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微课九上3.8能量的转化与守恒
1.科技人员研发了一种智能电动百叶窗，其叶片表面贴有柔性太阳能面板（如图），在光
照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。此过程发生的能量转化是()
A.光能→电能→机械能
太阳能面板
B.电能→机械能→光能
C.光能→机械能→电能
D.机械能→电能→光能
2.如图所示，用柠檬制得的水果电池可以让发光二极管发光（类似小
灯泡发光)。在这个化学变化过程中，化学能首先转化成了·()
A.光能
B.电能
C.热能
D.化学能
3.下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是()
A.自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用
B.根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无须担心地球能量不足
C.原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
D.汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力
4如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设
小球刚落地时的速度分别为1、V2、 ，则…(
A.V1=V2=V3
B.1C.1>V2>V3
D.无法确定
5.下列用电器把电能主要转化为机械能的是…(
A.电视机
B.电灯
C.电饭煲
D.电风扇
6根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是-()
A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
7.如图所示，A、B、C是三个高度相同而倾角不同的光滑斜面，让质量相同的小球沿斜面
从顶端运动到底端，比较小球滚到底端时速度大-(
A.在A的速度最大
B.在C点的速度最大
C.在A,B,C三点速度相同
D.无法判断
8.能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析不正确的是…()
水果电池
化学能→电能
电磁感应
电能→机械能
光合作用
光能→化学能
D
，钻木取火机械能→内能
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9.如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹
簧，至弹簧压缩最大，在这过程中，机械能转化的情况是一(
A.重力势能→动能
B.重力势能→动能→弹性势能
C.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D.小球机械能不断减小
10.“胜哥”把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面
最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能
来源的说法中正确的是-(
)
A.是由水的内能转化来的
B.是由水的重力势能转化来的
C.是由乒乓球的内能转化来的
D.是由乒乓球的化学能转化来的
11.央视二套“是真的吗”栏目播出：人站在风车下就能让它转动（如
图)。原理是人体可以加热周围空气，热空气密度变小会上升，导致风
车转动。
(1)人体加热周围空气，导致风车转动，其实质是内能转化为
(2)若风车正下方站的人越多，则风车转动越
12.现代人类的生活离不开能量，并且种类多样，如(1)电能(2)太
阳能(3)化石能(4)核能等.下列是生活中用到的一些器具或生产工具，其中分别用到了
哪种能量，填入序号。
a.太阳能热水器
b.原子弹
C.白炽灯
13.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是由于物体的重力势能与
有关，
下落过程是将重力势能转化为
，对路面行人形成安全隐患：利用能量转化可以
造福人类，如热机是将
能转化为
能，干电池是将化学能量转化为能，
白炽灯工作时将电能转化为
能和
能
14.滚摆从如图的位置1静止释放，下降经过位置2继续下降，再上升到达最高点位置3。
在这三个位置中，滚摆机械能最大的位置是
你的依据是
15.如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率为
:一盏工作时的效
率为30%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为
W。
节能灯产生的内
能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化具有
电能
光能10j
100J
内能90j
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1.请说出下列情形中有哪些能？
机械能
思考：
1.请说出下列情形中有哪些能？
思考：
化学能
热水器利用了_______。
1.请说出下列情形中有哪些能？
思考：
太阳能
电能
热能（内能）
声能
电磁能
潮汐能
核能
思考：
2.除了上述提到的能还有哪些形式的能？
3.请说出下列变化中的能量转化？
机械能
内能
思考：
滑滑梯：
3.请说出下列变化中的能量转化？
动能
势能
思考：
滚摆实验：
3.请说出下列变化中的能量转化？
思考：
热机做功：
内能
机械能
化学能
3.请说出下列变化中的能量转化？
思考：
摩擦生热：
机械能
热能（内能）
一、能量的相互转化
水的内能
火焰的内能
1.同一形式的能量可以在两个物体之间转移。
石棉网的内能
烧瓶的内能
下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？
2.不同形式的能量也可以转化。
化学能
热能（内能）
电动机转动：
电能
机械能
风力发电：
风能
机械能
电能
3.太阳能可以转化为各种形式的能量。
（1）转变为植物的化学能
二氧化碳
+
水
有机物
+
氧气
光
叶绿体
光能
化学能
（储存有机物中）
光合作用是指植物利用光
能，把二氧化碳和水转化成有
机物，并释放出氧气的过程，
如图所示。从能量转化的角度，
就是把太阳辐射到地球上的光能转化为储存在糖类中的化学能。
每年全球光合作用可以产生大约1600亿吨糖类。
光合作用——地球上最主要的能量转化过程
科普：
光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。因此，光合作用是地球上最主要的能量转化过程。
（2）转变为空气的动能。
太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能。
（3）转变为水的内能
太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能；
（4）转化为电能
太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。
4.火力发电厂能量转化。
在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，
发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户。
化学能
热能
机械能
电能
5.人体能量的来源及转化。
人体的能量都来自于食物（化学能）。
人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。
食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等
6.核能发电厂能量转化。
核能
热能
机械能
电能
青蛙跃起捕捉害虫。在这个过程中青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？
青蛙消耗了化学能
这些能量转化为机械能
青蛙获得了化学能
这些能量来自害虫体内。
思考：
大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。
各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
定律：
平常我们所说的“ 消耗能量”、“ 利用能量”或者“ 获得能量”， 实质上就是能量相互转化或转移的过程。
如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能（克服摩擦做功与电流的热效应）。
转化后的各种形式的能量全部加起来等于电动机消耗的电能。
二、能量的转化与守恒定律
能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体。而在转化和转移的过程中，能
的总量保持不变。
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索，于19世纪中叶建立起来的。它是科学史上最重大的发现之一
能量的转化和守恒定律的建立
1840年，德国医生迈尔从生理学角度对能量进行了研究，他发现病人的静脉血比他预计的要红得多，因此他开始思考动物热的问题，并由此萌发了所有形式的能量都可以相互转化的想法。他还分析了多种能量的转化和守恒的现象，成为首先阐述能量守恒思想的人。
从1840~1878年的近40年时间里，英国科学家焦耳研究了电流热效应、空气压缩时温度的升高以及电、化学和机械作用之间的联系。他发现了焦耳定律，得出了电能向内能转化的定量关系。他做了400多次实验，用各种方法测定热与功之间的当量关系，精确地测定了热和机械功之间的当量关系的数值，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了《论力的守恒》一文，把能量的概念推广到热学、电磁学、天文学和生理学等领域，系统、严密地阐述了能量守恒思想。他分析了机械能、化学能、电磁能等不同形式能量的转化和守恒，并把能量守恒与永动机不可能制成联系起来。他认为机器只能转化能量，而不能创造和消灭能量。他对能量守恒定律作出了清晰、具有说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律得到人们的广泛接受。可见，能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。
达·芬奇曾设计了一个“ 永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“ 永动机”能旋转不息吗？为什么？
答：“永动机”不可能旋转不息，因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力消耗能量，而能量的转化有方向性，摩擦生热是不可逆的。
思考：
三、能量的转移和转化的方向性
铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热。
炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，最后两者达到相同的温度。
三、能量的转移和转化的方向性
当杂技演员沿竹竿下滑时，重力势能转化为内能，使人和竹竿的接触部位温度升高。
人和竹竿接触部位不可能自发地降低温度，而使人的位置升高。
大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
我们要遵循能量转移和转化的方向性，在能量转移和转化过程中合理利用能量。
请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？
答：比如，内能只能由高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。
再如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。
思考：
小结：
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
2.大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
