第十四章內(nèi)能的利用第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒本章通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論能量的轉(zhuǎn)化方式，引出各種能量在一定

條件下都可以相互轉(zhuǎn)化，自然引出能量守恒定律。通過對(duì)四沖程內(nèi)燃機(jī)工

作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)；大致了解內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)能

量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況；了解內(nèi)燃機(jī)在現(xiàn)代生活，特別是交通方面的應(yīng)用。

通過具體分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在利用燃料內(nèi)能方面，也不可避免地會(huì)有一

部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移到其他方面，因此要建立熱機(jī)效率的概念，并與機(jī)械

效率作聯(lián)系和類比。本章內(nèi)容和課時(shí)安排如下：第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒 1課時(shí)第2節(jié)熱機(jī) 1課時(shí)第3節(jié)熱機(jī)的效率

1課時(shí)第4節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易熱機(jī)模型

1課時(shí)一、你愿意接受挑戰(zhàn)嗎？世界上不需耗用任何能量而能永遠(yuǎn)不停工作的機(jī)器存在嗎？你能設(shè)計(jì)

一臺(tái)這樣的機(jī)器嗎？二、你需要學(xué)習(xí)什么？

三、期望你學(xué)會(huì)什么？1.從生活中的實(shí)例分析，理解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。知道能量的轉(zhuǎn)化和

轉(zhuǎn)移有一定的方向性，并用能量守恒的觀點(diǎn)分析簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。2.能夠說出熱機(jī)中能量的轉(zhuǎn)化，理解四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理，學(xué)

會(huì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別。3.理解不同燃料的放熱本領(lǐng)大小，建立熱值的概念，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，

了解常見燃料的熱值。知道內(nèi)燃機(jī)的能量去向，了解熱機(jī)效率的影響因

素，總結(jié)熱機(jī)效率的計(jì)算方法。四、給你支招1.觀察生活中的現(xiàn)象，總結(jié)各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的，在

轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量是保持不變的，用能量守恒的觀點(diǎn)分析

物理現(xiàn)象。2.通過演示實(shí)驗(yàn)，能夠說出熱機(jī)中能量的轉(zhuǎn)化情況，通過自主學(xué)習(xí)，能夠

理解四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理，學(xué)會(huì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別。3.你還可以利用以下或其他的網(wǎng)絡(luò)資源來達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。（1）國(guó)家中小學(xué)精品課堂（2）廣州共享課堂（3）粵教祥云數(shù)字課堂【主題與課時(shí)】人教2025版物理九年級(jí)第十四章第1節(jié)，1課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.

通過做小實(shí)驗(yàn)，知道能量的轉(zhuǎn)化。2.

能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。3.

會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象。知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的

方向性?！驹u(píng)價(jià)任務(wù)】完成任務(wù)一——檢測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)1完成任務(wù)二——檢測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)2、3【資源與建議】能量守恒定律是物理學(xué)的基本定律之一，涉及各種能量，這一節(jié)是從能量觀

點(diǎn)對(duì)以前所學(xué)物理知識(shí)的一次綜合。學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生樹立科學(xué)的世界

觀，形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他學(xué)科技術(shù)都是十分重要的。

任務(wù)一：能量的轉(zhuǎn)化請(qǐng)同學(xué)們用10

min時(shí)間，閱讀教材P20—21“能量的轉(zhuǎn)化”內(nèi)容：（1）完成“想想做做”中的小實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論發(fā)生了哪些能量

轉(zhuǎn)化。（2）參考右圖中給出的兩個(gè)實(shí)例，利用5

min嘗試完成對(duì)圖中的實(shí)例補(bǔ)充，看哪位同學(xué)解答得好。認(rèn)真討論，合理即可。評(píng)價(jià)1：（1）太陽(yáng)能熱水器，

能轉(zhuǎn)化為

能。（2）電暖器取暖，

能轉(zhuǎn)化為

能。（3）電風(fēng)扇工作，

能轉(zhuǎn)化為

能。（4）喇叭通電后擴(kuò)音，

能轉(zhuǎn)化為

能。（5）白熾燈發(fā)光，

能轉(zhuǎn)化為

能和

能。（6）植物光合作用，

能轉(zhuǎn)化為

能。（7）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，

能轉(zhuǎn)化為

能。（8）電池充電，

能轉(zhuǎn)化為

能。光

內(nèi)

電

內(nèi)

電

機(jī)械

電

機(jī)械

電

內(nèi)

光

光

化學(xué)

電

機(jī)械

電

化學(xué)

任務(wù)二：能量守恒定律學(xué)習(xí)活動(dòng)1：探究實(shí)驗(yàn)一：探究能量守恒定律1.

想想議議：觀察演示實(shí)驗(yàn)，小球下落到桌面，并多次被彈起。思考：

為什么小球高度會(huì)逐漸降低？是否丟失了能量？你認(rèn)為減少的機(jī)械能到

哪里去了？由于克服空氣摩擦力做功，機(jī)械能減少，重力勢(shì)能減少，所以高度降低。沒有丟失能量，只是減少的機(jī)械能變成了空氣內(nèi)能。2.

能量守恒定律的內(nèi)容是什么？能量既不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形

式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總

量保持不變。學(xué)生活動(dòng)2：探究實(shí)驗(yàn)二：如圖所示是一種不需耗用任何能量而能永遠(yuǎn)不停工作的機(jī)器—

—永動(dòng)機(jī)。能量守恒定律的建立經(jīng)歷了100多年的漫長(zhǎng)歷史，永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)

現(xiàn)是導(dǎo)致能量守恒定律確立的一個(gè)重要線索。歷史上曾有很多的人從事永動(dòng)

機(jī)的制作（其中也有在科學(xué)史上名聲顯赫的人，如達(dá)·芬奇），都以失敗而告

終。1755年，法國(guó)科學(xué)院宣布，不再審查有關(guān)永動(dòng)機(jī)的任何設(shè)計(jì)。討論一下，這種構(gòu)思能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？不能

討論內(nèi)容略分析幾個(gè)能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的例子：（1）將一高溫物體放入冷水中，在不計(jì)能量損耗的情況下，內(nèi)能是如何守

恒的？（1）高溫物體放出的熱量全部被低溫的冷水吸收，內(nèi)能總量不變。（2）一個(gè)物體從高處自由落下，機(jī)械能是如何守恒的？（2）減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（3）一個(gè)小朋友從滑梯上勻速滑下，動(dòng)能不變，勢(shì)能在減小，所以能量不

守恒，你怎么看？（3）動(dòng)能不變，勢(shì)能減少，機(jī)械能減少，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，小孩與滑梯

摩擦生熱，溫度升高。從以上我們可以看出，任何機(jī)器運(yùn)行時(shí)其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種

形式。如果它對(duì)外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對(duì)外做功，因而永

動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造成功的。學(xué)生活動(dòng)3：能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性自然界中許多自發(fā)的過程都是有方向性的。請(qǐng)學(xué)生們思考以下幾個(gè)問題：1.

熱傳遞過程中，內(nèi)能的轉(zhuǎn)移有什么規(guī)律？?jī)?nèi)能能否自發(fā)地由低溫物體轉(zhuǎn)移

到高溫物體？假如能，它違反能量守恒定律嗎？熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，低溫物體吸收熱量，溫度升

高。內(nèi)能不能自發(fā)地由低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。沒有違反能量守恒定律。2.

在氣體膨脹做功的實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，膨脹出去的氣體能否再

自動(dòng)地回到容器中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？假設(shè)成立，是否違反能量守恒定

律？在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能量的這種轉(zhuǎn)化，說明了什么問題？不能。不違反。能量的轉(zhuǎn)化是有方向性的。3.

黃果樹瀑布中的水，它的下落是自發(fā)的過程，水能否自發(fā)地從低處流

往高處？不能。評(píng)價(jià)2：從以上的事例中我們可以看出，自然界中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也都是有

?

性的。歸納總結(jié)：1.

能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空

，也不會(huì)憑空

，它

只會(huì)從一種形式

為其他形式，或者從一個(gè)物體

?到其他物

體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持

?。2.

永動(dòng)機(jī)是

（選填“可以”或“不可以”）實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗?/p>

?

?。3.

自然界中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都具有一定的

?。方

向

消失

產(chǎn)生

轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)移

不變

不可以

如

果對(duì)外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對(duì)外做功

方向性

A組：夯實(shí)基礎(chǔ)1.

指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移情況。（1）氣體膨脹做功：

?。（2）植物進(jìn)行光合作用：

?。（3）燃料燃燒：

?。2.

在試管內(nèi)裝一些水，用軟木塞塞住，用酒精燈加熱試管使水沸騰，水蒸氣

會(huì)把軟木塞沖出。在水蒸氣沖出軟木塞的過程中，

?的內(nèi)能減少而

軟木塞的

能增加。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

水蒸氣

機(jī)械

3.

冰塊沿地面滑動(dòng)，往往會(huì)逐漸熔化，在這一過程中是

?能轉(zhuǎn)化

為

能，但能量的總量

?。4.

太陽(yáng)是一個(gè)巨大的能源寶庫(kù)，直接利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境。圍繞地球運(yùn)

轉(zhuǎn)的通信衛(wèi)星，其兩翼安裝的太陽(yáng)電池板，能把

?能直接轉(zhuǎn)化

成

能，供通信衛(wèi)星使用。5.

下列過程中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（

D

）機(jī)械

內(nèi)

不變

太陽(yáng)

電

DA.

寒冷天氣快速搓手，手會(huì)感到暖和B.

水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電C.

燒紅的鐵塊放入水中，冷水變熱D.

壺中的水沸騰時(shí)，壺蓋不斷地在跳動(dòng)B組：拓展提高6.

從能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來看，用熱傳遞的方法來改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)

上是能量的

的過程，用做功方法來改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是能量

的

過程。轉(zhuǎn)移

轉(zhuǎn)化

7.

右圖展示了一個(gè)極具想象力的設(shè)想，上面水池中的水流下來，沖擊葉輪轉(zhuǎn)

動(dòng)；葉輪帶動(dòng)打磨輪和水泵的軸轉(zhuǎn)動(dòng)；人利用打磨輪打磨工件，同時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)

的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中……只要一開始在上面水

池中注滿水，就能通過水的上下循環(huán)，使機(jī)器不停地工作。（1）你認(rèn)為，上面水池中流下來的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？

（選填“能”或“不能”）。不能

（2）這個(gè)設(shè)想曾得到不少人的贊許，并把這個(gè)裝置譽(yù)為“永動(dòng)機(jī)”。請(qǐng)運(yùn)

用你掌握的知識(shí)，說明這個(gè)裝置是否真能“永動(dòng)”？

（選填“能”

或“不能”）。原因：

?

?

?

?。（3）該裝置是否遵循能量守恒定律？

（選填“遵循”或“不遵循”）。不能

水從上面流到下面水池過程中，由于打磨物體消耗

能量，故流下來的水不能全部被抽送到上面的水池中，即流下來的水要比抽

上去的水多，隨著時(shí)間的推移，上面水池中的水越來越少，一段時(shí)間后便不

再有水從上面流下來，所以這個(gè)裝置不能夠“永動(dòng)”

遵循

梳理本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容。參考答案【學(xué)習(xí)過程】任務(wù)一：認(rèn)真討論，合理即可。評(píng)價(jià)1：（1）光

內(nèi)

（2）電

內(nèi)

（3）電

機(jī)械

（4）電

機(jī)械（5）電

內(nèi)

光

（6）光

化學(xué)

（7）電

機(jī)械

（8）電

化學(xué)1.

由于克服空氣摩擦力做功，機(jī)械能減少，重力勢(shì)能減少，所以高度降低。

沒有丟失能量，只是減少的機(jī)械能變成了空氣內(nèi)能。2.

能量既不會(huì)憑空消失