内容正文:
专题14.3 能量的转化和守恒
知识点一:能量的转化
(1) 能量及其存在的形式:如果一个物体能对别的物体做功,我们就说这个物体具有能。自然界有多种形式的能量,如风能、内能、水能、电能、化学能、核能等。
(2)能量的转移与转化:能量可以从一个物体转移到另一个物体,如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式,如太阳能电池、发电机等。
知识点二:能量守恒定律
1.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。
2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。
3.“第一类永动机”永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。
一、试论述能量的转化、转移和守恒问题。
(1)在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。能量转化反映了各种现象之间的联系,如摩擦生热说明了机械运动和热现象之间存在的联系;电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。
(2)不同形式的能量通过做功可以相互转化,同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移,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。
(3)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。
(4) 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。
二、能量转换装置的效率问题
这个问题属于难点,是与本节有关的拓展性知识。是学生开阔实验,提高物理思维素养的好素材。
能量转换装置的效率等于转换的能量与输入的总能量之比,用百分数表示。根据定义,若W为转换的能量,Q为输入的总能量,η为能量转换装置的效率,则:
知识点一:能量的转化
【例题1】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
知识点二:能量守恒定律
【例题2】排球充气后,让排球从手上自由落下,排球每次弹回的高度都低于落下时的高度.
(1)解释整个过程中能量是否守恒.
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中,速度v与形变大小△V之间的关系大致如图,请说明该过程中,排球受力情况与机械能变化的关系.
1.在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。摩擦生热是机械能转化为___能;水电站里水轮机带动发电机发电,是机械能转化为____能;电动机带动水泵把水送到高处,是电能转化为_______能;植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧时发热,化学能转化为内能,等等。
2.写出能量守恒定律的内容:能量既不会凭空出现,也不会凭空消失,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体_________到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保不变。这就是能量守恒定律。
3.下列说法中正确的是( )
A.风力发电机可以将机械能转化为电能
B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C.电暖气正常工作时,主要是将电能转化为机械能
D.电风扇正常工作时,主要是将电能转化为机械能
4.能量守恒定律表明的是( )
A.动能和势能是守恒的
B.内能和机械能是守恒的
C.能量的变化等于做功的多少
D.能量既不会凭空产生,也不会凭空消失
一、选择题
1.前段时间,“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点,该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气,通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高,目前仍处在试验阶段),但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是( )
A.氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B.水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C.对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹
D.该车行驶的能量最终来源于水,水是一种能源
2.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2019年4月20日将第四十四
颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大
B.火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能
C.北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大
D.北斗导航卫星加速升空过程中,其惯性增大
3.下列关于能量的说法中,正确的是( )
A.洗衣机工作时是将机械能转