14．3 能量的转化和守恒
【学习目标】
1．知道能量守恒定律。
2．能举出日常生活中能量守恒的实例。
3．用能量守恒的观点分析物理现象。
【重点难点】
1．知道能量守恒定律。
2．区别能量的转化和转移。
学习内容一：能量的转化
学习指导：阅读课本P27文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
2．摩擦生热，是机械能转化为内能；水轮机发电是机械能转化为电能，电水壶烧水是电能转化为内能。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．阅读P27图14.3－1举出发生了能量转化的实例。
答：摩擦生热——机械能转化为内能
水放在太阳下——内能转移到水中
太阳电池——太阳能转化为电能
小电扇旋转——电能转化为机械能
摩擦起电——机械能转化为电能
光合作用——太阳能转化为化学能
燃料燃烧——化学能转化为内能
2．以上事例能说明什么？
答：在一定条件下，能量是可以相互转化的。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．能量不但可以相互转化，还可以转移。比如合作探究1中，把水放在太阳下，水会变热，这是太阳光具有的内能转移到水中。
2．能量的转化与转移的区别。能量的转化，能量的形式发生了改变；能量的转移，能量的形式没有发生改变，只是从一个物体转移到另一个物体。
【即时练习】
1．完成P29第1题。
2．下列过程中，属于电能转化为机械能的是( C )
A．太阳能电池充电 B．电灯照明
C．电风扇工作 D．风力发电
3.用做功的方式改变物体的内能，能量是怎么改变的？用热传递的方式改变物体的内能，能量是怎么改变的？
答：做功改变内能——机械能转化为内能。
热传递改为内能——内能从一个物体转移到另一个物体。
学习内容：能量守恒定律
学习指导：阅读课本P28－P29文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．能量守恒定律：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，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一，所有的能量转化过程，都服从能量守恒定律。
【合作探究】教师巡视辅导。
阅读P28“想想议议”，并结合图14.3－2，思考并回答相关问题。
1．小球为什么越弹越低？它的机械能发生了什么变化？
答：小球的机械能被消耗了，机械能的总量在减少。
2．在此实验中，机械能的总量为何不能守恒？为什么减少的机械能跑到哪里去了？
答：因为机械能守恒是有条件的——只在势能与动能之间发生转化，机械能才能守恒。在这个实验中除了动能与势能的转化外，小球还要克服摩擦做功，一部分机械能会转化为内能。
3．此实验给我们什么启示？
答；说明能量是可以相互转化的，还说明能量不会凭空产生，也不会凭空消失。
4．举出生活中能量转化与守恒的实例，并解释。
5．展示P29图14.3－3，想一想这个装置能否实现“永动”。
答：这个装置不能实现“永动”，因为砂轮做功要消耗一部分水的机械能，被抽上去的水比流下来的水少，最终会停止。它违背了能量守恒定律。
6．思考：既然能的总量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
一切机器在工作时候都要消耗能量才能对外做功，不消耗能量能对外做功的机械是不存在的，它们都违背了能量守恒定律，所以“永动机”是不可能成功的。
【即时练习】
1．完成P29－P30第2、3题。
2．下列说法中错误的是( A )
A．能的转化和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．能的转化和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，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变
3．电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是( B )
A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒
B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒
C．电能全部转化为内能，内能守恒
D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒
【当堂练习】见训练案基础部分
课件17张PPT。第十四章 内能的利用§14.3 能量的转化和守恒机械能守恒与能量守恒的区别
(1)机械能的守恒是有条件的——没有能量损失或额外的能量补充。因为机械能守恒是指一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。如果除此之外还存在能量的转化过程，则说明有机械能与其他形式的能之间的转化，机械能总量发生改变，机械能不再守恒。例如：克服摩擦做功，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、原子能间相互转化，不限于动能与势能之间。在转化过程中，一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加，能量的总量保持不变。易混点辨析
1．能的转化和转移过程中，能量一定守恒，但机械能不一定守恒。
2．能的转化过程中，能量的形式发生变化，能的转移过程中，能量的形式没有变化。【例】如图所示的实验或事例，属于内能转化为机械能的是( )【解析】水蒸气将软木塞冲出时，水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，D选项正确；其他三项都是机械能转化为内能。答案：D1．自然界中各种形式的能量在一定条件下，都可以相互______和________。
2．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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_______和_______的过程中，能量的______保持不变。这就是能量守恒定律。
3．__________定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。转化转移转移转化转化转移总量能量守恒知识点1 能量转化和转移1．下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是( )
A．电池充电，电能转化为化学能
B．电动机工作，电能转化为机械能
C．暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
D．用热水袋取暖，内能发生了转移C2．如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是( )D知识点2 能量守恒定律3．如图所示实验，试管口木塞冲出过程( )A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况是机械能转化为内能
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少D4．给电动机通电后电动机带动其他机器运转起来，同时电动机的外壳也变得烫手，则下列说法中正确的是( )
A．电能全部转化为机械能
B．电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能
C．电能全部转化为内能
D．电能的一部分转化为内能是通过克服摩擦力做功来完成的B5．火电厂进的是“煤”，出的是“电”，这个过程中能量的转化是( )
A．化学能—内能—机械能—电能
B．化学能—重力势能—动能—电能
C．机械能—内能—化学能—电能
D．内能—化学能—机械能—电能A6．如图所示，小孩从滑梯上自由滑下的过程中，臀部有灼热的感觉，下列说法正确的是( )
A．机械能一定变小
B．机械能一定保持不变
C．重力势能一定变大
D．动能一定变小7．关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是( )
A．火山具有内能，冰山不具有内能
B．火箭在加速上升时，机械能保持不变
C．拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能
D．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能AC8．(多选)学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中正确的是( )
A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变ACD9．抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，说明乒乓球的______能减少了，减少的那部分能量转化成了____能。机械内10．如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图。阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气在烟囱中上冲，带动发电机发电。这种发电站利用的能源是_______能。这种发电站______(选填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能。这种发电方式与火力发电相比优点是_______(写出一条即可)。太阳不能清洁11．“五一”黄金周，吴昊同学和爸爸妈妈一起游览花果山，在他们乘坐旅游车沿盘山公路下山的过程中，发现司机师傅要不时地踩踏刹车踏板；当车行驶至中途还要停下来，让工作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水。吴昊同学提出了以下几种看法，你认为这些看法中符合实际的是_______。
①喷水的主要目的是为了降低车闸的温度，以防车闸因温度过高而损坏
②下山过程中，机械能不变
③下山过程中，重力对汽车不做功
④刹车过程中有部分机械能转化为内能①④12．如图所示是达·芬奇设想的永动机。
你认为能实现吗？________；
请说明理由：____________________________________________________。不能它违背了能量转化和守恒定律(或轮子转动时有能量损失)13．用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到如图所示的位置，稳定后松手，手不动，铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动。
(1)从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？
(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到手。
(3)在此过程中，机械能是否守恒？能的总量是否守恒？答：(1)从a点到b点，铁锁的重力势能逐渐减少，动能逐渐增加。
(2)不能，因为铁锁从a点到c点和由c点返回到a点的过程中，要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能减少，铁锁返回时不能到达a点，所以铁锁摆回时不能碰到手。
(3)铁锁在摆动过程中，有一部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒；但整个过程中能的总量是守恒的。14．汽车的诞生改变了人类的生活方式。事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。现在你看到的这幅漫画(如图所示)，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题：
(1)原理图中运用了哪些物理知识？(至少说出3点)
(2)该原理图中涉及哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。解：（1）杠杆原理，力的作用是相互的，以滚动代替滑动可以减小摩擦 （2）化学能、内能、机械能；通过燃烧将化学能转化为内能。蒸汽向后喷出推动汽车前进，将内能转化为机械能。
