16.3 能源：危机与希望-【教材解读】2023秋九年级全一册初三物理（北师大版)

三、能源:危机与希望 能量的转化 钻木取火,机械能转化为 内能. 水力发电站里水轮机带动 发电机发电,机械能转化 为电能. 电动机带动水泵把地下水 送到地面,电能转化为机 械能. 植物吸收太阳光进行光合 作用,光能转化为化学能. 太阳能电池,太阳能转化 为电能. 知识点一　能量转化与守恒定律　【重点＋难点】 能量的形式 拉长的橡皮筋——— 弹性势能 山巅的危石——— 重力势能 运动的足球——— 动能 羊八井地热池——— 内能 　 食物———化学能 　 太阳光———光能 　 【拓展】 能量的来源 各种植物通过光合作用把太阳能转化成化学能储存在 植物体内.煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代 埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的.它们 实质上是由古代生物固定下来的太阳能.此外,水能、 风能等也都是由太阳能转化来的.也就是说地球上的 能量大部分来自太阳能. 探究:能量是如何转化的 示例 飞行的飞机 太阳能电池板 风力发电 水力发电 图示 能量 转化 燃油的化学 能转化为飞 机的机械能 和内能 太阳能转化 为电能 风能转化为 电能 水的机械能转 化为电能 归纳 ①不同形式的能量在一定条件下可以相互转化 ②能量转化的过程是一种形式的能转化为其他形式的 能的过程 ０３１ 能量的转移(以内能为例) 【例１】(黑龙江绥化中考)生活中能量转化的实例很多. 下列描述中,错误的是 (　　) A．摩擦生热是把机械能转化为内能 B．摩擦起电是把电能转化为机械能 C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机 械能 D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能 解析: 选项 结论 分析 A √ 摩擦生热是把机械能转化为内能 B × 摩擦起电是把机械能转化为电能 C √ 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为 机械能 D √ 燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为 内能 答案:B 能量转化与守恒定律 (１)内容 能量既不会凭空消失,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)对能量转化与守恒定律的理解 ①能量转化与守恒定律的普遍性:能量转化与守恒定 律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一.自然界 中的一切变化过程,小到原子核,大到宇宙天体,只要 有能量转化,都遵循能量转化与守恒定律. 不同形式能量间的相互转化 转化和转移 要正 确 区 分 “转 化”和 “转 移”两个概念,“转移”是指 能量的形式不变,但能量的 载体发生变化,“转化”则指 能量的形式发生变化. １３１ 高度越来越低 小球在地面弹跳的频闪照片 荡秋千 到 达 的 最 高 点 的 高 度 降 低,说 明 机 械 能 减 少 了. 但 实 际 上 能 量 并 没 有 丢 失,只是通过做功把一部 分机械能转化为了内能, 能量的总量保持不变. 永动机是不存在的,因为 它违反了能量转化与守恒 定律. ②能量转化与守恒定律包括“能量转化”和“能量转移” 两个方面. ③不消耗能量,能够永远对外做功的机器———永动机 是不存在的,它违背了能量转化与守恒定律,是不可能 制成的. ④能量转化与守恒定律的成立是无条件的.一种形式 的能量减少多少,其他形式的能量就会增加多少;能量 从一个物体转移到另一个物体上,一个物体的能量减 少了多少,另一个物体的能量就增加了多少.能量的 总量保持不变. ⑤能量的转化具有方向性:自然进行的能量转化过程 是不可逆的.例如,汽车制动时,由于摩擦,动能转化 成了轮胎、地面和空气的内能,这些能量不能再自动地 用来驱动汽车. 【拓展】 一般情况下能源释放的能量不可能全部转化为人们需 要得到的能量.所谓能量转化效率就是人们需要得到 的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值.在所 有的能源利用过程中,能量的损耗都不可避免.任何 情况下,能量转化效率的值都小于１.当今社会能源 紧缺,如何提高能源利用率是我们迫切需要解决的热 点问题. 【例２】在学习了能量的转化和守恒后,同学们在一起梳 理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是 (　　) A．做功可以改变物体的内能 B．热传递改变物体的内能是不同形式的能量的相互 转化 C．在一定条件下各种形式的能量可以相互转化 D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗,但能量的 总量总保持不变 解析:做功可以改变物体的内能,在没有热传递的情况 下,物体对外做功,物体的内能减少,外界对物体做功, 物体的内能增加,A选项正确;热传递是不同物体间的 ２３１ 内能的转移而不是能量的转化,能量的形式不 变, B选项错误;不同形式的能量,在一定条件下可以相 互转化,C选项正确;能量在转化和转移的过程中总 会有损耗,例如电动机工作时把电能转化为机械能, 但是由于电流有热效应,有一部