14.3 能量的转化和守恒导学案 2022-2023学年人教版九年级全一册物理(有答案)

14.3能量的转化和守恒
【学习目标】
用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
【学习重难点】
通过实验体会各种形式的能量之间的相互转化。
【学习过程】
一、问题探究
问题1：刀具在砂轮上磨削时，为什么会刀具发热？
问题2：在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水会出现什么现象？
二、自主学习
（一）导学一：能量的转化
1．自然界存在多种形式的能量，如化学能、电能、光能、机械能、内能、原子能等。
2．思考问题：
（1）来回迅速摩擦双手，会感到手变热，在这个过程中，_____ 能转化为_____ 能。
（2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下，在这个过程中，_____能转化为_____能。
（3）将连在小电扇上的太阳电池对着阳光，小电扇会转动。在这个过程中，先是_____ 转化为_____ 能，然后_____能转为_____ 能。
小结：看来各种形式的能，在____条件下是可以相互转化的
3．练习
电炉取暖：____能→内____；
煤燃烧：________能→____能；
炽热灯灯丝发光：____能→____能；
充电电池充电：______能→______能
蓄电池放电：______能→______能
火力发电站：______能→______能
光合作用：______能→______能
燃料燃烧：______能→______能（或者______能）
小结：做功实际是能量的______；热传递实际上是______
（二）导学二：能量守恒定律。
1．能量守恒定律：能量既不会凭空________，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________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持________。
2．永动机不可能制成。
三、基础训练
1．如图所示的事例中，属于内能转化为机械能的是（　　）
A． 滑下滑梯
B． 篝火烧水
C．做功冲程
D．压缩点火
2．电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能
C．太阳能转换成机械能 D．内能转化成机械能
3．能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是（　　）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
4．下列有关说法正确的是（　　）
A．压缩冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B．物体吸收热量后，内能增大，温度一定升高
C．搓手时感到暖和是因为产生了热量
D．给手机充电时是将电能转化为化学能
5．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
6．关于图所示的热现象，说法正确的是（　　）
A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能
B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
7．关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（　　）
A．能量既可以凭空消失
B．能量也可以凭空产生
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
8．请阅读《新型陶瓷》并回答题。
新型陶瓷
传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料。新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。
导电陶瓷是在陶瓷的表面涂覆各种导电材料，使它具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特性，适用于条件恶劣的环境。但也有它的缺点：脆，易碎。导电陶瓷具有其他材料无可比拟的特性，目前已经广泛运用到我们日常的生产和生活中。并且在这些科技领域起着非常重大的作用，如：用于燃料电池、航天器、发动机、微电子行业、电力系统、交通运输、选矿和探矿、环保和医药、高能核试验和热核聚变，冶金过程中温度的监测等。
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，具有压电性，包括正压电性和逆压电性。如图甲所示，正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对偏移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。如图乙所示，逆压电性是指给具有压电性的电介质加上外电压会发生的变化，压电陶瓷会有变形。压电陶瓷之所以会有变形，是因为当加上与自发极化相同的外电压时，相当于增强了极化强度。传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪等应用的声音转换器，都是应用压电陶瓷制作的。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）陶瓷实现导电的做法______；
（2）新型陶瓷材料在性能方面的优越性有_______ ；（写出一个方面即可）
（3）压电陶瓷是将______能和电能互相转换；
（4）正压电性和逆压电性的区别______。
9．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
10．利用气球可以完成下列实验：
（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
11．2022年2月27日11时许，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星，在我国文昌航天发射场一飞冲天，创造了我国“一箭多星”即单次发射卫星数量最多的纪录，由此开启了我国新的共享火箭“拼车模式”。火箭发动机做功把燃料燃烧的内能转化为___________能，若该燃料的热值为1.4×108J/kg，则完全燃烧500g该燃料放出的热量是___________J。
12．汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为______能，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时其能量化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功30次，则汽油机飞轮的转速为______r/min。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C2．A3．A4．D5．B6．C7．D8． 表面涂有各种导电材料 耐高温 机械 见解析9． 热值 内 不守恒10． 远离 力的作用是相互的 311． 机械 7×107J12． 内 乙 3600