2020-2021學(xué)年九年級物理滬粵版下冊 第二十章 20.3 能的轉(zhuǎn)化與能量守恒 課件（共61張PPT）

第二十章能源與能量守恒定律20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒滬粵版物理九年級下冊學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過實(shí)例認(rèn)識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。2．知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。3．初步了解在現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性。4．認(rèn)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(dǎo)入新知1知識點(diǎn)能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化能以多種形式存在于自然界，每一種形式的能對應(yīng)于一種運(yùn)動形式。機(jī)械運(yùn)動――機(jī)械能熱運(yùn)動――內(nèi)能電荷運(yùn)動――電能化學(xué)運(yùn)動――化學(xué)能原子核內(nèi)部的運(yùn)動――核能各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的。合作探究活動1：能量的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移了，從熱水轉(zhuǎn)移到周圍的空氣中去了。能量的轉(zhuǎn)移——能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變。內(nèi)能的轉(zhuǎn)移機(jī)械能的轉(zhuǎn)移水的機(jī)械能水輪機(jī)的機(jī)械能電能的轉(zhuǎn)移活動2：能量的轉(zhuǎn)化各種形式的能在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能太陽能轉(zhuǎn)化為電能給電池充電時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電池放電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能食物具有化學(xué)能，我們的身體把這種化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機(jī)械能。風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能核電站發(fā)電時的能量轉(zhuǎn)化鈾核裂變釋放的核能蒸汽的內(nèi)能渦輪機(jī)的機(jī)械能發(fā)電機(jī)發(fā)出電能在能量由一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或由一種形式轉(zhuǎn)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(jī)提升物體的過程中，電動機(jī)消耗了什么能？是否都轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能？還轉(zhuǎn)化成哪些形式的能？如果將轉(zhuǎn)化后的其他形式的能全部加起來，是否應(yīng)該與所消耗的電能相等？掉在地上的彈性小球?yàn)槭裁丛教降?你認(rèn)為這樣的永動機(jī)可以制造成功嗎？17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動機(jī)是不可能的。法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動機(jī)。我國有句俗語：“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草?！蹦阏J(rèn)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(jī)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(jī)器稱為“永動機(jī)”?！纠?】[中考·黑龍江]生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例很多。下列描述中正確的是()A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.電動機(jī)帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.摩擦起電是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(jī)械能，內(nèi)能增大，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；燃料燃燒放熱是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；電動機(jī)帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確；摩擦起電是消耗了機(jī)械能，獲得了電能，故是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。抓住“關(guān)鍵點(diǎn)”識別能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化關(guān)鍵點(diǎn)：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(zhuǎn)移：從能量減少的物體轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化：能量從減少的形式轉(zhuǎn)化為增加的形式。新知小結(jié)【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(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為機(jī)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(diǎn)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(zhuǎn)化嗎？熱水的熱能消失了嗎？沒有能量的轉(zhuǎn)化，只有能量的轉(zhuǎn)移，從熱水轉(zhuǎn)移到周圍的空氣思考：自然界中，能量不但能發(fā)生轉(zhuǎn)移而且還發(fā)生轉(zhuǎn)化，那么在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)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(yīng)該是守恒的，似乎小球應(yīng)該永遠(yuǎn)擺動下去。但事實(shí)上，小球在運(yùn)動過程中與空氣摩擦還要產(chǎn)生熱，則小球的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小球最后會靜止下來。如果將轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能一并算進(jìn)去，總能量還是守恒的。“永動機(jī)”是不存在的一種永動機(jī)的設(shè)計(jì)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(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和提高，永動機(jī)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(yùn)動B【解析】永動機(jī)違反了能量守恒定律，不可能實(shí)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(yùn)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(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變，是指發(fā)生能量轉(zhuǎn)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?yàn)榭諝獾哪Σ?，小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)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(jī)械能是減少的。新知小結(jié)能量守恒定律的建立是人類認(rèn)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?yàn)槟芰渴遣皇睾愕模孕枰?jié)約能源B．因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以不可能發(fā)生能源危機(jī)C．能量轉(zhuǎn)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(jī)是不可能制成的，這是因?yàn)橛绖訖C(jī)(

)A．不符合機(jī)械能守恒定律B．違背了能量守恒定律C．沒有合理的設(shè)計(jì)方案D．找不到合適的材料2B3知識點(diǎn)能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)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(jī)把能源中儲備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能、內(nèi)能?；瘜W(xué)能內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能這些機(jī)械能、內(nèi)能無法再轉(zhuǎn)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供

生產(chǎn)和生活用?；瘜W(xué)能內(nèi)能內(nèi)能電能用電器將電能轉(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(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。汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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。【例3】[中考·黑龍江]生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例很多。下列描述中正確的是()A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.電動機(jī)帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.摩擦起電是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過程中，消耗了機(jī)械能，內(nèi)能增大，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；燃料燃燒放熱是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；電動機(jī)帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確；摩擦起電是消耗了機(jī)械能，獲得了電能，故是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤?！窘馕觥孔プ　瓣P(guān)鍵點(diǎn)”識別能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化關(guān)鍵點(diǎn)：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(zhuǎn)移：從能量減少的物體轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化：能量從減少的形式轉(zhuǎn)化為增加的形式。新知小結(jié)下列事例中，能表示能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有“方向性”的事例是(

)A．電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化D．電能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以部分地轉(zhuǎn)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(jī)械能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為機(jī)械能再用來驅(qū)動汽車，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有______性。2不變方向1知識小結(jié)能量方向性守恒定律轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移歸納新知1.能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)移，是同種能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程，能量的形式不變；能量的轉(zhuǎn)化，是一種形式的能量轉(zhuǎn)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(yùn)動形式都可以用一種形式的能來量度，各種運(yùn)

動形式可以在一定條件下互相轉(zhuǎn)化，而運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)化

過程必須伴隨著能量的轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)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(yuǎn)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(jìn)B．電水壺里的水沸騰了，給該電水壺?cái)嚯姡姆序v卻永遠(yuǎn)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(jī)械表，默默地走了幾十年2易錯小結(jié)C易錯點(diǎn)：對能量守恒定律理解不透列舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子。1解：利用太陽能熱水器加熱水，太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；白熾燈泡通電發(fā)光，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能；給蓄電池充電，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；給電風(fēng)扇通電，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動起來，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。課堂練習(xí)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化的情況。2太陽能電能光能→→→→化學(xué)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(jī)的葉輪，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。在這個過程中，能量的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化，其間能量轉(zhuǎn)化順序正確的是()A.核能、化學(xué)能、機(jī)械能、電能 B.核能、內(nèi)能、機(jī)械能、電能C.核能、機(jī)械能、內(nèi)能、電能 D.核能、內(nèi)能、化學(xué)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(jìn)的是“煤”，出的是“電”，在這個過程中能量的轉(zhuǎn)化是(

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

)A．水的機(jī)械能→水輪機(jī)的內(nèi)能B．水的機(jī)械能→水輪機(jī)的機(jī)械能→電能C．水輪機(jī)的機(jī)械能→水的機(jī)械能→電能D．水的機(jī)械能→發(fā)電機(jī)的電能B下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的說法中，正確的是(

)A．電池充電，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．電動機(jī)工作，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．暖瓶塞被熱氣彈開，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．用熱水袋取暖，內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)化7B8我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運(yùn)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(shí)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(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能?！坝裢锰枴痹虑蜍?如圖)上的“帆板”可以把________能轉(zhuǎn)化為電能。內(nèi)太陽在第六屆中國(平和)蜜柚節(jié)開幕式結(jié)束后，舉辦了煙火晚會，如圖所示。當(dāng)煙花燃燒時，________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。騰空而起時，內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為________能。9化學(xué)機(jī)械1.某個玩具汽車的小電動機(jī)線圈電阻為5Ω，當(dāng)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(zhuǎn)化成的機(jī)械能為(

)A．2304J；3456J

B．3456J；2304JC．2304J；1152JD．3456J；1152JC課后練習(xí)點(diǎn)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?yàn)閃＝W機(jī)＋Q，轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能：W機(jī)＝W－Q＝3456J－2304J＝1152J。2.【中考·樂山】在我國西藏高原，有一個羊八井地?zé)釁^(qū)，地?zé)犭姀S擔(dān)負(fù)著拉薩市一部分電力供應(yīng)。工作流程如圖所示，經(jīng)過地下井→汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī)，其能量轉(zhuǎn)化過程是：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_______能再轉(zhuǎn)化為______能。機(jī)械電3.【中考·威海】威海屬于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，有許多由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的“風(fēng)車田”，發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是將其他形式的能__________(填“轉(zhuǎn)移”或“轉(zhuǎn)化”)成電能的過程。風(fēng)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(zhuǎn)化可再生4.關(guān)于能源、能量，下列說法正確的是(

)A．風(fēng)能可以在所有地區(qū)推廣B．關(guān)閉發(fā)動機(jī)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(xué)家發(fā)現(xiàn)一個偉大定律的實(shí)驗(yàn)裝置！仔細(xì)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(fù)對調(diào)左右兩個配重，會使動葉輪不停地轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致熱量計(jì)中