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初中物理
人教版九年级物理第十四章第三节能量的转化和守恒
能量的转化和守恒
仔细观察下列图片，思考它们包含哪些能量？这些能量之间存在什么关系？
能量转化
电动机
消耗电能，得到机械能，由电能转化成机械能
电动机工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
能量转化
消耗风的机械能，得到电能，
由机械能转化成电能。
风力发电
风力发电机工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
用电照明
消耗电能，得到光能，由电能转化为光能。
台灯工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
汽艇在海上行驶
消耗油的化学能，得到机械能，
由化学能转化为机械能。
汽艇工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
锯木头，锯条发热
气体膨胀做功，温度降低
水轮机带动发电机发电
电动机带动水泵转动
机械能转化为内能
内能转化为机械能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
化学能转化为内能
光能转化为化学能
电能转化为化学能
机械能转化为电能
煤燃烧
光合作用
给蓄电池充电
手摇发电机发电使灯泡发光
完成下面四个小实验，观察实验发生的现象，讨论其能量转化情况：
(1)来回迅速摩擦双手。
(2)黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。
(3)将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。
(4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
机械能转化为内能
光能转化为内能
光能转化为电能再转化为机械能
机械能转化为电能及内能
水力发电
自然界中，能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式能量是可以相互转化的。
总结
知识巩固
手机电池通常是“锂电池”，在使用过程中，电池对外放电，这时的能量转化是 能转化为 能，当电量用完以后，又要充电，这时的能量转化是 能转化为 能。
化学
化学
电
电
2.下列关于能量的说法，正确的是（ ）
A．金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，这说明内能是可以转移的
B．小孩从滑梯上滑下，机械能不变
C．电水壶工作时，将内能转化为电能
D．“神舟十号”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变
A
停止用力，秋千会越荡越低
弹起的小球会越跳越低
它们的能量都跑哪儿去了？
能量守恒定律
原来秋千和小球运动过程中，有一部分机械能转化成了内能，并没有消失。
原来如此
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成另一种形式，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。
能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量。
能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式。
说明
想想议议
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。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
原来如此
历史上不少人希望设计一种不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的永动机。均以失败告终，因设计者完全违背了能量守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。
知识拓展
能量在转化和转移的过程中，不但遵守能量守恒定律，而且在转化和转移的过程中是有方向的。你能举出实例吗？
比如：煤在燃烧过程中，煤的化学能转化为内能，但不能把释放出的内能收集起来再还原成煤。你还能举出实例吗？
2009年1月14日英国《每日邮报》报道说，英国最近首次出现了罕见的“冰圈”现象。
冰圈”现象在全球非常罕见，通常只发生在北极、加拿大等地区。在河面的拐角处，加速流动的水会产生一种被称为“旋转剪切”的力量，将冰块切断，然后冰块缓慢旋转。被切断的冰块和周围的冰块相互摩擦，最终形成一个正圆形。
课堂小结
1.在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2.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成另一种形式，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。
1.指出下列现象中能量的转化和转移情况
（1）气体膨胀做功 ；
（2）植物进行光合作用 ；
（3）风吹动帆船前进 。
2.从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是 的过程。
课堂练习
光能转化为化学
内能转化为机械能
风的机械能转移成帆船的机械能
能的转移
能的转化
3.下列说法中错误的是 （ ）
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
A
4.《深圳商报》报道：一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是 ( )
A. 太阳能转化为内能，再转化为电能
B.太阳能转化为电能，再转化为化学能
C. 太阳能转化为内能，再转化为化学能
D.大阳能转化为电能，再转化为光能
B
5．(2015 岳阳)实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是（ ）
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
D
作业布置
1.完成课后动手动脑学物理；
2.完成本节配套练习。登陆21世纪教育 助您教考全无忧
《能量的转化和守恒》教案
【教学目标】
1.知识与技能
知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例；
有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
2.过程与方法
通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
3.情感态度和价值观
通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，使他们对物理规律有一个感性的认识。
【教学重点】
分析能量的转化，知道能量守恒定律。
【教学难点】
用能量守恒的观点分析物理现象。
【教学方法】
合作 探究 交流
【教学用具】
多媒体课件
【课时安排】
1课时
【教学过程】
1、创设情境 导入新课
仔细观察下列图片，思考它们包含哪些能量？这些能量之间存在什么关系？
设疑引入新课，能量的转化和守恒。
2、探究新知
（一）能的转化
1.根据下列图片判断包含哪些能量转化
电动机工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
消耗电能，得到机械能，由电能转化成机械能。
风力发电机工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
消耗风的机械能，得到电能，由机械能转化成电能。
台灯工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
消耗电能，得到光能，由电能转化为光能。
汽艇工作时消耗什么能量？得到什么能量？你能说出它工作过程中的能量转化吗？
消耗油的化学能，得到机械能，由化学能转化为机械能。
2.分析下面实例中能量的转化
锯木头，锯条发热 机械能转化为内能
气体膨胀做功，温度降低 内能转化为机械能
水轮机带动发电机发电 机械能转化为电能
电动机带动水泵转动 电能转化为机械能
煤燃烧 化学能转化为内能
光合作用 光能转化为化学能
给蓄电池充电 电能转化为化学能
手摇发电机发电使灯泡发光 机械能转化为光能
教师总结：自然界中，能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式能量是可以相互转化的。
3．指导学生完成下面四个小实验，观察实验发生的现象，讨论其能量转化情况：
(1)来回迅速摩擦双手。
(2)黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。
(3)将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。
(4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
讨论得出：(1)机械能转化为内能。(2)光能转化为内能。(3)光能转化为电能再转化为机械能。(4)机械能转化为电能及内能。21世纪教育网版权所有
播放多媒体视频：水力发电
思考：在水力发电过程中伴随有什么样的能量转化？
在发电过程中，水的机械能转化为电能，同时发电机会发热，产生少量的内能。
知识巩固：1.手机电池通常是“锂电池”， ( http: / / www.21cnjy.com )在使用过程中，电池对外放电，这时的能量转化是化学 能转化为 电 能，当电量用完以后，又要充电，这时的能量转化是 电 能转化为 化学 能。
2.下列关于能量的说法，正确的是（ A ）
A．金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，这说明内能是可以转移的
B．小孩从滑梯上滑下，机械能不变
C．电水壶工作时，将内能转化为电能
D．“神舟十号”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变
（2）能量的转化
1. 观察图片结合生活实际讨论下面问题。
停止用力，秋千会越荡越低，弹起的小球会越跳越低，它们的能量都跑哪儿去了？
原因：
原来秋千和小球运动过程中，有一部分机械能转化成了内能，并没有消失，例如，小球弹跳过程中会发热。
2.能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不 ( http: / / www.21cnjy.com )会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，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。
说明：
能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量。21教育网
能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式。
3.想想议议：永动机的设想
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流 ( http: / / www.21cnjy.com )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。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？21·cn·jy·com
历史上不少人希望设计一种不 ( http: / / www.21cnjy.com )消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的永动机。均以失败告终，原因是设计者完全违背了能量守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。www.21-cn-jy.com
知识拓展：
1.能量在转化和转移的过程中，不但遵守能量守恒定律，而且在转化和转移的过程中是有方向的。你能举出实例吗？2·1·c·n·j·y
比如：煤在燃烧过程中，煤的化学能转化为内能，但不能把释放出的内能收集起来再还原成煤。你还能举出实例吗？【来源：21·世纪·教育·网】
2.2009年1月14日英国《每日邮报》报道说，英国最近首次出现了罕见的“冰圈”现象。
冰圈”现象在全球非常罕见，通常只发生在 ( http: / / www.21cnjy.com )北极、加拿大等地区。在河面的拐角处，加速流动的水会产生一种被称为“旋转剪切”的力量，将冰块切断，然后冰块缓慢旋转。被切断的冰块和周围的冰块相互摩擦，最终形成一个正圆形。21·世纪*教育网
三、课堂小结
1．在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2．能量守恒定律的内容。
4、课堂练习：
1.指出下列现象中能量的转化和转移情况
（1）气体膨胀做功 内能转化为机械能 ；
（2）植物进行光合作用 光能转化为化学能 ；
（3）燃料燃烧 化学能转化为内能 ；
（4）风吹动帆船前进 风的机械能转移成帆船的机械能 。
2.从能的转化和守恒的观点来看，用 ( http: / / www.21cnjy.com )热传递来改变物体的内能，实际上是 能的转移 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是 能的转化 的过程。www-2-1-cnjy-com
3.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 2-1-c-n-j-y
4.《深圳商报》报道：一种新型太阳 ( http: / / www.21cnjy.com )能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是 ( B ) 21*cnjy*com
A. 太阳能转化为内能，再转化为电能
B.太阳能转化为电能，再转化为化学能
C. 太阳能转化为内能，再转化为化学能
D.大阳能转化为电能，再转化为光能
5．(2015 岳阳)实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是（ D）
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
五、作业布置
1.完成课后动手动脑学物理；
2.完成本节对应练习。
【板书设计】
14.3 能量的转化和守恒
1.能的转化：在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2.能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不 ( http: / / www.21cnjy.com )会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，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。
【教学反思】
本节内容可分两部分理解：第 ( http: / / www.21cnjy.com )一，能量能够发生转化和转移；第二，能量在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。本节主要通过实例分析各种能量之间都可以相互转化，分析时注重分析开始物体具有哪种能量，后来具有哪种能量，便可得出能量转化方式。21cnjy.com
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《比热容》练习
1.能量守恒定律：能量既不会凭空消灭， ( http: / / www.21cnjy.com )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，在这些变化过程中，能量的总量保持不变。
2.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。 21教育网
3.如图所示为一种人们设想中的永动机， ( http: / / www.21cnjy.com )它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作。这种永动机 （选填“能够”或“不能够”）永远工作下去。
4.5以下关于能量的说法中，不正确的是 （ ）
A．所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律
B．汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能
C．电动机在工作的过程中，电能转化为机械能的效率小于1
D．物体受到平衡力的作用时，其重力势能一定保持不变
5.下列关于能量转化的说法中错误的是（ ）
A．干电池对外供电时，电能转化为化学能 B．发电机工作时，机械能转化为电能
C．电饭锅在煮饭时，电能转化为内能 D．电风扇工作时，电能主要转化为机械能
答案：B
答案：B
6.(2015 长沙)目前长沙城区的老居 ( http: / / www.21cnjy.com )民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具———冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）21cnjy.com
A.内能转化为机械能 B.内能转化为电能
C.只有机械能和内能的转化 D、有电能、机械能和内能的转化
7．(2016阜新)如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是 ( )
A.滑下时臀部发热 B.搓手取暖 C.水蒸气将塞子冲出 D.压缩空气
8.对于图所示滚摆运动的现象，下列解释中不正确的是（ ）
A．动能与势能可以相互转化 B．下降时重力势能减小、动能增大
C．上升的最大高度逐次降低，说明能量不守恒 D．有部分机械能转化为内能，但总能量不变
9.如图所示，在某市的路边出现了一种“风光互 ( http: / / www.21cnjy.com )补”式节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板．下列关于这种节能灯的设计解释合理的是（ ）21·cn·jy·com
( http: / / www.21cnjy.com )
A．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B．小风扇是风力发电机，它将电能转化为机械能
C．太阳能电池板同时向小风扇和节能灯供电 D．太阳能电池板将太阳能转化为电能
10.根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
11.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小华家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。www.21-cn-jy.com
太阳照射时间h 装水量kg 水升高的温度℃ 水的比热容J/（kg·℃） 太阳能吸热的功率J/h
10 100 50 4.2×103 3.0×106
求（1）水在10h内吸收的热量；
（2）太阳能热水器的能量转化效率。
答案：2.1×107J 70%
答案与解析
1.转化；转移
2.内；机械
解析：烧开水时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功的结果，这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。
3.不能够
解析：他设想的机械装置不可能实现，因 ( http: / / www.21cnjy.com )为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。2·1·c·n·j·y
4.D
解析：A.所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律，故A说法正确；；
B.汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，故B说法正确；
C.电动机在工作的过程中，因为还存在电能转化为内能，则电能转化为机械能的效率小于1，故C说法正确；
D.物体受到平衡力的作用时，其重力势能受其质量和离地高度的影响，若上升高度处于变化中，则其重力势能是变化的，故D错误，符合题意。【来源：21·世纪·教育·网】
5.A
解析：干电池对外供电时，化学能转化为电 ( http: / / www.21cnjy.com )能；发动机是将机械能转化为电能的装置；电饭锅消耗电能而产生内能；电风扇工作时，电风扇的电动机消耗电能产生了机械能，故A选项错误。
6.D
解析：当电流通过电动机时，电流做功，消耗 ( http: / / www.21cnjy.com )电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
7.C
解析：由滑梯滑下臀部会有灼热感，是 ( http: / / www.21cnjy.com )克服摩擦做功，机械能转化为内能；搓手取暖，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；水蒸气将木塞冲出，是气体对外做功，将内能转化为机械能，故C符合题意；压缩空气，气体的温度升高内能增加，机械能转化为内能，故D不合题意。
8.C
解析：滚摆向上运动的过程中，由于高度 ( http: / / www.21cnjy.com )升高，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减小；即动能转化为了重力势能；故AB都正确；因重力势能和动能统称为机械能；上升高度逐渐降低，说明机械能转化为内能，机械能不守恒，但是总能量是守恒的，故C错误，D正确。
9.D
解析：这种新能源的路灯，“头顶”的小风 ( http: / / www.21cnjy.com )扇可以把风能转化为电能，只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故ABC错误；“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故D正确。
10.C
解析：A.子弹射穿木板的情景 ( http: / / www.21cnjy.com )，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A错误；B.在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；C.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确；D.机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。21世纪教育网版权所有
11.2.1×107J；70%
解析：（1）水吸收的热量（有用能量）：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃=2.1×107J；
（2）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：
Q总=Pt=3×106J/h）×10h=3×107J，
。
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