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第二十章 能源、材料与社会
第一节 能量的转化与守恒
拉长的橡皮筋
山巅的危石
运动的足球
西藏羊八井地热池
燃烧的木材
美味的蛋糕
我们的生活中都接触过哪些能量?
化学能是由于化学反应而产生的能量。
木材的燃烧是一种化学反应,燃烧时产生的光和热就来源于木材里储存的化学能;食物也具有化学能,人们的生活、工作所消耗的能量就来源于食物里储存的化学能。
多种形式的能量
核能是由于核反应,物质的原子核结构发生变化而释放的能量。
我国第一颗原子弹爆炸
我国第一颗氢弹爆炸
能量的转移与转化
【体验】能量的转移与转化
活动1:双手用力相互摩擦,感受手的温度变化;
活动2:用打气筒打气,感受外壁的温度变化;
活动3:荡秋千时,秋千从高处下降,观察秋千的摆动情况;
活动4:用冰块给发烧的病人降温;
活动5:挥动的球拍把球击飞。
(1)活动1中双手摩擦后会发热,是将 能转化为 能。
(2)活动2中活塞压缩气体,且与筒壁摩擦,将 能转化为
能。
(3)活动3中秋千从高处下降到最低处再升高的过程中,能量的
转化是__________。
(4)活动4中人的 转移为冰块的 。
(5)活动5中球拍的 转移为球的 。
答案:(1)机械 内 (2)机械 内 (3)重力势能转化为动能再转化为重力势能 (4)内能 内能 (5)动能 动能
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年,地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活,也无法离开阳光。
能量守恒定律
结合体验,回答下列问题。
1.如图,分析小球在摆动过程中能量的转化
(1)小球上升时, 转化为 。
(2)小球下降时, 转化为 。
动能
重力势能
动能
重力势能
(3)小球为什么最终会停下来
提示:小球在摆动的过程中,除了势能和动能不断地相互转化之外,在运动过程中还要产生热,所以造成机械能不断减小,因此小球最终会停下来。如果将内能一并算进去,总的能量还是守恒的。
参考答案:小球在摆动的过程中,还要产生热,造成机械能不断减小,因此小球最终会停下来。
能量既不会消灭,也不会创生,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,而能的总量保持不变。
【拓展延伸】
(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,所有能量的转化的过程,都服从能量守恒定律。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。如:植物的生长不是孤立的,要进行光合作用才能生长,光能够转化为化学能反映了这种联系。可见,自然界的各种现象都是相互联系的。
(3)能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一,它从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。
能量转移与转化的方向性
1、当一块炽热的铁块投入水中时,能量如何转移?
铁块的内能
水的内能(温度相同)
铁块能自发地从同温度的水中吸收热量,使自己变得炽热吗?
分析:
2、当杂技演员沿竹竿下滑时,能量又是如何转化的?
演员的重力势能
手和竹竿的内能
手和竹竿的内能,能使演员上升吗?
分析以上事例你能得出结论吗?
我国有句俗语:“既要马儿跑,又要马儿不吃草。”你认为这可能吗?为什么?
这个“永动机”能旋转不息吗?
永动机的设计图
一、多种形式的能量
二、能量的转移与转化
三、能量守恒定律
四、能量转移与转化的方向性