人教物理 九年级同步学案（附答案）14.3能量的转化和守恒

　能量的转化和守恒
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、能量的转化
1．能量存在的形式：________能、内能、____能、光能、化学能等。
2．在一定条件下，不同形式的能可以相互________，例如：燃料燃烧，________能转化为内能，电动机带动水泵把水抽到高处，电能转化为________能。
二、能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空________，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量____________。这就是能量守恒定律。
2．普遍性：能量守恒定律是自然界最________、最重要的基本定律之一。所有____________的过程都服从能量守恒定律。
3．事例：在行驶的汽车中，燃料的________通过燃烧转化为燃气的________，再通过热机做功把内能转化为________。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化成了热机和周围环境的________，能量总量保持不变。
【预习自测】
1．水电站发电时，水从高处向下冲击水轮机的叶轮，转动的叶轮带动发电机发电。在这个过程中，能量的转化顺序为
(　　)
A．势能—电能—动能　　　B．势能—动能—电能
C．电能—动能—势能
D．动能—势能—电能
2．在自然界中，能量既不会消失，也不会创生，只能发生转化和转移。冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，这属于能量的________；烧水时，水蒸气顶起壶盖，这属于能量的________。
【合作探究破疑难】
【要点突破】
知识点1　能量的转化
1．如图14－3－1甲所示，来回摩擦双手，感觉手________，是因为________能转化为____能。
甲
乙　　　　　　　　　　　　丙
图14－3－1
2．如图乙所示，将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着太阳，发现小电扇________，是因为________能转化为____能，再转化为机械能。
3．如图丙所示，将塑料梳子在头发上摩擦后接触纸屑，发现纸屑________，是因为摩擦过程中将________能转化为电能。
【归纳总结】
(1)不同形式的能量在一定的条件下可以相互转化。能量的转化伴随着物体做功而表现出来，能量的形式发生改变。如打铁时铁块的温度升高，内能增加，就是通过做功使机械能转化为内能。
(2)发生能量的转移时，能量的形式没有发生改变，能量转移的形式是热传递。
【典例1】图14－3－2所示是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰挎”蓄电池。关于节能路灯的设计解释合理的是
(　　)
图14－3－2
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
想一想：怎样区分能量的转移和转化？
【针对训练】
1．图14－3－3所示的四种情景，将电能转化为机械能的是
(　　)
A．电灯发光　　　　B．利用太阳能加热水C．滚摆上升　　　　　D．电风扇吹风
图14－3－3
知识点2　
能量守恒定律
如图14－3－4所示，通过能量的转化或转移过程分析图中的秋千和小球，思考下列问题。
图14－3－4
1．秋千会往复摆动，在它往复摆动的过程中，能量是怎样转化的？
2．停止用力，秋千摆动一段时间就会停下来，秋千的机械能减少了，减少的机械能去哪里了？
3．掉在地上的小球为什么弹起的高度逐渐降低？是否丢失了能量？若没有丢失能量你认为减少的机械能去哪里了？
4．结合以上分析，自己试着分析一下，为什么永动机不可能实现？
【归纳总结】
(1)能量守恒定律是普遍适用的规律。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
(2)机械能守恒与能量守恒定律的区别：机械能守恒是有条件的，即没有能量损失或额外的能量补充。能量守恒定律的成立不需要条件，这是因为能量转化的形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能和原子能间相互转化，不限于动能和势能之间。
【典例2】
学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是
(　　)
A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
【针对训练】
2．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是
(　　)
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
【达标检测】
(10分钟)
1．目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具——冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图14－3－5所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是
(　　)
图14－3－5
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
2．图14－3－6所示的现象属于能的转移的是
(　　)
　
A．雨滴下落　
　　B．灯泡发光
C．用暖气片取暖　　　D．蹦床比赛
图14－3－6
3．在摩擦生热的过程中
(　　)
A．物体的机械能增大，内能增大，总能量增大
B．物体的机械能减小，内能增大，总能量增大
C．物体的机械能增大，内能减小，总能量不变
D．物体的机械能减小，内能增大，总能量不变
4．如图14－3－7所示，干电池和蓄电池都是利用化学变化来供电的，从能量转化角度讲，它们工作时把____________能转化为____________能，蓄电池充电时把____________能转化为____________能。
图14－3－7
5．图14－3－8所示是火箭发射时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将________能转化为燃气的________能，燃气对火箭做功，使火箭的机械能________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
图14－3－8
第3节　能量的转化和守恒
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.机械　电　2.转化　化学　机械
二、1.产生　转化　转移　保持不变　2.普遍　能量转化
3．化学能　内能　机械能　内能
[预习自测]
1．B
2．转移　转化
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点1
1．发烫　机械　内
2．转动　太阳　电
3．被吸起　机械
[典例1]A　解析：这种新型节能路灯，太阳能电池板把太阳能转化为电能，故A正确；小风扇实际上是风力发电机，可以把风能转化为电能，而不是用来散热的，故B、C错误；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。
[想一想]
　区分能量的转移和转化的关键是看能量的形式有没有发生变化。能量的转化是能量的形式发生了改变；能量的转移是同一种能量从一个物体转移到另一个物体，或者从同一物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有发生变化。
[针对训练]
1．D　解析：电灯发光是将电能转化为光能和内能；太阳能热水器加热水是将太阳能转化为内能；滚摆上升是将动能转化为重力势能；只有电风扇吹风是将电能主要转化为机械能。
知识点2
1．秋千从最高点向最低点运动过程中，重力势能转化为动能，从最低点向最高点运动时，动能转化为重力势能。
2．秋千在运动过程中要克服摩擦、空气阻力等，减少的机械能转化为了周围环境的内能。
3．小球与地面碰撞及克服空气阻力做功，机械能减少，所以弹起的高度逐渐降低；没有丢失能量；在运动过程中有一部分机械能转化成了内能。
4．因为它违背了能量守恒定律。
[典例2]B　解析：做功改变物体的内能，是机械能与内能之间的相互转化，A选项正确；热传递改变物体的内能是内能在不同的物体间或同一物体的不同部分间的转移，能的形式没有发生变化，B选项错误；根据能的转化和守恒定律可知，C、D选项正确。
[针对训练]
2．C　解析：A选项，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢；B选项，在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止；C选项，两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面；D选项，机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为动能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年。
[达标检测]
1．D　解析：当电流通过电动机时，电流做功，电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
2．C　解析：雨滴下落属于重力势能转化为动能，灯泡发光属于电能转化为光能，蹦床比赛属于重力势能、动能、弹性势能之间的转化。用暖气片取暖属于利用热传递的方式改变内能，内能从暖气片转移到空气中。
3．D　解析：在摩擦生热的过程中，物体的机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，但总能量保持不变。
4．化学　电　电　化学
5．化学　内　增大
解析：火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能，使得火箭的机械能增大。
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