粵滬版九年級物理下冊 （能的轉化與能量守恒）能源與能量守恒定律課件教學

第二十章能源與能量守恒定律20.3能的轉化與能量守恒滬粵版物理九年級下冊

學習目標1．通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體，不同形式的能量可以互相轉化。2．知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例。3．初步了解在現(xiàn)實生活中能量的轉化與轉移有一定的方向性。4．認識到日常生活中合理利用能源與節(jié)約能源的重要性。你能說出下列物體所具有的能量嗎？導入新知1知識點能的轉移與轉化能以多種形式存在于自然界，每一種形式的能對應于一種運動形式。機械運動――機械能熱運動――內(nèi)能電荷運動――電能化學運動――化學能

原子核內(nèi)部的運動――核能各種形式的能是可以相互轉移和轉化的。合作探究活動1：能量的轉移一杯放在桌上的熱水冷卻，此過程熱水的內(nèi)能消失了嗎？能量轉移了，從熱水轉移到周圍的空氣中去了。能量的轉移——能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變。內(nèi)能的轉移機械能的轉移水的機械能水輪機的機械能電能的轉移活動2：能量的轉化各種形式的能在一定條件下是可以相互轉化的機械能轉化為電能電能轉化為機械能電能轉化為內(nèi)能太陽能轉化為電能給電池充電時電能轉化為化學能電池放電時化學能轉化為電能食物具有化學能，我們的身體把這種化學能轉化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機械能。風能轉化為電能核電站發(fā)電時的能量轉化鈾核裂變釋放的核能蒸汽的內(nèi)能渦輪機的機械能發(fā)電機發(fā)出電能在能量由一個物體轉移到其他物體，或由一種形式轉化為其他形式的過程中，其數(shù)量方面有沒有變化呢？交流與合作在電動機提升物體的過程中，電動機消耗了什么能？是否都轉化成了機械能？還轉化成哪些形式的能？如果將轉化后的其他形式的能全部加起來，是否應該與所消耗的電能相等？掉在地上的彈性小球為什么越跳越低?你認為這樣的永動機可以制造成功嗎？17～18世紀許多機械專家就已經(jīng)論證了永動機是不可能的。法國科學院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗任何永動機。我國有句俗語：“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草?！蹦阏J為這可能嗎？為什么？為了滿足生產(chǎn)、生活對動力日益增多的需要，歷史上曾有人幻想制造一種機器，它不需要消耗任何動力和燃料，卻能不斷地對外做功，這種機器稱為“永動機”?！纠?】[中考·黑龍江]生活中能量轉化的實例很多。下列描述中正確的是()A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉化為機械能B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉化為化學能C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能D.摩擦起電是把電能轉化為機械能C【解析】

摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過程中，消耗了機械能，內(nèi)能增大，把機械能轉化為內(nèi)能，故A錯誤；燃料燃燒放熱是把化學能轉化為內(nèi)能，故B錯誤；電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能，故C正確；摩擦起電是消耗了機械能，獲得了電能，故是把機械能轉化為電能，故D錯誤。抓住“關鍵點”識別能量的轉移和轉化關鍵點：整個過程中，能量的形式是否發(fā)生改變。（1）若某過程中，能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變，這個過程發(fā)生的是能量的轉移：從能量減少的物體轉移到能量增加的物體；（2）若某過程中，能量的形式發(fā)生變化，這個過程發(fā)生的就是能量的轉化：能量從減少的形式轉化為增加的形式。新知小結【中考·常州】2015年8月18日，記者從紫金山天文臺獲悉，紫金山天文臺隕石博物館進入試開放階段。在加速下落的過程中，隕石與大氣劇烈摩擦、迅速升溫、猛烈燃燒，猶如一顆火球撲向地面。隕石下落過程中，其能量轉化的過程是(

)A．重力勢能—動能—內(nèi)能B．動能—重力勢能—內(nèi)能C．重力勢能—內(nèi)能—動能D．內(nèi)能—重力勢能—動能1A鞏固新知在下列事例中屬于內(nèi)能轉化為機械能的是(

)A．鉆木取火B(yǎng)．厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮，溫度升高C．把熱的工件放到冷水中，水溫升高D．水壺中的水沸騰后，壺蓋被水蒸氣頂起2D2知識點能量守恒定律說一說：一杯放在桌上的熱水冷卻，此過程有能的轉化嗎？熱水的熱能消失了嗎？沒有能量的轉化，只有能量的轉移，從熱水轉移到周圍的空氣思考：自然界中，能量不但能發(fā)生轉移而且還發(fā)生轉化，那么在轉移和轉化過程中遵循什么規(guī)律呢？合作探究大量的研究表明：自然界的能量是守恒的。定義能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。能量守恒定律小球在擺動過程中，能量應該是守恒的，似乎小球應該永遠擺動下去。但事實上，小球在運動過程中與空氣摩擦還要產(chǎn)生熱，則小球的一部分機械能轉化為內(nèi)能，所以小球最后會靜止下來。如果將轉化為的內(nèi)能一并算進去，總能量還是守恒的。“永動機”是不存在的一種永動機的設計模型【例2】根據(jù)能量守恒定律，下列情形可能發(fā)生的是()A.隨著科學技術不斷發(fā)展和提高，永動機是可以制成的B.兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C.電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續(xù)下去D.出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續(xù)運動B【解析】永動機違反了能量守恒定律，不可能實現(xiàn)，故A錯誤；兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續(xù)沖上右斜面，故B正確；在電水壺的使用過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內(nèi)能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故C錯誤；子彈射穿木板的情景，子彈高速運動，說明子彈具有動能，由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度減慢，故D錯誤。深度理解能量守恒定律:在能量的轉化過程中，能的總量保持不變，是指發(fā)生能量轉化的物體總體的能量保持不變；若從其中一個物體的角度來分析，其能量是變化的。例如小球跳起高度越來越低，因為空氣的摩擦，小球的機械能轉化為內(nèi)能，但是能的總量保持不變；但是若分析小球的能量變化情況，則小球的機械能是減少的。新知小結能量守恒定律的建立是人類認識自然的一次重大飛躍，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一。下列說法中正確的是(

)A．因為能量是不守恒的，所以需要節(jié)約能源B．因為能量是守恒的，所以不可能發(fā)生能源危機C．能量轉化過程中，數(shù)量雖然沒有減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了D．能量可以憑空消失，也可以憑空產(chǎn)生1C鞏固新知永動機是不可能制成的，這是因為永動機(

)A．不符合機械能守恒定律B．違背了能量守恒定律C．沒有合理的設計方案D．找不到合適的材料2B3知識點能量轉移與轉化的方向性想想議議既然能量是守恒的，那地球上的能量就不會減少了，為什么還需要節(jié)約能源？合作探究1.我們從石油中提煉出汽油，內(nèi)燃機把能源中儲備的化學能轉化為汽車的機械能、內(nèi)能。化學能內(nèi)能內(nèi)能機械能這些機械能、內(nèi)能無法再轉化回可以被利用的能源。2.火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學能轉化為電能，供

生產(chǎn)和生活用?；瘜W能內(nèi)能內(nèi)能電能用電器將電能轉化為內(nèi)能、光能、機械能多種形式的能后，這些能量無法再變回能源。在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。汽車制動時，由于摩擦，動能轉化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動地被用來驅(qū)動汽車。能量的轉化和轉移具有方向性，有些能量可以利用，有些則不能。我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源?！纠?】[中考·黑龍江]生活中能量轉化的實例很多。下列描述中正確的是()A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉化為機械能B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉化為化學能C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能D.摩擦起電是把電能轉化為機械能C摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過程中，消耗了機械能，內(nèi)能增大，把機械能轉化為內(nèi)能，故A錯誤；燃料燃燒放熱是把化學能轉化為內(nèi)能，故B錯誤；電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能，故C正確；摩擦起電是消耗了機械能，獲得了電能，故是把機械能轉化為電能，故D錯誤?！窘馕觥孔プ　瓣P鍵點”識別能量的轉移和轉化關鍵點：整個過程中，能量的形式是否發(fā)生改變。（1）若某過程中，能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變，這個過程發(fā)生的是能量的轉移：從能量減少的物體轉移到能量增加的物體；（2）若某過程中，能量的形式發(fā)生變化，這個過程發(fā)生的就是能量的轉化：能量從減少的形式轉化為增加的形式。新知小結下列事例中，能表示能量轉化或轉移具有“方向性”的事例是(

)A．電能可以轉化為機械能，機械能也可以轉化為電能B．熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體C．動能可以和重力勢能相互轉化D．電能可以轉化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以部分地轉化為電能1B鞏固新知【中考·泰州】汽車剎車的過程，伴隨著能量從機械能轉化為內(nèi)能，內(nèi)能散失到空氣中，此過程能量的總和________(填“增大”“不變”或“減小”)。散失到空氣中的內(nèi)能無法自動轉化為機械能再用來驅(qū)動汽車，這是因為能量的轉移和轉化具有______性。2不變方向1知識小結能量方向性守恒定律轉化和轉移歸納新知1.能量的轉移和轉化能量的轉移，是同種能量從一個物體轉移到另一個物體的過程，能量的形式不變；能量的轉化，是一種形式的能量轉化為另一種形式的能量的過程，能量的形式發(fā)生改變。2.能量守恒定律(1)每一種運動形式都可以用一種形式的能來量度，各種運

動形式可以在一定條件下互相轉化，而運動形式的轉化

過程必須伴隨著能量的轉化(轉移)和守恒。(2)要對外做功，必須消耗能量，不消耗能量就無法對外做

功,能量永遠不會憑空消失,也不會憑空產(chǎn)生,若一種形式

的能量減少,一定能找到另一種形式的能量增加或產(chǎn)生。根據(jù)能量守恒定律，以下情形可能發(fā)生的是(

)A．出膛的子彈射穿木板，以更快的速度繼續(xù)前進B．電水壺里的水沸騰了，給該電水壺斷電，水的沸騰卻永遠不會停止C．兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，繼續(xù)沖上右斜面D．孤島上被人們遺忘的一只機械表，默默地走了幾十年2易錯小結C易錯點：對能量守恒定律理解不透列舉幾個能量轉化的例子。1解：利用太陽能熱水器加熱水，太陽能轉化為水的內(nèi)能；白熾燈泡通電發(fā)光，電能轉化為內(nèi)能和光能；給蓄電池充電，電能轉化為化學能；給電風扇通電，風扇轉動起來，電能轉化為機械能。課堂練習目前，一些城市交通指示燈及路燈照明系統(tǒng)已使用太陽能供電(如圖)。白天，太陽能轉化為電能，除供正常使用外，將多余的能量儲存在蓄電池內(nèi)，夜晚供交通指示燈及照明燈發(fā)光。請完成下面的方框圖，使其正確反映這個過程中能量轉化的情況。2太陽能電能光能→→→→化學能電能水電站用攔河壩提高上游水位，被提高了水位的水流下泄時，沖擊水輪機的葉輪，帶動發(fā)電機發(fā)電。在這個過程中，能量的轉化順序是()A.動能、勢能、電能B.勢能、動能、電能C.內(nèi)能、電能、動能D.動能、電能、勢能3B4在核電站的發(fā)電過程中，經(jīng)歷了從核能到電能一系列能量的轉化，其間能量轉化順序正確的是()A.核能、化學能、機械能、電能 B.核能、內(nèi)能、機械能、電能C.核能、機械能、內(nèi)能、電能 D.核能、內(nèi)能、化學能、電能B貴港火電廠是中國華電在華南的第一家大型電廠，火電廠進的是“煤”，出的是“電”，在這個過程中能量的轉化是(

)A．機械能→內(nèi)能→化學能→電能B．化學能→內(nèi)能→機械能→電能C．化學能→重力勢能→動能→電能D．內(nèi)能→化學能→機械能→電能5B6水力發(fā)電中能量的轉化情況是(

)A．水的機械能→水輪機的內(nèi)能B．水的機械能→水輪機的機械能→電能C．水輪機的機械能→水的機械能→電能D．水的機械能→發(fā)電機的電能B下列關于能量轉化、轉移現(xiàn)象的說法中，正確的是(

)A．電池充電，化學能轉化為電能B．電動機工作，電能轉化為機械能C．暖瓶塞被熱氣彈開，機械能轉化為內(nèi)能D．用熱水袋取暖，內(nèi)能發(fā)生了轉化7B8我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭成功將“嫦娥三號”月球探測器送入太空。“嫦娥三號”首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，為我國探月工程開啟新的征程?；鸺諘r將燃料燃燒產(chǎn)生的________能轉化為火箭的機械能?！坝裢锰枴痹虑蜍?如圖)上的“帆板”可以把________能轉化為電能。內(nèi)太陽在第六屆中國(平和)蜜柚節(jié)開幕式結束后，舉辦了煙火晚會，如圖所示。當煙花燃燒時，________能轉化為內(nèi)能。騰空而起時，內(nèi)能又轉化為________能。9化學機械1.某個玩具汽車的小電動機線圈電阻為5Ω，當接在12V電源上測得通過它的電流為1.6A，則它工作3min產(chǎn)生的熱量Q和它轉化成的機械能為(

)A．2304J；3456J

B．3456J；2304JC．2304J；1152JD．3456J；1152JC課后練習點撥：消耗電能；W＝UIt＝12V×1.6A×180s＝3456J，電流產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝(1.6A)2×5Ω×180s＝2304J，因為W＝W機＋Q，轉化成的機械能：W機＝W－Q＝3456J－2304J＝1152J。2.【中考·樂山】在我國西藏高原，有一個羊八井地熱區(qū)，地熱電廠擔負著拉薩市一部分電力供應。工作流程如圖所示，經(jīng)過地下井→汽輪機→發(fā)電機，其能量轉化過程是：將內(nèi)能轉化為_______能再轉化為______能。機械電3.【中考·威?！客儆陲L力資源豐富的地區(qū)，有許多由風力發(fā)電機組成的“風車田”，發(fā)電機發(fā)電的過程是將其他形式的能__________(填“轉移”或“轉化”)成電能的過程。風能安全清潔，作為__________(填“可再生”或“不可再生”)能源是未來的理想能源之一。轉化可再生4.關于能源、能量，下列說法正確的是(

)A．風能可以在所有地區(qū)推廣B．關閉發(fā)動機的汽車慢慢停下，能量消失了C．能量守恒定律普遍適用D．潛艇加速上浮說明能量可憑空產(chǎn)生C這是一個著名物理學家發(fā)現(xiàn)一個偉大定律的實驗裝置！仔細觀察后回答：(1)如圖所示，裝置中的兩個配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過反復對調(diào)左右兩個配重，會使動葉輪不停地轉動，從而導致熱量計中水的溫度______(填變化情況)，原因是_______________________________。實現(xiàn)的能量轉化是：______________________。5.升高對水做功，水的內(nèi)能增加機械能轉化為內(nèi)能(2)科學家某次實驗測得數(shù)據(jù)如下：小配重重力G?。?00N，大配重重力G大＝520N，每升降一次配重各自移動的距離h＝1m，熱量計中水的質(zhì)量m＝500g，升降次數(shù)與水溫變化的關系如下表：通過分析數(shù)據(jù)，科學家得出了結論：在上述現(xiàn)象中能量是守恒的！請你幫他補出計算、判斷過程(只需分析一次實驗)。升降次數(shù)123456溫度變化/℃0.20.390.590.780.981.18小配重重力G?。?00N，大配重重力G大＝520N，每升降一次配重各自移動的距離h＝1m，即繩子一端移動的距離是1m，所以對水做的功為：W＝(G大－G小)h＝420N×1m＝420J，由表格知，升降一次水溫升高0.2℃，所以水吸收的熱量是：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×0.2℃＝420J，所以W＝Q。(3)知道嗎？這個著名物理學家叫焦耳！這個偉大的定律叫________________！剛才你所經(jīng)歷的正是這個偉大工作的一個縮影。請就此談一點你的感受。實驗結論是建立在大量的實驗的基礎上。能量守恒定律方法規(guī)律：本題采用實驗歸納法，即通過大量實驗分析得出能量守恒定律。再見能的轉化與能量守恒

1、知道能量守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實例

2、初步了解現(xiàn)實生活中能量的轉化和轉移有一定的方向性

3、通過能量轉化和轉移，認識效率能量我們已經(jīng)知道的能量形式

機械能（重力勢能、彈性勢能、動能）風能、電能、光能、內(nèi)能、核能、生物能、化學能、太陽能

等等討論交流課文P81頁活動1能量的轉移能量轉化各種形式的是可以相互轉化的風能轉化為電能討論交流課文P82頁活動2能量的轉化各種形式的是可以相互轉化的能量轉化電能轉化為內(nèi)能充電器充電電能轉化為化學能各種形式的是可以相互轉化的能量轉化電能轉化為機械能各種形式的是可以相互轉化的能量轉化

另外，當木材、煤、石油和天然氣等物質(zhì)燃燒時，它們的化學能就會轉化為內(nèi)能和光能。綠色植物通過光合作用，將太陽能轉化為化學能……各種能都能夠做功，做功的過程就是能量轉化的過程。說一說放在桌上的熱水袋冷卻，熱水的內(nèi)能消失了嗎？能量守恒定律能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為其他形式．或者從一個物體轉移到另外一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變