滬科版九年級(jí)物理 （能量的轉(zhuǎn)化與守恒）能源、材料與社會(huì)教學(xué)課件

第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

我們已學(xué)過(guò)機(jī)械能、電能和內(nèi)能等，下面，我們還將學(xué)習(xí)化學(xué)能和核能.化學(xué)能是由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的能量.一、多種形式的能量1.化學(xué)能

木材的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒時(shí)產(chǎn)生的光和熱就來(lái)源于木材里儲(chǔ)存的化學(xué)能；食物也具有化學(xué)能，人們的生活、工作所消耗的能量就來(lái)源于食物里儲(chǔ)存的化學(xué)能.

核能是由于核反應(yīng)，物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量.我國(guó)第一顆原子彈爆炸我國(guó)第一顆氫彈爆炸2.核能二、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化物體碰撞時(shí)，動(dòng)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體.1.能量的轉(zhuǎn)移光能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能植物吸收太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用燃料燃燒時(shí)發(fā)熱太陽(yáng)能電池2.能量的轉(zhuǎn)化各種形式的能可以互相轉(zhuǎn)化機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面水電站里水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電鉆木取火結(jié)合圖中給出的實(shí)例，你能做些補(bǔ)充嗎？太陽(yáng)光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽(yáng)能是我們今天所用大部分能量的源泉.地球上的生命活動(dòng)離不開(kāi)太陽(yáng)能.三、能量守恒定律（2）減少的機(jī)械能到哪里去了？小球跟空氣和地面摩擦，一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.（1）小球的高度逐漸降低說(shuō)明了什么？說(shuō)明了小球的機(jī)械能逐漸減少.能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)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，而能的總量保持不變.能量守恒定律想一想：玩具小丑在跳動(dòng)過(guò)程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？它遵守能量守恒定律嗎？討論：有人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)，下圖是一些永動(dòng)機(jī)的模型.這種機(jī)器有可能制成嗎？為什么？能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性.問(wèn)題：

遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是否一定會(huì)發(fā)生呢？四、能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性室溫情況下，熱茶水會(huì)自動(dòng)向空氣中放熱而變?yōu)楸鶈?？我們從石油中提煉出汽油，?nèi)燃機(jī)把能源中儲(chǔ)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的機(jī)械能、內(nèi)能.這些機(jī)械能、內(nèi)能無(wú)法再轉(zhuǎn)化回可以被利用的能源.化學(xué)能內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能火力發(fā)電廠(chǎng)把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用.用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，這些能量無(wú)法再變回能源.化學(xué)能內(nèi)能內(nèi)能電能在熱傳遞的過(guò)程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反.如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量.例如電冰箱就需要消耗電能.

汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動(dòng)地用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē).

能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的.人們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量.多種形式的能量化學(xué)能核能能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化能量之間是可以相互轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的地球上的能源主要來(lái)自于太陽(yáng)能量守恒定律能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性能量的轉(zhuǎn)化與守恒課堂小結(jié)1.在下列事例中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A.鐵棒在火上烤得很熱B.汽車(chē)緊急剎車(chē)，輪胎發(fā)熱C.燃燒木材取暖D.給電爐通電，電爐發(fā)熱課堂訓(xùn)練B2.在各種形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A.機(jī)械能一定守恒B.各種形式的能量都守恒C.各種形式的能的總量一定守恒D.只有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C

3.一支向高空瞄準(zhǔn)的步槍?zhuān)蹌?dòng)扳機(jī)后射出一顆子彈，子彈沒(méi)有擊中目標(biāo)，最后下落陷在土地中.請(qǐng)你說(shuō)出以上過(guò)程中發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)化.火藥的化學(xué)能燃?xì)獾膬?nèi)能子彈的機(jī)械能空氣、土地的內(nèi)能20.1能量的轉(zhuǎn)化與守恒

情境導(dǎo)入老師引導(dǎo)：這些實(shí)例中，物體的內(nèi)能增加了，是由其他形式能轉(zhuǎn)化來(lái)的或是從其他物體轉(zhuǎn)移來(lái)的，今天要學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中數(shù)量之間有什么關(guān)系？1.刀具在砂輪上磨削時(shí)，為什么會(huì)刀具發(fā)熱？原因是通過(guò)摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.在暖氣片上放有一瓶冷水，過(guò)一段時(shí)間后水會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因？變熱，這是通過(guò)熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。提問(wèn)：（1）知道各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的。（2）知道在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能量的總量是保持不變的。（3）列舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。（4）有用能量守恒的觀(guān)點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。本節(jié)目標(biāo)預(yù)習(xí)反饋1.燃料的燃燒是一種_______變化，燃燒時(shí)產(chǎn)生的光和熱就來(lái)源于燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能。2.能量守恒定律：能量既不會(huì)___________，也不會(huì)___________，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到________________，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的_________________。.憑空消滅憑空產(chǎn)生其他形式另一個(gè)物體總量保持不變化學(xué)課堂探究一.多種形式的能量1、化學(xué)能1）燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，燃燒時(shí)產(chǎn)生的光和熱就來(lái)源于燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能。2）食物也具有化學(xué)能，人們的生活、工作所消耗的能量就來(lái)源于食物里儲(chǔ)存的化學(xué)能。課堂探究2、核能通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量我國(guó)第一顆原子彈爆炸我國(guó)第一顆氫彈爆炸課堂探究3、常見(jiàn)的能量形式還有：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、光能、太陽(yáng)能、生物能、原子能等風(fēng)能：地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能太陽(yáng)能：一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電生物能：太陽(yáng)能通過(guò)綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)部的能量。課堂探究這些物體有什么能量？重力勢(shì)能內(nèi)能化學(xué)能例1：關(guān)于能量的大小，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．物體能做的功越大，它的能量也越大B．運(yùn)動(dòng)速度越大的物體，動(dòng)能也越大C．人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其機(jī)械能總量保持不變（不計(jì)空氣阻力）D．質(zhì)量越大的物體，被舉得越高，其重力勢(shì)能就越大B解：A、能量是物體做功的物質(zhì)基礎(chǔ)，物體能夠做的功越多，說(shuō)明具有的能量越大．故A正確；B、動(dòng)能與質(zhì)量和速度都有關(guān)系．所以速度較大的物體，質(zhì)量不確定，動(dòng)能不確定．故B錯(cuò)誤；C、不計(jì)空氣阻力，人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，但機(jī)械能總量保持不變．故C正確；D、重力勢(shì)能與質(zhì)量和高度都有關(guān)系．所以質(zhì)量較大的物體，被舉得越高，其重力勢(shì)能越大．故D正確．故選B．典例分析二、能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移想想做做：觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象，說(shuō)一說(shuō)發(fā)生了那些能量的轉(zhuǎn)化。①天冷時(shí)，來(lái)回搓手取暖。②在黑塑料袋內(nèi)裝上水，插入溫度計(jì)后系好，放在陽(yáng)光下。③將連在小電扇上的太陽(yáng)能電池對(duì)著陽(yáng)光。④用鋼筆在頭發(fā)或毛衣上摩擦后在靠近細(xì)小的紙片。課堂探究鉆木取火水電站里水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能課堂探究課堂探究

太陽(yáng)光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽(yáng)能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類(lèi)的日常生活，也無(wú)法離開(kāi)陽(yáng)光。課堂探究植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能植食動(dòng)物從植物獲取能量，轉(zhuǎn)化為熱能和化學(xué)能肉食動(dòng)物通過(guò)捕食植食動(dòng)物獲取能量課堂探究煤氣灶做飯化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能課堂探究太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能課堂探究太陽(yáng)能熱水器光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)燃機(jī)車(chē)內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能課堂探究熱機(jī)做功沖程化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能課堂探究牛刀小試：1.如圖,分析小球在擺動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化

(1)小球上升時(shí),

轉(zhuǎn)化為

。(2)小球下降時(shí),

轉(zhuǎn)化為

。動(dòng)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能課堂探究(3)小球?yàn)槭裁醋罱K會(huì)停下來(lái)?提示:小球在擺動(dòng)的過(guò)程中,除了勢(shì)能和動(dòng)能不斷地相互轉(zhuǎn)化之外,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還要產(chǎn)生熱,所以造成機(jī)械能不斷減小,因此小球最終會(huì)停下來(lái)。如果將內(nèi)能一并算進(jìn)去,總的能量還是守恒的。參考答案:小球在擺動(dòng)的過(guò)程中,還要產(chǎn)生熱,造成機(jī)械能不斷減小,因此小球最終會(huì)停下來(lái)。課堂探究結(jié)合圖中給出的實(shí)例，你能做些補(bǔ)充嗎？課堂探究列舉實(shí)例：內(nèi)能，光能，機(jī)械能，電能，化學(xué)能任意兩者之間的轉(zhuǎn)化？1、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能:2、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能:3、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能:4、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能:5、光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：6、光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能：7、光能轉(zhuǎn)化為電能：

物體高溫下發(fā)光

熱機(jī)的做功沖程熱電站Ba(OH)2+NH4Cl的反應(yīng)（吸熱）太陽(yáng)熱水器太陽(yáng)帆（光照產(chǎn)生壓強(qiáng)）太陽(yáng)能電池板典例分析例2：世界上還有許多欠發(fā)達(dá)地區(qū)至今用不上電．美國(guó)哈弗大學(xué)的學(xué)生設(shè)計(jì)制作了一種發(fā)電足球，球在被踢的過(guò)程中，其內(nèi)部裝置能夠發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，用來(lái)點(diǎn)亮LED燈，該過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式是（）A．動(dòng)能→電能→化學(xué)能→光能B．電能→動(dòng)能→化學(xué)能→光能C．動(dòng)能→電能→光能→化學(xué)能D．電能→動(dòng)能→光能→化學(xué)能解：球在被踢的過(guò)程中，其內(nèi)部的小發(fā)電機(jī)工作，是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能；然后再將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中；LED燈發(fā)光時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能；故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選：A．A課堂探究三、能量守恒定律能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。課堂探究

注意:

轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移:轉(zhuǎn)化前后能量的形式不同，轉(zhuǎn)移前后的能量形式相同。總量:能量守恒是指自然界所有能量的總和守恒，而一種能量或幾種能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時(shí)一般是不守恒的。最普遍最重要的定律之一；與發(fā)現(xiàn)細(xì)胞、進(jìn)化論一起被恩格斯稱(chēng)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。課堂探究向地球要熱地球內(nèi)部的熱量主要是地球內(nèi)放射性元素衰變時(shí)釋放出來(lái)的。我國(guó)是最早研究和開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源的國(guó)家之一。課堂探究

利用地?zé)岚l(fā)電，是開(kāi)發(fā)地?zé)岬暮棉k法，我國(guó)西藏的羊八井地區(qū)就有地?zé)犭姀S(chǎng)，北京地區(qū)也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多處地?zé)峋?。課堂探究想想議議

如圖，構(gòu)思的是一種不需要耗用任何能量而永不停止工作的機(jī)器——“永動(dòng)機(jī)”，討論一下，這種構(gòu)思能成功嗎?一種設(shè)想中的永動(dòng)機(jī)

分析:這種構(gòu)思不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐胧箼C(jī)器持續(xù)不斷地做功，就要消耗能量，將流到低處的水抽回到高處，顯然這種永動(dòng)機(jī)是違反能量守恒定律的。課堂探究科學(xué)小資料形形色色的永動(dòng)機(jī)

課堂探究蒸汽

汽輪機(jī)

發(fā)電機(jī)

煤

電爐

利用蒸汽機(jī)和發(fā)電機(jī)的“永動(dòng)機(jī)”

課堂探究課堂探究課堂探究盛水的大桶

課堂探究課堂探究典例分析例3：在各種形式的能量相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是:（）A．機(jī)械能一定守恒B．各種形式的能量都守恒C．各種形式能的總量一定守恒D．內(nèi)能一定守恒解：各種能量形式互相轉(zhuǎn)換是有方向和條件限制的，能量互相轉(zhuǎn)換時(shí)其量值不變，表明能量是不能被創(chuàng)造或消滅的．因此各種形式能的總量一定守恒，單一的某一種形式的能或幾種能不一定守恒，故C選項(xiàng)說(shuō)法正確．故選C．C本課小結(jié)一、多種形式的能量二、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化化學(xué)能、核能、機(jī)械能、、、、能量可以從空間的一處轉(zhuǎn)移到另一處能量的形式可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。三、能量守恒定律拓展練習(xí)2.根