為聲能； …… （4）其他形式的能間的轉化： ①化學能→熱能： 燃料燃燒時，將化學能轉化為熱能； ②化學能→機械能： 汽油燃燒轉化為汽車前進的機械能； ③化學能→電能： 燃燒垃圾、煤等可用于發電，就是化學能轉化為熱能再轉化為電能； ④機械能→聲能： 用手拍打物體時，物體會發出聲能，就是將機械能轉化為聲能； ⑤核能的轉化： 核電站利用核裂變發電，核能轉化為熱能、機械能，最后轉化為電能；原子彈利用核裂變產生巨大能量，核轉化為熱能、光能和聲能等多種能量；……。 在一定條件下，能量可以從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量，這種現象叫能量的轉化。自然界轉化各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉化。如圖為能量轉化示意圖。 3、常見的能量轉移： （1）機械能轉移： ①水力發電時，水沖擊水輪機轉動，水的機械能一部分轉移到水輪機上，使水輪機轉動而帶動發電機發電；風力發電時，風的機械能轉移到風車上，使風車轉動并帶動發電機發電； ②斜面滑下的物體A撞擊另一個物體B，A的機械能一部分轉移給物體B，使物體B能夠運動起來； 2）熱能轉移： 發生熱傳遞時，熱能發生轉移。如，手捧熱水袋，手會感到暖和，這是因為熱水袋放熱，手吸熱，熱能從熱水轉移到手上； 太陽能熱水器吸收太陽輻射中的熱，從而水的溫度升高； 曬太陽、烤火都能使人覺得暖和； 做飯時，用火或電加熱食物，燃料燃燒放出的熱、電熱器通電時產生的熱都可被食物，從而使食物在高溫下變熟； 將一個金屬湯匙的一端放進熱湯中，一會兒就會發現，沒有接觸熱湯的另一端也是很燙的；熱從熱湯中被湯匙的一端吸收并逐漸轉移到測湯匙的另一端，……。 3）化學能轉移： 自然界中，生物之間最重要的關系是食物關系，食物鏈和食物網中各生物之間存在著化學能的轉移：兔子吃草，草中的化學能（儲存在有機物中）轉移到兔子；鷹吃了兔子，兔子體內的化學能（儲存在兔子肉中）轉移到鷹，……。 分析歸納：能量不僅可以從一個地方轉移到另一個地方，不同形式的能量之 間還可以相互轉化，利用能量的過程就是能量轉移或轉化的過程。 4、能量不會消滅也不會創生： 自然界中的能量有的來自太陽輻射能，有的來自地球內部，還有的來自太陽、地球、月球的相互作用等；能量一定條件下會發生轉化或轉移，但是總的能量不會變化。只是由一種形式的能轉化為另一種形式的能，或由一個物體轉移到另一個物體；能量的總量總是保持不變的。 例2如圖是一種新型的風光互補照明燈，它頭頂小風扇，肩扛太陽能電池板，腳踏蓄電池，下列解釋正確的是（　　） A．利用風力發電將電能轉化為機械能 B．太陽能電池板將太陽能轉化為電能 C．照明燈工作時，LED燈是將機械能轉化為光能 D．蓄電池夜晚放電時將電能轉化為化學能 【答案】B 【詳解】A．利用風力發電將風能轉化為電能，故A錯誤； B．太陽能電池板吸收太陽能，將太陽能轉化為電能，故B正確； C．照明燈工作時，LED燈是將電能轉化為光能，故C錯誤； D．蓄電池夜晚放電時將化學能轉化為電能，故D錯誤。 故選B。 例3　下列四種現象中，只有能的轉移而不發生能的轉化過程的是 A．冬天，用手摸戶外金屬時感到冷 B．植物吸收太陽光進行光合作用 C．水蒸氣會把壺蓋頂起來 D．古代人鉆木取火 【答案】A 【詳解】能量的轉移是同一種能量從一個物體轉移到另一種物體或從同一物體的一部分轉移到另一部分，能量的形式不變；能量的轉化則是能量從一種形式轉化為另一種形式，能量的形式發生了改變．用手摸戶外金屬時是發生了熱傳遞，使手的內能減小，金屬的內能增加，熱傳遞過程是內能轉移的過程，A符合題意；植物吸收太陽光進行光合作用，將太陽能轉化為植物的化學能，B不符合題意；水蒸氣把壺蓋頂起來，是水蒸氣對外做功，將內能轉化為壺蓋的機械能，C不符合題意；摩擦可以生熱，使溫度升高，達到木材的著火點，使木材燃燒，D不符合題意，故選A． 例4下列現象中屬于能量轉移的是 ，屬于能量轉化的是 。 ①煤炭燃燒 ②熱水自然冷卻 ③搓手取暖 ④燈泡發光 【答案】 ② ①③④ 【詳解】[1][2]①煤炭燃燒時發熱，將燃料的化學能轉化為內能，屬于能量的轉化； ②熱水自然冷卻，是熱傳遞改變水的內能，屬于能量的轉移； ③搓手取暖，是做功改變物體的內能，機械能轉化為內能，屬于能量的轉化； ④燈泡發光，是電能轉化為光能和內能，屬于能量的轉化。 故屬于能量轉移的是②，屬于能量轉化的是①③④。 讓學生知道利用能量的過程就是能量轉移或轉化的過程。 引導學生從能量轉化的角度認識和理解能量，為后續的物理學習打下基礎。 這部分既有利于學生認識能量的形式，更能認識到能量是可轉化和轉移的
新課講授 三、能量的利用 1．觀察自己家里的家用電器的能量轉化，填寫下表 洗衣機電燈熱水器電扇電視音響電話電能變成其他能量形式
2.將一細鐵絲，來回反復彎折，可以折斷鐵絲，這時發現鐵線是否燙手，分析一下這個過程能量轉化。 3.社會調查：市場有一種新型手電筒，不需要電池，晃幾下就可以照明。通過這些活動讓同學們感受不同能量之間的轉化。 參考答案： 1.電能轉化機械能；電能轉化內能和光能；電能轉化內能；電能轉化機械能；電能轉化光能；電能轉化機械能；電能轉化機械能。 2.機械能轉化內能； 3.機械能轉化電能；
課 堂 練 習 1、在能量的世界里，下列關于能量的說法不正確的是（　　） A. 能量是與物體運動有關的物理量 B. 物質運動的多樣性與能量形式的多樣性之間沒有關系 C. 不同形式的能量之間可以互相轉化 D. 能量可以從一個地方轉移到另一個地方 【答案】B 【解析】能量是與物體運動有關的物理量，物質運動的多樣性決定了能量形式的多樣性，故A正確，B錯誤；不同形式的能量之間可以互相轉化，能量可以從一個地方轉移到另一個地方，這就是能量的轉化和轉移，故CD正確。故選B。 2、從宏觀到微觀，物質運動的多樣性決定了能量形式的多樣性，下列與其他能量形式不同的是（　　） A.奔跑的獵豹 B.運動場上奔跑的運動員 C.龍卷風 D.電閃雷鳴 【答案】D　 【解析】奔跑的獵豹、運動場上奔跑的運動員、龍卷風都具有與運動有關的能量。電閃雷鳴具有與電有關的能量，故選項D正確。 3、（2023山東菏澤定陶期中）下列屬于電能轉化為機械能的是（　　） A.電流通過電爐發熱 B.天然氣燃燒 C.摩擦生熱 D.電流通過電扇使葉片轉動 【答案】D　 【解析】電流通過電爐發熱，即電能轉化為內能，故A錯誤；天然氣燃燒，化學能轉化為內能，故B錯誤；摩擦生熱是機械能轉化為內能，故C錯誤；電流通過電扇使葉片轉動，是將電能轉化為機械能，故D正確。故選D。 4、在火力發電站，運進的是“煤”，送出的是“電”。在這個過程中能量轉化是（　　） A. 化學能→內能→機械能→電能 B. 化學能→重力勢能→動能→電能 C. 機械能→內能→化學能→電能 D. 內能→化學能→機械能→電能 【答案】A 【解析】煤的燃燒將化學能轉化為內能，傳遞給水產生高溫、高壓的水蒸氣； 水蒸氣推動汽輪機轉動，將內能轉化為機械能；汽輪機帶動發電機發電，將機械能轉化為電能。所以能量的轉化過程是∶化學能→內能→機械能→電能，故A符合題意， BCD不符合題意。故選A。 5.運動場上奔跑的運動員具有 能，追溯能量的來源會發現，我們生活中的大部分能量來自 。 【答案】 動 太陽能 【詳解】[1]物體由于運動而具有的能叫動能，運動場上奔跑的運動員具有動能。 [2]從能量的來源來看，“萬物生長靠太陽”，大部分的能量都是來自太陽能。 6．新疆的達坂城號稱“百里風區”，當地的民謠說：“達坂城，老風口，大風小風天天有，小風翻歪樹，大風飛石頭。”這首民謠通俗地表達了風具有 。要實現中國2030年前“碳達峰”的目標，需大力發展風力發電，如圖所示，新驅的風力發電站可以將風能轉化為 ，風力發電的優點之一是 。 【答案】 能量 電能 環保、節能 【詳解】[1]一個物體能對其他物體做功，這個物體就具有能量，“小風翻歪樹，大風飛石頭”說明風能對外做功，所以風具有能量。 [2][3]風力發電是將風能轉化為電能來工作的，利用風力發電的好處是可以節約能源，無污染。 7．自然界中的能量是可以相互轉化的．請你指出下列過程中是由何種能量轉化為何種能量的． （1）水力發電 ； （2）用電爐燒水 ； （3）電燈發光 ； （4）燃料燃燒 ． 【答案】 機械能轉化為電能 電能轉化為內能 電能轉化為內能和光能 化學能轉化為內能 【詳解】（1）水力發電是通過消耗機械能來得到電能的，因此將機械能轉化為了電能； （2）電爐發熱是通過消耗電能來得到內能的，因此將電能轉化為了內能； （3）電燈發光是通過消耗電能來得到內能和光能的，因此將電能轉化為了內能和光能； （4）燃料燃燒是通過消耗化學能來得到內能的，因此將化學能轉化為了內能．
課 堂 小 結 由學生總結本節課的學習內容，強調不同運動形態對應不同的能量，利用能 量的過程就是能量轉移或轉化的過程，引導學生在以后在學習中注意結合能量的 視角思考物理問題。
板 書 設 計
作業 布置 1. 完成教材課后作業：“練習與應用” 2. 配套同步作業
教學反思 本節是能量的初步認識。能量的形式是多樣的，且能量又不是孤立存在的，在天下一定條件下可以發生轉化。要求學生能從大量的事實中了解能量的轉化，對能量轉化的普遍性有一定的認識，對不同形式能量的特點以及能量的轉化、轉移有一定的理解和掌握。

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