18.4能量转化的基本规律课件2021-2022学年苏科版物理九年级下册(共27张PPT)

(共27张PPT)
九年级下册
18.4 能量转化的基本规律
情境导入
回顾“机械能和内能”一章中机械能的转化问题．并请同学谈谈自己的认识．既然动能和势能可以互相转化，那么，自然界中不同形式的能量之间是否也可以互相转化呢 在转化过程中能量又遵循何种规律呢
情境导入
历史上曾经有不少人企图发明一种可以不消耗能量，又能不断对外做功的机器，号称永动机。同学们你们认为这种设计可行吗
这种机器最终以失败而告终，为什么 今天我们将研究这个问题．
（1）、知道能量是可以转移和转化的．
（2）、知道能量守恒定律，并能用它来解释有关简单的实际问题．
（3）、初步了解能量转移和能量转化的方向性．
本节目标
预习反馈
2 . 能量守恒定律：
1 . 能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．
3 . 自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。
能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
课堂探究
能量守恒定律
1、能量的转化和转移
自然界中各种形式的能之间是可以相互转化的．同学们能举出一些实例证明这个观点吗
下面我们以火力发电厂电能的产生和利用过程、两个小球的碰撞过程为例进行探讨。
煤在燃烧的过程中(化学能一内能)
汽轮机带动发电机发电(机械能一电能)
电动机带动风扇转动(电能一机械能)
光电池提供电压(光能一电能)
白炽电灯发光(电能一内能一光能)
课堂探究
这些都说明同一种形式的能量可以在物体之间转化．
（1）电能的产生和利用：
课堂探究
（2）、两个小球的碰撞：
水平地面上弹玻璃小球，当甲球从手中弹出而撞击静止的乙球后，乙球即沿地面向前滚动．在此过程中，乙球获得的机械能从何而来 这个现象说明了什么
乙球获得的机械能从甲球传递而来．说明同一种形式的能量可以在物体之间转移．
课堂探究
总 结：自然界中的能量在不停地转移和转化，我们是在能的转移和转化过程中利用能量的．
由火力发电厂电能的产生和利用过程、两个小球的碰撞过程我们可以知道：
课堂探究
2、探究能量守恒定律
由于能源的重要性，所以历史上曾有人想制造出不要消耗能量，又能对外做功，又能自动运转的机械呢？(就是大名鼎鼎的达芬奇也曾有过这种想法。)
思考：永动机——没有任何消耗，却可以永远运动并对外做功，它能制成吗？
下面我们以水滴实验进行探讨
课堂探究
活动：滴水实验
发现问题：如图a搭在盆边的毛巾能够自动吸水，并从的另一端不停地滴下，毛巾能把低盆里滴出的水吸到高处。
课堂探究
猜想：是否可以像图b中那样，用许多朋友毛巾把水一级一级的向上提？如果可以的话，我们就不需要抽水机来提水了，就可以做成“永动机”。
课堂探究
(a图中的水能滴下，b图不能)，当容器外的棉纱低于水面时，才会有水滴出。
实验结论：设想不成立，棉纱不可能自动地将水从低处抽到高处，相反，它会将上方容器里的水抽向低处。所以，上右图所示的永动机是不可能制成的。
实验验证：用玻璃杯和棉纱做一个模拟实验如图，看一看什么情况下脸上的能使杯中的水滴出。
课堂探究
“永动机”失败的原因说明自然界存在一条法则：我们不可能无中生有地获得能量科学家经过长期探索终于发现各种形式的能量在相互转化时遵循一种规律，即能量的转化和守恒定律。
能量守恒定律：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
课堂探究
阅读：
能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，恩格斯把它称作“伟大的运动基本定律”。自然界的一切变化过程，小到原子世界，大到宇宙空间，只要有能量的变化，都无一例外地严格遵循能量守恒定律。能量守恒定律的建立经历了100多年的漫长历史，永动机的不可能实现，是导致能量守恒定律确立的一个重要线索。历史上曾有很多的人从事永动机的制作(其中也有在科学史上名声显赫的人，如达·芬奇)，都以失败而告终，1755年，法国科学院宣布，不再审查有关永动机的任何设计。
例1 关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）
A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加
B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少
C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要
D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源
典例分析
D
解析：A、根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少．故A错误．
B、根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少．故B错误．
C、能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但品质越来越差，即可利用率越来越低，故必需节约能源．故C错误．
D、能量的转化和转移具有方向性即朝可利用率低的方向转化，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源，故D正确．
故选D．
课堂探究
分析几个能量转移或转化的日常生活中的一些现象：
（1）瀑布飞流而下，这是因为自然状态下水总是从高处流向低处。
能量转移和转化的方向性
课堂探究
（2）热水中的冰块逐渐融化，这是自然状态下热量总是从高温物体传递到低温物体。
课堂探究
想一想：以下情况会发生吗？
（1）你坐在房间里，房间里充满空气。突然，这些空气自行聚拢到某一个角落，使你窒息。
（2）一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。
课堂探究
以上情况并不违反能量守恒定律，但却不可能发生.这是因为，自然界中许多自发的过程都是由方向的，或者说能量的转化和转移是有方向的。
结论：自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。
课堂探究
由能量转移和转化的方向性思考：既然能量是守恒的，能量就不会消失，那么，为什么会产生能源危机呢？
由于我们是在能量转化或转移过程中利用能量的，而在这个过程中，总会有一部分能量转化为内能上，知道周围的环境中，这些能量虽然在世界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用，也就是说，经转化后，可利用的能量只会减少，因此节约能源，和更有效的利用能源是人类需要解决的重要问题
课堂探究
能量守恒定律以及能量转移和转化的方向性原理将我们对自然界各种现象和各个学科的认识联系起来，是人类从事生产活动和社会活动所必须遵守的基本准则之一。
例2 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体．能源危机产生的根本原因是（　　）
A．能量的转移和转化遵循守恒定律
B．人们在能量的转化或转移中利用能量
C．经转移或转化过程可利用能量增加
D．能量的转移和转化有方向性
典例分析
D
解析：因能量转化和转移有方向性，并且能量释放过程失控就会产生灾害．
所以能源危机产生的根本原因是能量的转移和转化有方向性．
故选D．
1、能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．
2、永动机是不可能制成的。(永动机是指那些不需要消耗能量，又能源源不断地向外做功的机器)
3、能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
4、自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。
本课小结
拓展练习
1、电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化力电能：汽车制动过程中，动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动地转化为机械能再用来开动汽车．这些现象均说明能量的转化具有________________．以上能量的转化过程中，能量的总量________ (增加／不变／减少)．　　
2、 下列有关能量转化的叙述中，正确的是 ( )
A．内燃机在做功过程中机械能转化为内能
B．发电机发电时，将机械能转化为电能
C．干电池、蓄电池对外供电时，将电能转化为化学能
D．不计空气阻力和摩擦，滚摆在上升过程中，重力势能转化为动能
B
方向性
不变
完成同步练习册
作业布置
再 见