第二十章第一节　能量的转化与守恒—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（17张）

第二十章　能源、材料与社会
第一节　能量的转化与守恒
【导学园地】
Ⅰ.能量转移的过程中,能量的形式不变;能量转化的过程中,能量的形式改变。
Ⅱ.理解能量守恒定律
(1)机械能的守恒是有条件的,即没有能量损失或额外的能量补充。
(2)能量守恒定律的成立不需要条件。
【知识梳理】
一、能量的转化与转移Ⅰ
1.能量存在的主要形式:　　　　能、　　　　能、化学能、　　　　能、电能等。?
2.在一定条件下,各种形式的能量是可以　　　　 的。?
二、能量守恒定律Ⅱ
1.内容:能量既不会凭空　　　　,也不会凭空　　　　　,它只会从一种形式
　　　　为其他形式,或是从一个物体　　　　到其他物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量　　　 　。?
2.普遍性:能量守恒定律是自然界最　　　 　、最　　　　的基本定律之一。?
3.能量的转移、转化都是有　　　　的。我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的,因此不是什么能量都可以利用的。能量的利用是有　　　　的,也是有代价的。?
机械
内
光
相互转化
消灭
产生
转化
转移
保持不变
普遍
重要
方向性
条件
知识点一:多种形式的能量
【典题1】在日常生活和生产中处处都离不开能量,请指出图中的物体各具有什么形式的能量。
(a)内能　(b)电磁能　
(c)机械能　(d)化学能
名师点睛
自然界中能量的形式多种多样,包括机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。
【变式1-1】现代人类的生活离不开能量,并且种类多样,如:(1)电能;(2)太阳能;
(3)化学能;(4)核能等。下列是生活中用到的一些器具或生产工具,其中分别用到
了哪种能量,填入序号。
a.太阳能热水器　　　　;b.煤气灶　　　　;?
c.电冰箱　　　　;d.原子弹　　　　。?
(2)
(3)
(1)
(4)
知识点二:能量的转移与转化
【典题2】如图所示,不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。如图所示的现象
中,在能量转化方面的共同点是(　 )
A.物体的机械能转化为其他形式的能量
B.物体的动能全部转化为重力势能
C.其他形式的能量转化为物体的机械能
D.物体的重力势能转化为其他形式的能量
A
规律总结
(1)能量的转化:伴随着物体做功而表现出来,能量的形式发生改变;
(2)能量的转移:指同一种能量从一个物体转移到另一个物体,能量的形式没有变化。
【变式2-1】说出下列过程中能量转化或转移的情况。
(1)火箭点燃后腾空而起:　 ;?
(2)飞驰的流星拖着一条发光的尾巴:　 ;?
(3)电饭煲通电煮饭:　 ; ?
(4)晒太阳感到暖和:　 ;?
(5)植物的光合作用:　 。 ?
内能转化为机械能
机械能转化为内能
电能转化为内能
太阳能转化为内能
光能转化为化学能
知识点三:能量守恒定律
【典题3】根据能量守恒定律可知,下列说法正确的是(　 )
A.随着科技的发展,永动机是可能制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量,但照射到宇宙的能量就消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D.有种“全自动”手表,不上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量也可以无条件地产生
?
C
规律总结
1)能量的转化和转移过程中,能量一定守恒,但机械能不一定守恒。
(2)能量守恒,能量在转化或转移过程中,能量的总量保持不变,但能量不能从一种形式完全转化为另一种形式,故永动机不可能制造成功。
【变式3-1】如图所示,从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离,最后小球和木块都静止,对此现象,下列说法中正确的是(　 )
A.小球和木块的机械能都消失了
B.小球的机械能转移到木块上,但机械能的总量保持不变
C.小球和木块的机械能转化成其他形式的能量(如内能等),但能的总量保持不变
D.以上说法都不对
【变式3-2】根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(　　)
A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动
C
B
易错点:对机械能守恒与能量守恒定律的理解
1.关于能量守恒定律,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、利用自然、保护自然的有力武器
D.任何一种形式的能在转化为其他形式能的过程中,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
A
2.用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子,稳定后再松手,头不动,如图所示,铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动,然后再从c往回运动。
(1)从a点到最低点b点的过程中,铁锁的动能、重力势能如何变化?
(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
(3)在此过程中,机械能是否守恒?能的总量是否守恒?
(1)从a点到b点,重力势能逐渐减少,动能增加;
(2)不能,因为铁锁从a 点到c点和由c点返回到a点的过程中,要克服空气阻力做功,
消耗能量,一部分机械能转化为内能,铁锁返回时不能到达a点,所以铁锁摆回时不
能碰到鼻子;
(3)铁锁在摆动的过程中,有一部分机械能转化为内能,所以机械能不守恒;但整个
过程中,能的总量是守恒的。
易错提醒
在理解机械能守恒与能量守恒定律时,会由于机械能不守恒而误认为能量不守恒。
【基础巩固练】
1.下列各设备中,将机械能转化为电能的是(　 )
A.电炉 B.电磁炉 C.电饭锅 D.发电机
2.利用焚烧垃圾来发电,此过程中的能量转化情况是( 　)
A.化学能→内能→电能 D.太阳能→内能→电能
C.核能→内能→电能 D.电能→太阳能→内能
3.(2019郴州中考)现在流行一款鞋,穿上它走路时,鞋会发光,站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理,从能量转化的角度分析正确的是(　　)
A.机械能转化为电能,再转化为光能
B.电能转化为机械能,再转化为光能
C.机械能转化为光能,再转化为电能
D.光能转化为机械能,再转化为电能
D
A
A
4.(2019广州中考)如图所示的摆设,正常运行时,小轮在支架上来回摆动,每次到达的最大高度相同,小明发现摆设上有一电源,关掉电源后,小轮逐渐停下来(　　)
A.小轮滚动过程中没有力对其做功
B.正常运行时,小轮的速度一直不变
C.断电后小轮会停下,说明能量守恒定律不一定成立
D.正常运行时,小轮往返一次,摆设一定需要消耗电能
5.如图展示的是火箭发射时的壮观情景。火箭发射升空时,燃料通过燃烧将
　　　　能转化为燃气的内能,燃气对火箭做功,又将内能转化为火箭的
　　　　能。?
D
化学
机械
6.小丽家有如下设备:①煤炉、②电炉、③燃气灶、④电饭煲、⑤太阳能热水器。这些设备使用时,将化学能转化为内能的有　　　　;将光能转化为内能的有　　　　;将电能转化为内能的有　　　　。(填序号) ?
7.常见汽车的动力机械是内燃机,四冲程内燃机中的压缩冲程将　　　　能转化为了
　　　　能,此过程中,气缸内的混合物温度升高,这是通过　　　　的方式改变混合物的内能;汽车在匀速爬坡的过程中,机械能　　 　　,能量的总量　　　　。(后两空选填“增大”“减小”或“不变”) ?
①③
⑤
②④
机械
内
做功
增大
不变
【核心素养练】
8.小强制作了一个实验装置,自称为“永动机”,如图所示,它由
转轮(5根轻杆组成)和转轴构成,在轻杆末端装有形状记忆合金制
成的叶片。轻推转轮,弯曲的叶片进入热水后,因吸热而伸展,起
到“划水”的作用,从而推动转轮转动。叶片离开热水后,因冷
却形状迅速恢复成弯曲,转轮因此能较长时间转动。请你回答:
(1)进入热水的叶片会伸展,它的弹性势能转化为　　　　能。?
(2)叶片在热水中吸收的热量一定　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)叶片对水做的功。?
(3)实验证明这个“永动机”并不能一直工作,“永动机”的设想违背了　 　　　　。?
动
大于
能量守恒定律
9.“YK-15B”型电热水壶内装有3 kg水,插在220 V的家用电源上。水从20 ℃加热至
98 ℃,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水在这个过程中是吸热还是放热?
(2)在这个过程中由什么能向什么能转化?
(3)这个过程中水吸收或放出的热量是多少?(结果保留一位小数)
?
(1)吸热　
(2)电能转化为内能　
(3)9.8×105 J
1.(2018绵阳中考)2018年4月2日,“天宫一号”圆满完成预定任务后返回地球。8.5 t重的“天宫一号”,在100 km左右的高空以约22倍音速进入大气层。绝大部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5 t残骸坠入南太平洋。在这个过程中,“天宫一号”的部分机械能(　　)
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
2.(2019孝感中考改编)关于能量转化的过程,下列说法正确的是(　　)
A.在汽油机压缩冲程中,内能转化为机械能
B.拉弯的弓将箭射出,其弹性势能主要转化为动能
C.电动机工作过程中,是机械能转化为电能
D.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
C
B