第14章 第3节 能量的转化和守恒-（教学课件）2022秋【鸿鹄志·精英新课堂】九年级上册初三物理（人教版）全国

第十四章 内能的利用 第3节 能量的转化和守恒 情景导入-合作探究-当堂演练-板书设计 情景导入 达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，如图所示。达·芬奇认为，右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，致使两边受力不均衡，轮子会沿箭头方向转动不息。 你认为这种“永动机”能够实现吗？ 想一想 合作探究 1．自然界中的各种能量 知识点一　能量的转化 压弯的直尺 高山上耸立的危石 瀑布 太阳光 能量的形式很多，如机械能、光能、核能、化学能、内能等等。机械能又包括动能和势能，自然界中具有动能的有风能、水能、潮汐能等；势能又包括重力势能和弹性势能。 归纳总结 2．各种形式的能量的相互转化 请同学们做以下简单的小实验：伸出双手放在面颊上，感受它的冷热，然后两只手快速用力摩擦一会儿，再放到面颊上感受它的冷热，有何发现？ (1)搓手小实验表明一部分机械能转化为了内能，导致双手发热，可见不同形式的能量在一定条件下可以相互转化。 (2)在自然界中，能量的转化是普遍存在的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。 钻木取火 燃烧的木材 机械能转化为内能 化学能转化为内能 植物的光合作用 太阳能电池 太阳能能转化为生物质能 太阳能转化为电能 合作探究 1．能量守恒定律 知识点二　能量守恒定律 各种形式的能量之间在发生转化的过程中，是不是越来越少呢？ (1)一个弹力小球由手中释放，观察小球的运动情况。 (2)结合小球在地面弹跳的频闪照片（如图所示），想一想，为什么它的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？ 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。这就是能量守恒定律。(“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是：能量转化或转移的过程) 归纳总结 能量守恒定律的表达形式 (1)保守力学系统 在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能(动能和势能)，能量守恒定律具体表达为机械能守恒定律。 (2)热力学系统 能量表达为内能、热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律(热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变)。 (3)相对论力学 在相对论里，质量和能量可以相互转变。即质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质 资料拓展 能守恒定律。 (4)流体力学 在流体力学中有一种边界层表面效应，又称“伯努利效应”，是指流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加，伯努利效应是流体力学中的能量守恒定律。伯努利因发现这一现象并成功解释它而创立了流体力学。 (5)电磁学 根据楞次定律，感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，这种阻碍的结果就使得电磁感应的过程中将其他形式的能量转化为电能，感应电流形成回路，再将电能转化为其他形式的能量。 也就是说，楞次定律所揭示的感应电流与原磁场的关系本质仍然是能量转化的关系，即能量守恒定律。 资料拓展 2.永动机 现代社会日新月异，当科学技术发展到一定程度时，永动机可以实现吗？ 形形色色的永动机 水流做功的永动机 点 击 画 面 播 放 永动机的发展研究 永动机的想法起源于印度，最终传到了西方。在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。从哥特时代起，永动机的设计方案越来越多。17世纪和18世纪时期，人们又提出过各种永动机设计方案，有采用“螺旋汲水器”的，有利用轮子的惯性、水的浮力或毛细作用的，也有利用同名磁极之间排斥作用的。宫廷里聚集了形形色色的企图以这种虚幻的发明来挣钱的方案设计师。有学识的和无学识的人都相信永动机是可能的。这一想法像海市蜃楼一样吸引着研究者们，但是，所有这些方案都无一例外的以失败而告终。他们长年累月地在原地打转创造不出任何成果。通过不断地实践和尝试，人们逐渐认识到：任何机器对外界做功，都要消耗能量；不消耗能量，机器是无法做功 资料拓展 的。这时的一些著名科学家如斯台文、惠更斯等都开始认识到了用力学方法不可能制成永动机。 19世纪中叶，一系列科学工作者为正确认识做功和能量转化以及其他物体运动形式相互转化关系作出了巨大贡献，不久后伟大的能量守恒定律被发现了。人们认识到：自然界的一切物体都具有能量，能量有各种不同的形式，可从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在