14.3　能量的转化和守恒 习题课件（共33张PPT）2022-2023人教版物理九年级上册

(共33张PPT)
第十四章　内能的利用
第3节　能量的转化和守恒
太阳能
化学能
电能
风能
内能
潮汐能
地热能
核能
能量的形式
拉长的橡皮筋
山巅的危石
运动的足球
西藏羊八井地热池
食 物
太阳光
1.知道能量守恒定律.
2.(重点)能列举出日常生活中能量守恒的实例.
3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识.
学习目标
【阅读课本P27~P29，完成以下问题】
1.根据课本P27图14.3－1中的不同形式的能的相互转化，请你列举两个实例：
　 　；
　 　.
　化学能转化为内能：燃料燃烧发热　
　光能转化为化学能：植物进行光合作用　
课前预习
2.能量守恒定律的定义：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　 　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　 　.它在任何领域都适用吗
　 　.
　是的，所有能量转化过程都遵循能量守恒定律　
　保持不变　
　转移　
　转化　
　产生　
　消灭　
知识点一　能的转化
1.摩擦生热，　 　能转化为　 　能；
2.水电站里水轮机带动发电机发电，　 　能转化为
　 　能；
3.电动机带动水泵把水送到高处，　 　能转化为　 能；
4.植物吸收太阳光进行光合作用，　 能转化为　 _
能；
　化学
　太阳
　机械
　电　
　电　
　机械　
　内　
　机械　
课堂导学
5.燃料燃烧时发热，　 　能转化为　 　能；
6.给冷水加热，燃料燃烧产生的内能　 　到冷水上；流水推动水轮机转动，水的机械能　 　到了水轮机上；由此可知，能量也可以发生　 　.
　转移　
　转移　
　转移　
　内　
　化学　
【例1】2021年9月17日13时30分许，“神舟十二号”载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，“神十二”安全降落在东风着陆场预定区域(如图所示为飞船返回过程实景图).下列有关说法正确的是( )
A.火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B.反推发动机点火后，发动机工作是机械能
转化为内能
C.在大气层内的降落过程中，与空气摩擦是
机械能转化成内能
D.火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容
C
【变式训练1】2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘“神舟十三号”载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”.下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空时，动能转化为
重力势能
B.空间站的太阳能电池板将太阳能
转化为化学能
C.燃料燃烧时，将内能转化为化学能
D.返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
D
请同学们伸出双手放在面颊上，感受它的冷热，然后两只手快速用力摩擦一会儿，再放到面颊上感受它的冷热，有何发现？
一部分机械能转化为了内能，导致双手发热，可见不同形式的能量间在一定条件下可以相互转化。
能量的转化：能量可以从一种形式转化为另一种形式。
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电动机带动水泵把地下水送到地面
水电站里水轮机带动发电机发电
钻木取火
光能转化为电能
化学能转化为内能
光能转化为化学能
植物吸收太阳光
进行光合作用
燃料燃烧时发热
光太阳能电池
　 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变　
知识点二　能量守恒定律
大量事实证明，_____________________________________
_______________________________________________________________________________________________________.这个规律称为能量守恒定律.
【例2】图中小球弹起的高度会越来越低，是因为小球在不断弹起的过程中，与地面碰撞及克服空气阻力做功， _
能减少.小球的　 　能转化为　 　能了.
　内　
　机械　
机械
【思路点拨】正确理解能量守恒定律
(1)自然界中有许多不同形式的能，各种形式的能都可以相互转化，所有能量转化的过程都服从能量守恒定律.
(2)能量可以在不同物体或同一物体不同部分间发生转移，所有能量转移的过程都遵守能量守恒定律.
(3)能量守恒定律的成立不需要任何条件，在能量转化过程中，一种形式的能量减少，必然有另一种形式的能量增加，而能量的总量保持不变.
【变式训练2】如图所示为一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹时，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中.关于该过程中的能量转化，下列说法不正确的是( )
A.火药燃烧，化学能转化为内能
B.火药将子弹推出，内能转化为动能，给予子弹初速度
C.子弹向上飞行，动能渐渐转化为重力势能；下落时，重力势能重新转化为动能
D.子弹落入土中，机械能消失
D
【变式训练3】已知自来水的最初温度是20 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2 380.87 m3，注水后变为2 380.93 m3，共注水20 L，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的密度为1.0×103 kg/m3.请你估测该热水器的热效率(天然气完全燃烧所消耗的化学能转化为水的内能的比例).
解：水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×20×10－3m3＝20 kg
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(40 ℃－20 ℃)＝1.68×106 J
天然气释放的能量：Q放＝qV＝3.2×107 J/m3×(2 380.93 m3－2 380.87 m3)＝1.92×106 J
该热水器的热效率η＝ ×100%＝87.5%
答：该热水器的热效率为87.5%.
【例3】历史上人类尝试制造各种不需要消耗能量就能源源不断对外做功的“永动机”，但都失败了，因为这违背了
　 　定律.
　能量守恒　
【变式训练4】小强制作了一个
实验装置，自称为“永动机”，
如图所示，它由转轮(5根轻杆组
成)和转轴构成，在轻杆末端装
有形状记忆合金制成的叶片.轻推
转轮，弯曲的叶片进入热水后，
因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动.叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动.请你回答：
(1)进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为　 　能.
(2)叶片在热水中吸收的热量一定　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)叶片对水做的功.
(3)实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了　 　.
　能量守恒定律　
　大于　
　动　
小球的高度逐渐降低说明了什么？
减少的机械能到哪里去了？
说明了小球的机械能逐渐减少
小球跟空气和地面摩擦，
一部分的机械能转化为内能。
动画
频闪照片
如图是一种设想中的永动机， 它通过高处的水流冲击叶片， 叶片的转动用来对外做功， 同时带动抽水器从低处将水抽到高处， 从而循环工作。这种机器有可能制成吗？为什么？
不可能，水从高处落下的动能即使全部通过抽水机抽水转化成水的势能，由于能量守恒，不可能再提供额外的能量对外做功。
永动机
1.某物体对外做功，消耗了100 J的机械能，这些机械能转化为其他形式的能量是( )
A.50 J　 B.100 J　
C.0 J　 D.无法确定
B
随堂检测
2.下列说法中错误的是( )
A.能量守恒定律只适用于物体内能的变化
B.只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C.能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变的
A
3.在能量的转化过程中( )
A.机械能一定守恒　
B.各种形式的能都守恒
C.各种形式的能量的总和一定守恒　
D.内能一定守恒
C
4.下列关于能量转化和转移的说法中，正确的是( )
A.汽油机在做功冲程中将机械能转化成内能
B.烧水过程中壶盖跳起时，机械能转化为内能
C.用热水袋取暖时，内能发生了转移
D.电风扇工作时，机械能转化为电能
C
5.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的
　 　能，此过程中能量的总和　 　 (选填“增大”“不变”或“减小”).
　不变　
　内　
能量的转化和守恒
能量的
转化和转移
能量的形式多种多样
能量的转化：
能量
守恒
定律
内容：
能量可以从一种形式转化为另一种形式。
能量的转移：
能量可以从一个物体转化为另一个物体。
能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在能的转化和移的过程中，能量的总量 。
凭空消失
凭空产生
转化
转移
保持不变
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一。
②能量的转化和转移都是有方向性的。
③永动机不可能制成
理解：
【基础概念易错辨析】
1. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律.
( )
2. 能量守恒定律只适用于能量的转化过程.( )
3. 即使科技再发达也不可能制造出永动机.( )
4. 在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化.( )
√
√
×
×
易错辨析
【重难易错】麻省理工学院课堂曾有个这样的演示情景：教授将一个质量为15.5千克的摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有碰到他的下巴，教授说：“物理生效了，我还活着”.下列关于此实验说法正确的是( )
A.摆球在摆动过程中机械能保持不变
B.摆球摆动过程中机械能不断减小　
C.摆球摆动过程中内能转化为机械能　
D.此过程不符合能量守恒定律
B
错因分析：没有理解机械能不守恒并不表示能的总量不守恒，机械能虽然有时候减少了，但也是转化成了其他形式的能量.