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14.3 能量的转化和守恒
课题 14．3 能量的转化和守恒
教学目标 知识与技能了解各种形式的能可以相互转化．了解各种形式的能可以转移．3．了解能量守恒定律．4．能利用能量守恒定律分析实例．过程与方法通过实验过程及生活中的实例分析，充分理解能量守恒定律．情感态度与价值观对学生进行节约能源的教育．使学生多了解一些科学的历史、现状以及展示未来，对学生来说，具有一定的教育意义．
教学重点难点 应用能量守恒定律分析实例．
使用器材 试管、水、铁架台、酒精灯、火柴、橡胶塞、烧杯、食用油、电加热器、温度计、小球、多媒体课件
课时 1课时
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、新课引入 进入初中阶段以来，我们接触到了多种能量形式，我们回想一下，我们学到的能量都有哪些类型呢？板书：（各种能量形式）对照黑板上的能量，你能举例说说，生活中哪些物体具有这种能量呢？探究活动1：(1)利用酒精灯给试管中的水加热，使试管中的水蒸气把橡胶塞蹦出．讨论：实验中发生了怎样的能的转化？ ( http: / / www.21cnjy.com )(2)图片中发生了怎样的能的转化 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )◆探究活动2：利用电加热器给烧杯中的食用油加热，使温度计温度升高．实验中发生了怎样的能的转化？ ( http: / / www.21cnjy.com ) 学生回答学生举例观察、思考、讨论、回答化学能转换为内能，传递给水，内能转化为机械能．学生回答．电能变内能 从学生熟知的知识入手来分析，符合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究．既复习了热机的工作原理，又与本节课内容密切联系．
二、探究新知 一、能量的转化1．自然界中存在着各种形式的能量，它们与各种自然现象相互联系．2．在一定的条件下，各种形式的能都可以相互转化．引导学生在下图的提示下，列举生活中各种形式的能量间的转化实例． ( http: / / www.21cnjy.com )二、能量的转移能量能够从一个物体转移到另一个物体，或者由物体的一部分转移到另一部分．引导学生列举生活中能量转移实例．◆探究活动3：小球在地面弹跳的过程中的能量变化． ( http: / / www.21cnjy.com )小球在地面弹跳的频闪照片小球在跳动过程中，有什么能量转化？小球在跳动过程中，为什么高度会越来越低？这时候机械能的总量改变了吗？减少的能量是不是消失了呢？到哪里去了呢？三、能量守恒定律1．内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生 ( http: / / www.21cnjy.com )，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．2．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一．引导学生分析生活中的实例．自然界还蕴藏着大量的能源尚待我们开发，人们不仅应该注意合理地使用能，开发新的能源，也同时应该注意节约能源．讨论：1．梦想中的永动机可以实现吗？ ( http: / / www.21cnjy.com )一种设想中的永动机2．小论文：新能源的利用与开发 思考、交流、回答观察思考、讨论、总结 重力势能和动能的转化．与空气摩擦，转变为内能．思考、讨论、总结永动机的本质与能量守恒定律是否符合？ 学生通过教师的“演示”实验和学生参与分析有机的结合，对能的转化加深认识．通过教师的演示实验，进一步激发了学生的学习兴趣．通过简单的生活现象，引导学生逐步思考，透过现象，发现本质．学生通过教师的“演示”实验，对能量的转化和守恒加深认识．节能教育
三、巩固练习 1．下列对能量转化的描述正确 ( http: / / www.21cnjy.com )的是( )A．古人钻木取火，化学能转化为内能 B．冷天搓手到手掌发热，机械能转化为内能C．电水壶工作过程中，机械能转化为D．内燃机的做功冲程，机械能转化为内能2． 在下列现象中，能量是怎样转化的？(1)用锯锯木头，过一会锯条变热了． (2)发电机发电． (3)电动机通电后转动起来．3．用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的___________过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的___________过程． 讨论、思考、回答 知识巩固
作业 教材： 动手动脑学物理1～4 独立完成 知识巩固
板书设计 §14～3 能量的转化和守恒一、能量的类型二、能量的转化和转移三、能量守恒定律
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14.3 能量的转化和守恒 习题
一、选择题
1．现在发射卫星或者是登陆月球，都离不开火箭的功劳。关于火箭发射过程中能量转化的说法，正确的是 ( ) 21cnjy.com
A．将燃料的化学能经过内能，转化为火箭的机械能
B．将燃料的化学能转化为火箭的热能
C．将燃料的热能转化为火箭的化学能
D．将燃料的机械能转化为火箭的热能
2．下列现象中，能量转化不正确的是（ ）
A．子弹打入墙壁的过程中，机械能转化为内能
B．电流通过电炉时，电能转化为内能
C．暖水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起，内能转化为机械能
D．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能
3．木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中（ ）
A．木块的重力势能全部转化为动能 B．木块的动能增加，重力势能减小
C．木块有一部分机械能转化为内能 D．木块的机械能全部转化为内能
4．建筑工地上使用打桩机，打桩锤从6m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这表明（ ）21世纪教育网版权所有
A．动能守恒 B．势能守恒 C．机械能守恒 D．能量守恒
5．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（ ） www.21-cn-jy.com
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
6．下列现象中，有能量的转化的是 ( )
A．推动木块匀速运动 B．冬天用热水袋取暖
C．用打气筒打气，筒壁会发热 D．冬天用手摸户外的东西感到凉
7．下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
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二、填空题
8．“和平”号空间站完成使命后，安全坠入 ( http: / / www.21cnjy.com )南太平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃起了熊熊大火，这是将 能转化为 能，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的 能增加， 能减少，而能的总量 。【来源：21·世纪·教育·网】
9．把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图2所示。从能量的角度分析，这个现象表明_________________________。21·世纪*教育网
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10．当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_________能转化为壶盖的 能。【出处：21教育名师】
11．通信卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把_____能转化为_____能，供卫星使用。
12．如图所示，是太阳能LED照明路灯，白 ( http: / / www.21cnjy.com )天太阳能电池板将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为 能储存起来，供夜晚路灯照明。LED灯是一种发光二极管，通过电流可以把电能直接转化成 能。21教育名师原创作品
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13．在摩擦生热的现象中_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______能转化为________能；在气体膨胀做功的现象中________能转化为________能；在热传递的过程中，高温物体的内能________，低温物体的内能________，内能从________转移到________，而能的总量________．
14．汽车在刹车过程中，因摩擦将___ ( http: / / www.21cnjy.com )___能转化为地面、轮胎和空气的______。转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有______性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持______。
15．一个容积为50L的天然气热水 ( http: / / www.21cnjy.com )器将水从20℃加热到60℃的过程中，消耗了天然气0.63，此热水器的效率是多少？（3.2×107J/m3）
参考答案
1. 答案：A
火箭属于热机的一种，热机是利用燃料燃烧，将化学能转变为内能，再转变为机械能对外做功，因此选A。
2.答案：B
解析：由能量转化守恒定律可知，能量 ( http: / / www.21cnjy.com )在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。消耗了100J的机械能，转化为其他形式的能量也是100J，不可能是其他的数值。
3. 答案：D
解析：判断这四个现象中的能的转化的关键，是理 ( http: / / www.21cnjy.com )解好“转化”的含意．即“转移、变化”的意思，这里既有数量的变化．同时还有形式的变化，在给蓄电池充电时消耗的是电能，得到的是化学能，即电能减少，化学能增大，所以应是电能转化成化学能，而不是化学能转成电能．所以D选项错误．21·cn·jy·com
4.答案：D
解析：打桩锤在自由下落过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中，势能逐渐减小动能逐渐增大，机械能守恒，当锤与桩发生撞击时，就有一部分机械能转化为内能，使锤和桩的表面温度升高，这时机械能减小，内能增加，总的能量仍然守恒．www-2-1-cnjy-com
5. 答案：B
解析：电动机带动其他机器 ( http: / / www.21cnjy.com )运转的过程中，把电能转变为其他机械的机械能；一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，说明有一部分电能转变为了内能，但是能量的总和保持不变。选B 【来源：21cnj*y.co*m】
6.答案：C
解析：用打气筒打气，筒壁会发热，是把机 ( http: / / www.21cnjy.com )械能转变为内能；推动木块匀速运动，属于机械能的范畴，冬天用热水袋取暖，冬天用手摸户外的东西感到凉两个都属于内能的范畴，并没有能量之间的转化。2·1·c·n·j·y
7.答案：C
解析：A中的发动机用水做冷却剂，是因为 ( http: / / www.21cnjy.com )水的比热容比较大；B中的汽油发动机工作时，主要是将内能转化成机械能；C中的轮胎表面有凹凸的花纹，是为了增大与路面的摩擦，是正确的；D中的在中汽车的轮子比小汽车多，是为了减小对路面的压强，而不是压力，故选C。2-1-c-n-j-y
8.答案：机械 内 动 势能 不变
解析：“和平”号在与大气层摩擦时， ( http: / / www.21cnjy.com )燃起了熊熊大火，将机械能转变为内能，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的高度降低，速度增加，将重力势能转变为动能，能量的总和保持不变。 21*cnjy*com
9.答案：内能和机械能之间可以相互转化（和转移）
解析：绳子与金属管摩擦生热，机械能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )内能；高温筒壁对酒精加热，这是能量的转移；高温酒精蒸气推动塞子做功，使塞子跳起，内能转化为机械能。所以在整个过程中，存在着内能和机械能之间的相互转化，也存在着能量的转移。能答出“内能和机械能之间可以相互21教育网
转化”即可。
10.答案：内 机械
解析：当水壶中的水烧开时，水的内能增加，再传递给水蒸气，水蒸气再推动壶盖做功，转变为壶盖的机械能。
11.答案：太阳 电
解析：通信卫星的太阳能电池板是通过能量转化，为通信卫星提供能量的装置。所以它的作用是把太阳能转化为电能。【版权所有：21教育】
12.答案：化学能 光能。
解析：本题考查了太阳能电池板与蓄电池 ( http: / / www.21cnjy.com )的能量转化，太阳能电池板将太阳能转化电能；蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来．在夜晚时蓄电池对路灯供电照明，LED灯是一种发光二极管，通过电流可以把电能直接转化成光能．21*cnjy*com
13.答案：机械能；内；内；机械；减少；增加；高温物体；低温物体；保持不变．
解析：分析此题的关键在于如何理解“能量 ( http: / / www.21cnjy.com )守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关键的词，当能量发生转化时一定表现为：一种形式的能减少而变化成另一种形式的能，则另一种形式的能增大．而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间，或同一物体的不同部分间发生了数量的变化，即增加与减少，而没有形式的变化．但能的总量却保持不变．所以无论在摩擦生热现象中，气体膨胀做功的过程中及热传递的过程中，都服从“能量守恒”定律．
14.答案：机械 内能 方向性 不变
解析：汽车刹车时，机械能在减小 ( http: / / www.21cnjy.com )，故因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能；且能量的转化具有方向性，是不可逆的过程；但能的总量是保持不变的。
15. 答案：43．75%
解答：Q放=Vq=3．2×107J/m3×0．6m3=1．92×107J
V=50L=50×10-3m3m=pv=1．0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
Q吸=cm（t．-t）=4．2×103J/（kg·m3）×50kg×（60℃-20℃）=8．4×106J
η=Q吸/Q放=8．4×106J÷1．92×107J=43．75%
分析：消耗天然气燃烧，将化学能转变为内 ( http: / / www.21cnjy.com )能，传递给热水器，这些能量是总的能量．热水器中的水吸收内能，温度升高，吸收的能量对于我们来说是有用的能量．
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第十四章 内能的利用
三 能量的转化和守恒
一、能量的转化
我们知道能量的形式：
机械能、
内能、
电能、
光能、
化学能、
核能
太阳——光能
一、能量的转化
温泉——内能
一、能量的转化
机械能
电能
化学能
一、能量的转化
核能
光能
内能
电能
机械能
化学能
一、能量的转化
电能转化为机械能
机械能转化为电能
一、能量的转化
化学能转化为电能
水果电池
光能转化为化学能
一、能量的转化
化学能转化为内能
机械能转化为电能
一、能量的转化
太阳能转化为电能
电能转化为内能
一、能量的转化
光能转化为电能再转化为机械能
机械能转化为光能和内能
一、能量的转化
二、能量守恒定律
小球在地面弹跳的频闪照片
人类利用能量的过程，本质上就是能量相互转化或转移的过程。
二、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。
二、能量守恒定律
永动机的理想能实现吗？
能量既不会_____________，也不会___________，它只会从一种形式__________其他形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而在____________的过程中，能量的总量保持_______。
凭空消灭
凭空产生
转化为
转移
转化和转移
不变
2、能量守恒定律:
小结
1、各种形式的能可以相互转化
1、摩擦生热：机械能 内能
2、发电机：机械能 电能
3、电动机: 电能 机械能
4、植物光合作用：光能 化学能
5、燃料燃烧：化学能 内能
6、电热器: 电能 内能
小结——能量的转化
自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小，下列说法正确的是 （ ） A、机械能守恒
B、能量正在消失
C、只存在动能和重力势能的相互转化
D、减少的那部分机械能转化为内能，但总的能量守恒
D
练习
小刚同学想运用已学知识在家门口建立一个喷泉，并用抽水机把喷出的水送回到喷水用的贮水容器。为此他想为抽水机设计一个机械装置来带动，要求一开始用手摇动使机械转动起来，以后就靠机械自己通过内部简单机械相互传动，使其永远转动下去；抽水机就永远工作，喷泉也不停出水。你认为小刚同学设想的机械能实现吗？为什么？
思考
