第3节 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)有用能量守恒的观点分析物理现象的意识
【学习重点】
能量守恒定律是重点
【学习难点】
用能量守恒的观点分析物理现象是难点
一课前延伸
冬天搓手会让手暖和,是通过__________改变的内能。
在给自行车轮胎打气时,打气筒也会变热,这也是由于 的缘故。
3、简单原始的热机,他是通过燃料燃烧获取 并转化为 的装置。
4、 和 对改变物体的内能是等效的。
二、自主学习
(一)能量的转化
阅读教材第一自然段和想想做做和最后一段,完成下列任务。完成下列小实验,并说明是那些能量之间发生了转化。
1、来回迅速摩擦双手,现象____________,是___________能转化为_________________
2、黑塑料袋放在太阳下暴晒,观察温度计的示数,现象是_______________。他是________能转化为_________________。
3、太阳能电池的电风扇对着太阳,观察到电风扇______________,他是_________能转化为_________________。
4、钢笔摩擦后靠近细小的纸片,发现______________,他是_________能转化为_________。
由此可以知道,在一定条件下,一种形式的能都转化成另一种形式的能量,这种现象叫做能量的转化。如摩擦生热,_______能转化为_____能;水电站里水轮机带动发电机发电,_____能转化为____能;电动机带动水泵把水送到高处,___能转化为____能;植物吸收太阳光进行光合作用,____能转化为___能;燃料燃烧时发热,_____能转化为____能。
能量的转化有方向:我们利用的各种形式的能量最终会自动地转化成内能,散失到空气中去,但内能不会自动地转化成其他形式的能量。
(二)能量的转移
在热传递过程中, 物体向 物体传热, 物体放热,温度下降、 减小; 物体吸热,温度上升、 增大,其实质是高温物体的一部分内能通过 转移到低温物体上。能量的形式没有发生变化,只是位置发生了变化,这就是能量的转移。
在热传递过程中,热量总是自然地由 物体传向 物体,不会自然地从 物体向 物体转移,这就是能量转移的方向性。
【探究合作】阅读教材想想议议。
问题:1、秋千和小球在运动中为什么它们的高度会逐渐降低?
2、在这个过程中是否丢失了能量?
3、你认为减少的机械能到哪里去了?
4、在这个过程中是什么能之间的转化?最终转化成了什么能?
(三)导学能量守恒定律
阅读教材P143页内容,完成下列内容。
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 ,或者从一个物体 ,而在转化和转移的过程中,能的总量保持不变。他是自然界中客观存在的一个普遍定律。他告诉我们有一种形式的能有一种形式的能量减小或消失,一定有另一种形式的能量 。能量的总量是不变的。
2、永动机
不消耗能量,而能不停地工作并对外做功的机器。他是 (填“能”或“不能”)实现的,因为机器在工作过程中因机械摩擦存在各种阻力等因素,不可避免地将一部分能量转化成内能而散失,对外做功又将能量转化成其他形式的能,这样将储存的能量逐渐减少直至耗尽而停止,,不可能不补充能量而永远运转下去,所以永动机它 (填“遵循”或“违反”)了能量转化和守恒定律,不可实现。
【课堂练习】
1、自然界中,各种形式的能量都可以在一定条件下 ,且在这一过程中,一定遵守 。
2、下列现象中,只有能的转移而不发生能的转化的过程是 ( )
A.子弹从枪膛射出 B.用火焰烧开水时,水温升高
C.电灯发光 D.冬天用手摸户外的东西感到冷
3、写出下列现象中能量的转化或能量的转移关系。
①木炭燃烧发出光和热。 化学能转化为内能
②冬天双手互相摩擦感觉暖和。 机械能转化为内能
③用钢锉锉工件,工件发热。 机械能转化为内能
④水轮机带动发电机工作。 水能转化为电能
⑤点燃爆竹后,爆竹腾空而起。 化学能转化为动能
⑥给蓄电池充电。 电能转化为化学能
⑦热水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起。 内能转化为动能
⑧风吹动帆船前进。 风能转化为动能
⑨人跑动时,身体发热出汗。 机械能转化为内能
⑩一杯热水慢慢变凉。 热传递
【达标检测】
1、达瓦家里的电热水壶中装有1.5×10-3m3的水,这些水的质量是__________kg,把这些水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是__________J。这些水在温度升高的过程中,水分子做无规则运动的速度__________?(填“增大”或“减小”)????? 。
2、国家“西气东输”重点工程完工后,将由西部地区向东部沿海地区送来清洁能源——天然气,已知天然气的热值为8.4×107J/m3,每输送100m3的天然气就相当于输送了__________的能量。这些能量若能完全被水吸收,可以使__________kg的水从20℃升高到100℃。
3、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.(填“能量的转移”或“能量的转化”)
4、我县境内的景屏电站发电机组,是通过 能转化为电能。我县若建垃圾焚烧电厂,是将垃圾焚烧后获得的 能。最终转化为电能。
5、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。
6、老人搓搓手,感觉到暖和;小朋友从滑梯上滑下,感觉好烫。他们的感觉不同,但从科学角度看,他们都是通过__________的方式改变物体内能。小朋友运动得浑身都是汗,休息一会儿后,身上的汗液就不见了,这是由于汗液__________的缘故。
7、汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰,盘山公路修的弯弯曲曲主要目的是为了______。载重货车下山时,其重力势能_____ (选填“增大”、“减小”或 “不变”);为了减少车速,司机师傅不时踩踏刹车踏板,有一部分机械能转化为___;途中,汽车要经常停下来,让工作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水,这是为了_____。
8、能量的转化和转移是有方向性的。例如,冬天烤火的时候,人们燃烧煤等燃料获得__________能,火炉把这些能量自动传给周围空气,但这些能量?__________自动聚集起来再次利用(填“能”、“不能”)
9、放在热菜中的盐比凉菜中的盐化的更快,这说明__________越高,分子的无规则运动越快。用力拉铁丝不容易拉断,这说明铁丝的分子之间存在__________力。
10、放在热汤中的金属勺子很快变的烫手,金属勺子的内能__________(选填“减少”、“不变”、“增加”)这是通过__________的方法改变了它的内能。
11、能量转化与守恒是自然界的基本规律之一,下列过程中机械能转化为电能的是?(??)
?A.干电池放电 B.给蓄电池充电 ? C.风力发电 D.电动机带动水泵抽水
12、下列现象中,利用内能做功的是( )
A.冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B.车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花
C.在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D.火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
13、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
14、我国大力发展火力发电,火电厂进的是“煤”,出的是“电”,在这个过程中能量的转化是 ( )
A.机械能→内能→化学→能电能 B.化学能→内能→机械能→电能
C.化学能→重力势能→动能→电能 D.内能→化学能→机械能→电能
15、下列事例中,属于做功改变物体内能的是 ( )
A.在火上点燃火柴头,使火柴头温度升高 B.冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和 C.两手互相摩擦,手感觉暖和 D.在阳光照射下,水盆里的水温度升高
16、一定的条件下,各种形式的能量是可以互相转化的.在它们互相转化的过程中,下面说法正确的是( )
A.机械能一定守恒 B.各种形式的能都守恒
C.各种形式的能量的总和一定守恒 D.内能一定守恒