初中物理14.3能量的转化和守恒 课件内嵌视频(共40张PPT)

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自然界中存在着各种各样的能量，它们之间在一定条件下会发生相互转化，能量的转化遵循怎样的规律呢？
第三节
第3节 能量的转化和守恒
第十四章 内能的利用
1.了解各种形式的能量是可以相互转化的。
2.掌握在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3.能够举出日常生活中能量守恒的实例。
4.具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
学习目标
拉长的橡皮筋
　　你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？
山巅的危石
运动的足球
西藏羊八井地热池
食 物
太阳光
弹性势能
重力势能
动能
内能
化学能
太阳能
常见的能量形式有：
机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能等。
水能
电能
化学能
煤炭、液化石油气
奔腾的江河
电流
知识点 1 能量的转化和转移
1. 能量的存在形式
能量有多种存在形式，如机械能，内能，电能，化学能，光能，核能，潮汐能等。
机械能
内能
化学能
太阳能
电能
物体具有的动能和势能之和
电所具有的能做功的能
物体内所有分子动能和分子势能的总和
机械能
电能
内能
能量的常见存在形式
化学能
光能
其他能量的形式
物质发生化学变化时释放出来的能量
光所具有的能量
如：风能、核能、潮汐能等
2. 能量的转化
植物吸收太阳光进行光合作用
水电站里水轮机带动发电机发电
机械能转
化为电能
电闪雷鸣
太阳能转
化为化学能
电能转化为机械能、光能
光能转化为电能
电能转化为内能
风能转化为电能
光伏发电
微波炉
风力发电
电能转化为化学能
核能转化为机械能
手机充电
核电站
原子弹爆炸
核能转化为电能
2. 能量的转化
在一定条件下，一种形式的能量转化成另一种形式的能量，这种现象叫做能量的转化。
自然界中各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。
电动机
发电机
光合作用
燃烧物质
太阳照射
炽热发光
电加热
地热发电
摩擦生热
蒸汽机
放热反应
吸热反应
燃料燃烧是将________转化为______。
化学能
内能
钻木取火是将________转化为______。
机械能
内能
植物吸收太阳光进行光合作用是______转化为________。
化学能
光能
水电站利用水轮机带动发电机是将________转化为______。
机械能
电能
观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？
(1)来回迅速摩擦双手；
手会发热，机械能转化为内能；
(2)黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下；
一会儿温度计示数升高，光能转化为内能；
(3)．将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光；
小电扇会转动起来，光能转化为电能再转化为机械能；
(4)．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细碎的纸片。
钢笔会发热，并同时吸引小纸片，机械能转化为电能及内能;
壶中水温度升高，内能变大，其能量直接来源于哪里？
3. 能量的转移
能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。
例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。
水的机械能转移到了水车上，
能量的形式没有变化
4. 能量的转化与转移有本质区别
（双选）下列现象中，发生能量转化的是（ ）
A．壶盖被水蒸气推得上下跳
B．往热水里加冷水
C．用热水袋焐手
D．用电热水壶烧水
A D
内能转化为机械能
能量的转移
电能转化为内能
知识点 2 能量守恒定律
1. 能量守恒定律
掉落的弹性小球会
跳起，但是越跳越低
停止用力，秋千会
越摆越低
它们的高度降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是由于克服空气阻力做功，把一部分机械能转化为了内能。
（1）内容：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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律
（2）理解：
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。
物理现象（摘取原文） 物理知识
① 重力势能转化为动能
② 人们利用打磨轮打磨工件
（1）按要求填写表中空白。
水流下来冲击叶轮转动
机械能转化为内能
2. 永动机
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。
（2）这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个
装置誉为“永动机”。那么，这个装置真的能“永动”吗？为什么？
（2）不能；不遵循能量守恒。
设想中的永动机
能量守恒定律使人们认识到：
任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。
实际上，这种永动机 （选填“能够”或“不能够”）永远工作下去。因为能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 ______为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而在这两个过程中，能量的总量保持不变。
永动机真的存在吗？有人设计出如图所示的“永动机”。
不能够
转化
转移
3. 能量转移和转化的方向性
有人认为：既然能量是守恒的，那我们既没有必要节约能源了，因为能量的总和不会变少
1. 下列事例中只有能量转移的是（　　）
A．人在火炉旁取暖
B．滚动的铅球在地面上慢慢停下来
C．火药燃烧
D．运载卫星的火箭由地面起飞
A
铅球停下来是因为受到摩擦力的作用，克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，属于能的转化
化学能转化内能
燃料燃烧的化学能转化为内能再转化为机械能
2. （黑龙江中考）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（　　）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
C
机械能转化为内能
化学能转化为内能
机械能转化为内能
3. 下列关于能量转化的说法中不正确的是（　　）
A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B．汽车匀速下坡时，重力势能转化为动能
C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B
4.（湘西州中考）关于能量守恒定律的下列说法中，正确的是（　　）
A．能量既可以凭空消失
B．能量也可以凭空产生
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D
能量之间可以相互转化
转移和转化的过程中，能量的总量是守恒的
依据能量守恒定律，永动机不可能实现
教材习题
1.一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。请你说出以上过程中发生了哪些能量转化？
步枪发射子弹时，火药燃烧，将化学能转化为内能；然后内能再转化为子弹的机械能，使子弹获得很大的速度；子弹在空中飞行过程中，子弹与空气摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能；子弹陷入土地的过程中，克服阻力做功，将机械能转化为内能。
教材习题
2.请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义。
●某太阳能电池工作的效率是16%
●某电动机工作的效率是83%
●某锂电池充电时的效率是99%
●某柴油机工作的效率是35%
●某电热水器工作的效率是87%
（1）太阳能电池工作时所吸收的太阳能有16%转化为电能；
（2）电动机工作时所消耗电能的83%转化为机械能使电动机转动；
（3）锂电池充电时所消耗电能的99%转化为化学能储存在电池中；
（4）柴油机工作时，柴油完全燃烧放出热量的35%被有效利用，转化为机械能；
（5）电热水器工作时消耗电能的87%转化为内能，使水的温度升高。
教材习题
3.小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的‘水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40 L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15。C，热水器输出热水的温度为40°C，注水前天然气表的示数是2365.89 m',注水后变为2 366.05 m'，天然气的热值为3.2x107J/m'。请你估测该热水器的热效率。
82%
解析：洗衣机中注入热水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg，将自来水加热过程中水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-15 ℃)=4.2×106 J；在此过程中消耗天然气的体积V=V2-V1=2 366.05 m3-2 365.89 m3=0.16 m3，天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=3.2×107 J/m3×0.16 m3=5.12×106 J，则该热水器的热效率约为η=Q吸Q放=4.2×106 J5.12×106 J≈82%。
教材习题
4.释放化学能的过程不断地发生在你的体内。食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。这种过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能，因此人的体温保持在37 °C左右。从能量守恒的角度说说，食物提供的化学能还转化为哪些能量 人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少，都有损于健康。对于正在长身体的初中学生，每天应该摄入多少能量 应该如何调整饮食 查阅资料、进行调长身体的初中学生，每天应该摄入多少能量 应该如何调整饮食 查阅资料、进行调查，写一篇科学报告，并与同学交流。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。人吃食物，把食物储藏的能量转化为人的内能，使人保持体温；内能转化为机械能，使人能够进行日常活动，能够走、跑、跳，能够说话、唱歌，维持呼吸、心跳、血液流动等。人的一切生理活动都需要能量，没有食物提供的能量，人就无法生存。