物理課件滬科版九年級全冊第二十章 第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

1、第二十章　能源、材料與社會第一節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化與守恒,【體驗】能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化活動1:雙手用力相互摩擦,感受手的溫度變化;活動2:用打氣筒打氣,感受外壁的溫度變化;活動3:蕩秋千時,秋千從高處下降,觀察秋千的擺動情況;活動4:用冰塊給發(fā)燒的病人降溫;活動5:揮動的球拍把球擊飛。,(1)活動1中雙手摩擦后會發(fā)熱,是將　　　能轉(zhuǎn)化為　　　能。(2)活動2中活塞壓縮氣體,且與筒壁摩擦,將　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　　能。(3)活動3

2、中秋千從高處下降到最低處再升高的過程中,能量的轉(zhuǎn)化是__________。(4)活動4中人的　　　　轉(zhuǎn)移為冰塊的　　　　。(5)活動5中球拍的　　　　轉(zhuǎn)移為球的　　　　。,提示:(1)機械　內(nèi)　(2)機械　內(nèi)(3)重力勢能轉(zhuǎn)化為動能再轉(zhuǎn)化為重力勢能　(4)內(nèi)能　內(nèi)能　(5)動能　動能,1.自然界存在哪些能量?2.能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程具有什么特點?3.能量守恒定律的內(nèi)容是什么?,探究1 多種形式的能量1.舉例說明什么是化學(xué)能

3、和核能。提示:從化學(xué)能、核能的定義上說明。參考答案:化學(xué)能是由于化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的能量,食物具有化學(xué)能;核能是由于核反應(yīng),物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量,如核燃料具有核能。,2.指出下列物體所具有的能量形式。(a)從山上滾落的石塊。(b)燃燒的木材。(c)牛奶、面包和水果。(d)導(dǎo)線中的電流。(e)原子彈。提示:自然界中能量的形式是多樣的,根據(jù)其特點,分析物體具有的能量形式。參考答案:(a)機械

4、能　(b)內(nèi)能　(c)化學(xué)能　(d)電能　(e)核能,探究2 能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化結(jié)合“體驗”,思考以下問題。1.由活動1、2可知能量可以從一種形式　　　　為另一種形式,由活動4、5可知能量可以從一個物體　　　　到另一個物體。提示:雙手摩擦?xí)r,機械能轉(zhuǎn)化為手的內(nèi)能;打氣筒打氣時,壓縮空氣,機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能。冰塊給發(fā)燒病人降溫,人的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到冰塊上;球拍把球擊飛,球拍的動能轉(zhuǎn)移到球上。能量的轉(zhuǎn)化伴隨著能量形式的變化,能量的轉(zhuǎn)移過程

5、中能量形式不變。參考答案:轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)移,2.下列事例中能量發(fā)生轉(zhuǎn)移的是________。能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的是____________。(a)兩個小球發(fā)生碰撞 (b)植物光合作用(c)煤燃燒 (d)核裂變提示:能量的形式發(fā)生變化的是能量轉(zhuǎn)化,能量形式不變的是能量轉(zhuǎn)移。兩個小球發(fā)生碰撞時動能從一個小球轉(zhuǎn)移到另一個小球;植物光合作用是把太陽能轉(zhuǎn)化為自身的化學(xué)能,煤燃燒是煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)化

6、為內(nèi)能。核裂變是核能轉(zhuǎn)化為光能和熱能。參考答案:(a)　 (b)、(c)、(d),探究3 能量守恒定律結(jié)合體驗,回答下列問題。1.如圖,分析小球在擺動過程中能量的轉(zhuǎn)化,(1)小球上升時,　　　　轉(zhuǎn)化為　　　　。提示:小球擺動時,勢能和動能不斷地相互轉(zhuǎn)化。小球上升時,高度越來越高,速度越來越小,到達最高點時勢能最大,動能最小。參考答案:動能　重力勢能(2)小球下降時,　　　　轉(zhuǎn)化為　　　　。提示:小球下降時,高度越來越小,

7、速度越來越大,下降到最低點時,勢能最小,動能最大。參考答案:重力勢能　動能,(3)小球為什么最終會停下來?提示:小球在擺動的過程中,除了勢能和動能不斷地相互轉(zhuǎn)化之外,在運動過程中還要產(chǎn)生熱,所以造成機械能不斷減小,因此小球最終會停下來。如果將內(nèi)能一并算進去,總的能量還是守恒的。參考答案:小球在擺動的過程中,還要產(chǎn)生熱,造成機械能不斷減小,因此小球最終會停下來。,2.想一想:能不能制造出一種裝置,它既不消耗能量,又能永遠不停地運動著

8、?為什么?提示:從能量守恒和能量轉(zhuǎn)化的方向性這兩個方面回答。參考答案:不能。(1)因為能量是守恒的,不會創(chuàng)生,只能由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,如果想得到一種能量必須有另一種能量的損失。(2)能量的轉(zhuǎn)化是有方向性的,自然界中無論什么運動都會產(chǎn)生熱,熱量向四周擴散,損失掉了,不能再轉(zhuǎn)化為其他的形式。,1.化學(xué)能:由于化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)的_________變化而產(chǎn)生的能量,如食物中具有的能量。2.核能:由于核

9、反應(yīng),物質(zhì)的___________發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量,如原子彈和氫彈爆炸時釋放的能量。3.能量守恒定律:能量既不會_____,也不會_____,它只會從一種形式_____為另一種形式,或者從一個物體_____到另一個物體,而能的總量_________。,分子結(jié)構(gòu),原子核結(jié)構(gòu),消滅,創(chuàng)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,【拓展延伸】(1)能量守恒定律是普遍適用的規(guī)律。大到天體、小到原子核,無論是物理學(xué)的問題,還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天

10、文學(xué)的問題,所有能量的轉(zhuǎn)化的過程,都服從能量守恒定律。(2)能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系。如:植物的生長不是孤立的,要進行光合作用才能生長,光能夠轉(zhuǎn)化為化學(xué)能反映了這種聯(lián)系。可見,自然界的各種現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的。(3)能量的轉(zhuǎn)化和守恒是自然科學(xué)的核心內(nèi)容之一,它從更深的層次上反映了物質(zhì)運動和相互作用的本質(zhì)。,考點 能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化【典例】(多選)下面有關(guān)能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的說法中正確的是　(　　)A.熱量只能從高溫物體轉(zhuǎn)移

11、到低溫物體上B.熱量只能從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體轉(zhuǎn)移C.在一定條件下各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化D.由能量守恒定律可知,任何能源所釋放的能量都可以完全有效地利用,【精講精析】選A、C。本題考查能量守恒定律。據(jù)熱傳遞的定義可知,熱量只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體上,故選項A正確;在發(fā)生熱傳遞時,傳遞的是熱量,即發(fā)生熱傳遞的物體間必須有溫差,而不是物體間存在著內(nèi)能差,故選項B錯誤;自然界中存在不同形式的能量,在一定條件下各種不同形式的

12、能量間可以相互轉(zhuǎn)化,故選項C正確;能量并不能完全有效地利用,因為在利用能量時,一定有一部分能量以散失或其他的形式損失掉,故選項D錯誤。故選A、C。,【方法歸納】(1)能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的判斷(2)能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,總的能量不變。,1.下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的說法中正確的是(　　)A.電動機通過熱傳遞的方式將電能轉(zhuǎn)化為機械能B.古人鉆木取火是通過做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.內(nèi)燃機是通過做功的方式將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.冷

13、天搓手感到手掌發(fā)熱,這是通過熱傳遞的方式將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,【解析】選B。本題考查能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化。電動機通過做功的方式將電能轉(zhuǎn)化為機械能,A錯;古人鉆木取火是通過摩擦做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,B對;內(nèi)燃機是通過做功的方式將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,C錯;冷天搓手感到手掌發(fā)熱,這是通過做功的方式將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,D錯。,2.如圖所示,從斜面上滾下的小球能推動水平面上的木塊前進一段距離,最后小球和木塊都靜止,對此現(xiàn)象,下列說法中正確的是(　

14、　)A.小球和木塊的機械能都消失了B.小球的機械能轉(zhuǎn)移到木塊上,但機械能的總量保持不變C.小球和木塊的機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量,但能的總量保持不變D.只有小球和木塊的能量相互轉(zhuǎn)化,機械能總量不變,【解析】選C。本題考查能量守恒定律。由能量守恒定律可知,能量不會消失;小球和木塊都靜止了,說明小球和木塊的機械能減小了;由于小球與斜面、小球和木塊與水平面間都有摩擦存在,小球和木塊都要克服摩擦做功,使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但在能的轉(zhuǎn)化和

15、轉(zhuǎn)移過程中,能的總量保持不變。,3.下列敘述中,有的是經(jīng)過科學(xué)證明的事實,有的是各抒己見的觀點,其中屬于觀點的是　(　　)A.核能是安全、潔凈、廉價的能源B.太陽每天向地球輻射大量能量C.能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變D.“永動機”不可能制成,【解析】選A。本題綜合考查能量。核能危險大,產(chǎn)生的廢料難處理,一旦發(fā)生事故,核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)會釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)及民眾造成傷害;太陽能一般是指太陽光的輻射能量,

16、是一種既無污染,又取之不盡的能源;根據(jù)能量守恒定律可知:能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變,“永動機”不可能制成,故B、C、D都是經(jīng)過科學(xué)證明的,A項是自己發(fā)表的觀點。,4.說出下列物體具有的能量:(1)引爆的原子彈　　　　　　　　　　　;(2)高掛的燈籠　　　　　　　　　　　　;(3)熾熱的鐵水　　　　　　　　　　　　?！窘馕觥勘绢}考查多種形式的能量。原子彈爆炸,發(fā)生核裂變,有巨大核能;在高處掛著的燈籠由于和地面之間有一定的距

17、離而具有重力勢能;熾熱的鐵水溫度很高,具有很高的內(nèi)能。答案:(1)核能　(2)重力勢能　(3)內(nèi)能,5.各種形式的能之間可以在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化,請按表中示例完成表格。,【解析】本題考查了能量的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用,考查學(xué)生分析問題的能力,由于各種形式的能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化,因此能的轉(zhuǎn)化的實例很多。解決本題的關(guān)鍵要分析清能量轉(zhuǎn)化中消耗了什么能,獲得什么能,就容易判斷能量的轉(zhuǎn)化。電熨斗熨燙衣服時消耗電能得到了內(nèi)能;機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的事例

18、很多,如鉆木取火等。答案:電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能　鉆木取火,6.能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。例如,電能可以使電燈發(fā)光,同時產(chǎn)生的內(nèi)能散失在空氣中,但這些內(nèi)能卻無法自動轉(zhuǎn)化為電能。汽車制動過程中,動能轉(zhuǎn)化為地面、輪胎、空氣的內(nèi)能,這些內(nèi)能　　　　(選填“可以”或“不可以”)自動地轉(zhuǎn)化為機械能用來開動汽車。以上能量在轉(zhuǎn)化過程中,能的總量　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。,【解析】本題考查能量的轉(zhuǎn)化。能量的轉(zhuǎn)化是具有方向性的,故電燈發(fā)光、汽車制