内容正文:
第3节 能量的转化和守恒
素养目标
1. 知道各种形式的能是可以相互转化的,知道能量守恒定律的内容。(物理观念)
2. 能举出日常生活中能量守恒的实例,能用能量守恒的观点分析物理现象。(科学思维)
3. 通过对能量的转化和守恒有一个感性的认识,为建立科学的世界观和科学的思维方法打基础。(科学态度与责任)
一、能量的转化
1. 燃料的燃烧是一个 化学 变化,是将 化学 能转化为 内 能的过程。
2. 自然界中存在着各种形式的能,如 机械能 、内能、 电能 、光能、化学能等。
3. 电动机带动水泵把水送到高处,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 。
二、能量守恒定律
4. 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,而在转化和转移过程中,能量的总量 保持不变 。这就是能量守恒定律。
5. 在行驶的汽车中,燃料的 化学能 通过燃烧转化为燃气的 内能 ,再通过热机做功把内能转化为 机械能 。在这个过程中,燃料的化学能一部分转化为机械能,一部分转化成了热机和周围环境的 内能 。
【填一填】
1. 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 ①③ ;将光能转化为内能的有 ⑤ ;将电能转化为内能的有 ②④ 。(填序号)
2. 中华艺术“烙画”相传源于秦朝,即用火烧铁杆(现代发展为电烙铁)在物体上熨出烙痕作画。电烙铁通电升温的过程是能的 转化 过程,“画布”升温的过程是能的 转移 过程。(均选填“转化”或“转移”)
3. 如图所示是某同学在物理课外活动中制作的小船,它是利用燃烧的蜡烛加热易拉罐中的水推动其前进的,当水汽化时产生大量的蒸汽从小孔中冲出,小船就能够向右运动,此过程将 内 能转化为 机械 能。
4. 如图所示为一种人们设想的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动又带动抽水机将水从低处抽到高处,从而循环工作。这种永动机 不能够 (选填“能够”或“不能够”)永远工作下去。
【选一选】
5. 如图所示,单摆从A位置由静止开始运动,随后,我们会看到摆球会在C点左右摆动,摆动的幅度越来越小,最后静止于C点。在单摆的摆动过程中,摆球所具有的机械能( B )
A. 不变 B. 减少
C. 增加 D. 周期性变化
能量的转移和转化
放到热水中的一包冷牛奶,过一段时间后水和牛奶会出现什么现象?出现这一现象的原因是什么?
答案:热水变冷,牛奶变热,是因为发生了热传递。
热水减少了什么能量?冷牛奶增加了什么能量?能量的形式是否发生了变化?
答案:热水内能减少,冷牛奶内能增加;能量的形式没有发生变化。
用干木柴烧水的过程中,干木柴越来越少,水温越来越高,最终水被烧开,干木柴减少说明什么能量减少了?水的温度和周围环境的温度升高说明什么能量增加了?
答案:化学能减少了;内能增加了。
用打气筒打气时,打气筒外壁的温度会升高,请你解释发生这种现象的原因。
答案:活塞与筒壁摩擦,将机械能转化为内能。
当手机电池的电量过低的时候,需要给电池充电,充上电后电池就又可以使用了,给电池充电消耗了什么能量?得到了什么能量?
答案:消耗了电能,得到了化学能。
下列图中,能量转化与其他三项不同的是( C )
C. 做功冲程 D. 压缩点火
能量“转化”或“转移”的判断
(1)能量的转化:伴随着物体做功而表现出来,能的形式发生改变。如打铁时铁块温度升高,内能增加,是通过做功(打铁)的过程使机械能转化成了内能。
(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,能的形式没有变化。如热传递时内能从高温物体转移到低温物体。
1. 如图所示的做法中,属于能量转化的是( A )
2. 下列几个过程中,仅发生能量转移的是( D )
A. 电动机通电后发生转动
B. 火箭发射升空
C. 给蓄电池充电
D. 棉被晒得暖烘烘
解析:电动机通电后发生转动,消耗电能,获得机械能,即将电能转化为机械能,是能量发生了转化,故A不符合题意;火箭发射升空,火箭将燃料燃烧的内能转化为机械能,是能量发生了转化,故B不符合题意;给蓄电池充电,消耗电能,获得化学能,即将电能转化为化学能,是能量发生了转化,故C不符合题意;棉被晒得暖烘烘,是通过热传递改变了物体的内能,是能量的转移过程,故D符合题意。
3. 如图所示为某公园内供游人乘坐的电动小汽车,体现“绿色、节能、环保”的理念。则这种电动小汽车在行驶中,电动机将 电 能转化为 机械 能。
能量守恒定律
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