20.1 能量的转化与守恒 课件(共35张PPT) 2022－2023学年沪科版物理九年级全一册

(共35张PPT)
第1节 能量的转化与守恒
九全 物理
停止用力，秋千会越摆越低
掉在地上的弹性小球会跳起，越跳越低
为什么会这样呢？
新课引入
1. 通过实例了解能量及其存在的不同形式，能描述各种各样的能量和生产生活的联系
2. 通过实例认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以互相转化
3. 理解能量守恒定律，并能利用能量守恒定律分析有关问题
4. 知道永动机不可能制成，了解能量转移与转化有一定的方向性
重点
学习目标
高举的重锤
被拉开的橡皮筋
运动着的篮球
转动的风车
我们的生活中都接触过哪些能量？
太阳
新知学习
一、多种形式的能量
自然界和生活中，能量以多种形式展现着，我们已经学过机械能、电能和内能，你还知道哪些能量呢？
思考
木材燃烧和食物中的能量来源是什么？
化学能
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，故食物也具有化学能。
原子弹、氢弹释放巨大的能量，能量来源什么呢？
我国第一颗原子弹爆炸
我国第一颗氢弹爆炸
思考
核能
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。
交流与讨论
你能说出下面物体所具有的的能量吗？
二、能量的的转移与转化
能量可以从一个物体转移到另一个物体吗？
思考
充电宝给手机充电
手被热水烫伤
小球撞击积木
能量可以从一个物体转移到另一个物体
观察牛顿摆，将右侧的小球抬起，由静止释放，注意观察它的运动情况，这说明了什么？
右侧的小球撞击后静止了，左侧的小球向左摆动
右侧小球的机械能通过撞击转移给左侧小球，机械能在一定条件下也可以发生转移
现 象
分 析
在一定条件下，相同形式的能量在一定条件下可以发生转移，转移过程中能量形式不发生变化
能量的转移：
西电东送
牛顿摆
能量可以从一种形式转化为另一种形式吗？
思考
内能转化为机械能演示
你还能举出哪些能量转化的例子？
图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？
太阳能→内能
太阳能→化学能
内能→机械能
太阳能热水器
植物光合作用
行驶的火车
能量的转化：
水力发电站
“天宫”一号飞行器上的太阳能电池板
新疆的风力发电厂
机械能→电能
太阳能→电能
风能→电能
化学能→内能
电能→机械能
机械能→声能
天然气燃烧
电风扇转动
击鼓
电能→光能和内能
核能→内能
化学能→内能
电灯发光
原子弹爆炸
木柴燃烧
大量事实表明：不同形式的能量之间可以相互转化
温馨提示
1.判断能量是发生转化还是发生转移的方法是看能量的形式是否发生变化
2.在改变物体内能的两种方式中，做功改变内能实质上是能量的转化，热传递改变内能实质上是能量的转移
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。
地球上的能量来自哪里呢？
思考
太阳能是地球上的主要能源
太阳能→化学能
绿色植物吸收太阳光进行光合作用
食草动物从植物中获取能量
化学能→内能
食肉动物捕食食草动物获取能量
化学能→内能
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。
锯木头，锯条发热
（机械能→ 内能）
气体膨胀做功，温度降低
水轮机带动发电机发电
电流通过灯丝使灯丝发光
光合作用
压缩气体做功
给蓄电池充电
手摇发电机发电使灯泡发光
汽车关闭发动机后继续向前
（机械能→内能）
（内能 →机械能）
（机械能 →电能）
（电能→ 内能 光能）
（光能→化学能）
（机械能→ 内能）
（电能→ 化学能）
（机械能→ 电能 内能 光能）
下列情境中，各种形式的能之间是如何转化的？
针对训练
减少的机械能到哪里去了？
因为小球在摆动的过程中和空气摩擦，一部分机械能转化为内能。
观察单摆小球的运动，说一说小球的能量转化过程：
小球上升时：
小球下降时：
小球在摆动过程中能量应该守恒，小球应该永远摆动下去，可事实上，小球机械能不断较小，最终小球会静止下来。
动能→重力势能
重力势能→动能
二、能量守恒定律
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其他形式，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，能量的总量保持不变。
掉在地上的弹性小球会跳起来，可是弹起的高度却越来越低，小球的机械能在逐渐减少，减少的机械能到哪里去了？
由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能，机械能减少，故而跳起高度越来越低
释疑
想一想：玩具小丑在跳动过程中，能量是如何转化的？它遵守能量守恒定律吗？
能不能找到一种机器，不消耗能量，而又永远不停地运动着？
一种永动机的设计模型
由能量守恒定律知：无法实现
思考与讨论
那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？
1. 电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？如不相等，是否意味着能量不守恒？
2. 我国有句谚语“要使马儿跑得快，又要马儿不吃草”比喻现实生活中不可能的事，请大家分析此比喻是否有科学道理？
不相等。消耗的电能除了转化为机械能外，还转化为内能。
没有。违反了能量的转化和守恒定律。
针对训练
四、能量的转移和转化的方向性
因为小球跟空气摩擦，一部分的机械能转化为内能，最终小球会停下来，这部分内能能自动的转化为机械能吗？
思考
回顾一下，热传递过程中，内能的转移有什么规律？不加热的情况下，凉水能自发的变成热水吗？
思考
在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能自发地向相反方向进行。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
传递热量
小孩坐在冰车上被沿水平冰面推出去后，由于摩擦的作用，小孩及冰车在冰面上运动得越来越慢，最后停止运动。这个过程中能量转化方向为：机械能转化为内能，小孩和冰车能否自动收集这些内能而让冰车动起来？能量的这种转化说明了什么？
思考
这些内能不能再自动地收集起来用于驱动汽车
结论：
这说明能量的转移和转化的过程可以自发地朝某个方向进行，但不能自发地向相反方向进行。即自发的能量转移和转化过程具有方向性。
关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是( )
A. 任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳
B. 凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化
C. 由能量守恒定律可知，只要尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦，滑轮组的机械效率可能会达到100%
D. 一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒
A
针对训练
能量的转化
与守恒
多种形式的能量
能量转移与转化的方向性
能量守恒定律
能量的转移与转化
机械能、电能、内能等
化学能、核能
能量之间是可以相互转移和转化的
地球上的能源主要来自于太阳
课堂小结
1.小胡同学将生活中常见的例子与能量的转化联系起来,用线连接,其中连线错误的一组是( )。
A.用磨刀石磨刀——机械能转化为内能
B.保温瓶的瓶盖蹦起—内能转化为机械能
C.电热水器工作——电能转化为内能
D.向上飞行的足球—势能转化为动能
D
动能转化为势能
随堂练习
2. 现在的道路两旁安装了很多太阳能路灯，晴天时太阳能电池板给铅酸蓄电池充电，黑夜时铅酸蓄电池让路灯发光，如图为铅酸蓄电池充电的简化电路，则下列说法错误的是(　　)
A. 太阳能电池板能将太阳能转化为电能B. 给铅酸蓄电池充电时将电能转化为化学能C. 铅酸蓄电池给灯泡供电时将全部的化学能转化为电能D. 太阳能路灯工作的整个过程中遵循能量守恒定律
C
会产生能量损耗
太阳能电池板先将太阳能转化为电能；
给铅酸蓄电池充电时电能转化为电池的化学能。
铅酸蓄电池内储存的化学能转化为电能；
路灯发光时灯泡将电能转化为光能。
3.[创新题·质疑创新] 如图是一位机械师提出的一个永动机的设计方案：AHIK分别是水磨的4个水轮，最上面水槽流出的水由于重力会流到下一水槽中，并冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮B带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提
升到上面的水槽中，从而使整个装置一直运转．
你认为该设计方案成立吗？________，理由是_____________________．
【2022课标新增样例】了解我国古代水磨、水碓等机械
不成立
违背了能量守恒定律