14.3 能量的转化和守恒 学案（含答案） 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

14.3　能量的转化和守恒
素养目标
1.能结合具体的实例,说明各种能量在一定条件下可以相互转化,会判断能量转化的类型。
2.通过分析具体的能量转移和转化过程,理解能量守恒定律,能区分能量守恒和机械能守恒。
3.会用能量守恒定律的知识来解释生活现象。
◎重点:理解能量守恒定律,并能用能量守恒定律解释生活现象。
评价任务
通过任务驱动一完成目标1的学习;通过任务驱动二完成目标2的学习。
【预习导学】
生活中的物理
一个人被困到了一个孤岛上,随身带了5只鸡、5千克玉米,他预计一个月内不会有人来救他。为此,设计了下面两个方案来维持生命:
①先吃鸡肉,再吃玉米;
②先吃玉米,同时用玉米喂鸡,最后吃鸡。
问题:哪种方案能够保证人存活的时间比较长 请你用下面学到的物理知识来解释。
重点梳理
知识点一 能量的转化
1.普遍性:在 ,各种形式的能量 (选填“是”或“不是”)可以相互转化的。
2.能量转化类型的判断:在能量转化过程中, (选填“增加”或“减少”)的能量种类转化为 (选填“增加”或“减少”)的能量种类。
【答案】1.一定条件下　是
2.减少　增加
对点自测
1.2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带月壤成功着陆,探月任务圆满完成。返回器穿过大气层的过程中外壳与大气剧烈摩擦生热, 能转化为 能。
【答案】1.机械　内
知识点二 能量守恒定律
1.内容:能量既不会 ,也不会 ,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 。
2.普遍性:
(1)没有条件,任何情况下都成立。
(2)不分时刻,在能量转化和转移的整个过程中,每个时刻都成立。
【注意】能量守恒的对象是研究系统的所有物体的所有能量形式。
3. 能量守恒与机械能守恒的比较
条件 特点
能量 守恒 不需要条件 一种能量在减小,另一种能量必然增加,而能的总量保持不变
机械能 守恒 只有动能和势能转化 机械能的总量保持不变
·学习小助手·
能量守恒即能量的和不变;能量的和不变,是指在能量转移和转化过程中,所有参与能量转移和转化的物体的能量总和不变。所以,在理解和应用能量守恒定律时,必须考虑能量转化和转移过程中所有物体的所有能量。
【答案】1.凭空消失　凭空产生　转化　转移　保持不变
对点自测
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.能的转化和转移一定遵循能量守恒定律
C.能量守恒定律是认识、利用自然的重要理论依据
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,而能的总量保持不变
【答案】2.A
【合作探究】
任务驱动一 能量转化的分析
【观察】图中任何两种能量形式之间都有一对箭头,表示这两种能量形式之间,在一定的条件下可以相互转化。
【提出问题】任何两种能量形式在一定条件下可以相互转化吗
【分析探究】请根据示例,举例说明其他两种形式的能量之间的转化。
(1)示例:光能 化学能
①光能→化学能:太阳具有光能,绿色植物具有化学能;绿色植物通过“光合作用”把光能转化为化学能。
②化学能→光能:木柴具有化学能,火焰具有光能,木柴通过“燃烧”把化学能转化为光能。
(2)电能 内能
①电能→内能: 。
②内能→电能: 。
(3)内能 机械能
①内能→机械能: 。
②机械能→内能: 。
【归纳总结】在 ,各种形式的能量 (选填“是”或“不是”)可以相互转化的。
【答案】(2)①电热水壶把电能转化为内能
②火力发电把内能转化为电能
(3)①热机把内能转化为机械能
②钻木起火把机械能转化为内能
【归纳总结】一定条件下　是
任务驱动二 能量守恒定律的理解
(1)汽车刹车过程中的能量守恒
①汽车在水平地面上刹车过程中,速度如何变化 汽车的动能、机械能如何变化
②汽车刹车过程中,轮胎与地面之间相互摩擦,内能如何变化
③根据①②分析,能量是否凭空消失 若没有,消失的能量转化为什么能量
(2)火箭升空过程中的能量转化
①火箭加速升空过程中,如果不考虑质量的变化,火箭的动能、重力势能、机械能如何变化
② 火箭升空过程中,燃烧燃料,燃料的 能转化为 能;所以,减少的能量是 。
③火箭升空过程中,能量是否凭空增加 若没有,增加的能量来自什么能量
(3)综合(1)、(2)得出,能量在转化和转移的过程中, (选填“会”或“不会”)凭空增加, (选填“会”或“不会”)凭空消失。
【答案】(1)①汽车刹车过程中,速度减小;汽车质量不变、速度减小,所以动能减少;汽车质量不变、高度不变,所以重力势能不变,又因为动能减少,所以汽车的机械能减少。
②汽车与地面摩擦升温,轮胎、地面的内能增加。
③能量没有凭空消失;在刹车过程中,汽车减少的机械能转化为内能。
(2)①火箭质量不变,加速升空过程中,速度增大、高度增加,所以动能增加、重力势能增加、机械能增加。
②化学　内　燃料的化学能
③能量没有凭空增加;增加的机械能来自燃料的化学能。
(3)不会　不会
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