第十一章物理学与能源技术 课件 2023-2024学年教科版物理九年级下册

第十一章 物理学与能源技术 物理学与能源技术 情境导入 皮球在空中运动；太阳内部的原子核在发生剧烈的变化；暖气片内的水中，大量水分子在做无规则的热运动；电池一旦接入闭合回路，它内部的化学成分将持续发生反应……运动形式的多样性，对应着能量的多样性。 知识点 能量守恒定律 1 感悟新知 1. 能量的相互转化 不同形式的能量之间可以相互转化，如灯泡发光是电能转化为光能和内能；燃料燃烧是化学能转化为内能。 (1)从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。 (2)能量的来源：我们生产、生活中利用的能量，追根溯源，大都来自太阳。 2. 能量守恒定律 能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为能量守恒定律。 (1)能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守能量守恒定律。 (2)“永动机”的设想违背能量守恒定律，注定以失败而告终。 深度理解 机械能守恒与能量守恒的区别： (1)机械能的守恒是有条件的——没有能量损失或额外的能量补充。例如：克服摩擦做功，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。 (2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量的转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、原子能等能量形式间相互转化，不限于动能与势能之间。在转化过程中，一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加，能量的总量保持不变。 [中考·张家界] 宇宙承载着中国人民千百年来的向往，“祝融号”火星车已安全到达火星表面。火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳能转化为______；火星车搭载了6 台科学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，如果以火星车为参照物，那么次表层探测雷达是______的。 例1 电能 静止 9 解析：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能；以火星车为参照物，次表层探测雷达的位置没有发生变化，所以以火星车为参照物，次表层探测雷达是静止的。 10 特别提醒 判断能量的转化，我们主要看它消耗什么能量, 得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。 11 1. 能量转化的方向性 内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性。其他形式的能可以无条件地转化为内能，而内能不能无条件地转化为其他形式的能量。 例如：汽车在刹车时，动能转化为路面、轮胎、空气的内能，这些能量不可能再转化为汽车的动能，使汽车再开动起来。 知识点 能量转化的方向性和效率 2 2. 能量转化中的效率 输入能量＝ 输出有效能量＋输出无效能量。 能量转化效率η＝。 在任何情况下，η 都小于1。 拓展延伸 提高能量利用效率的方法： 1. 让燃料充分燃烧； 2. 采取保温隔热措施，减少能量的损失； 3. 充分利用余热和减少有害摩擦； 4. 减少能量转化过程的中间环节。 [中考·泰州] 汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和______(填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有______性。 例2 不变 方向 解析：在汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程遵循能量守恒定律，能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有方向性。 特别提醒 能量守恒定律，是在能量转化或转移的过程中，各种能量的总和保持不变，而不是某种形式的能量保持不变。 1. 能源 能源是能为人类提供某种形式能量的物质资源。 2. 能源的分类 知识点 能源 3 分类标准 类型 定义 实例 产生方式 一次能源 可以从自然界直接取得，而不改变其基本形态的能源 煤、石油、天然气、太阳能、地热能等 二次能源 一次能源经过加工，转换成另一种形态的能源 电力、蒸汽、煤油、汽油等 分类标准 类型 定义 实例 是否被广 泛利用 常规能源 当前被广泛利用的一次能源 煤、石油、天然气等 新能源 目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广的一次能源 太阳能、地热能、潮汐能等 分类标准 类型 定义 实例 能否再生 可再生能源 能够不断得到补充以供使用的一次能源 水力、风能、太阳能、潮汐能、地热能等 不可再生能源 短期内无法再生的一次能源 煤、石油、核燃料等 特别提示 “可再生能源”和“不可再生能源”都是针对一次能源而言的，即只有对一次能源来讲，才能说其属于“可再生能源”或“不可再生能源”。 分类标准 类型 定义 实例 是否造成 环境污染 清洁型能源 对环境无污染或污染很小的能源 太阳能、