第14章 第3节 能量的转化和守恒（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年九年级物理全一册同步备课（人教版）

nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 能量的转化和守恒 第3节 第十四章 内能的利用 优翼理综学科号 牛顿摆上的小球真的能够一直运动下去吗？ 观察与思考 新课导入 衔接：上课前先给大家展示一个有趣的小装置，这个装置就是牛顿摆。小球之间的能量是可以发生传递的，视频里面说小球可以一直运动下去，真的是这样吗？ 一、能量的转化 “铃——”，小明被闹钟振动的声音唤醒，迷迷糊糊中他打开床头的台灯一看，钟面的液晶显示屏上已经显示6:30了！他马上起床穿衣服，接着把面包放到电烤箱里， 再冲一杯热牛奶。然后他打开天然气热水器放 出热水用来刷牙和洗脸。洗漱完毕牛奶的温度 也刚好适宜了，小明吃完早餐后，匆匆忙忙背 上了书包，骑上自行车，往学校的方向去了。 思考：下面这一段材料中，都存在哪些能量？ 新课讲授 衔接：我们来看一段大家非常熟悉的场景（请同学读）。声能可以归类到机械能。 机械能 内能 化学能 光能 电能 思考：下面的物体都具有什么能？你还知道哪些能量？ 机械能 太阳能 地热能 电能 化学能 核能 …… 新课讲授 衔接：大家说得非常齐全，我们把这些能量列了出来。上面是一个生活场景，下面我们放宽眼界，来看看生活中、以及自然界中也存在着这些能量，我们一起来看一下。 风能、水能、潮汐能都属于机械能，生物质能属于化学能，太阳能既属于光能又属于内能。这里主要给同学们讲一讲世界上有哪些能量。 这些能量都是孤立存在的吗？（不是）他们都是可以互相转化的。 “铃——”，小明被闹钟振动的声音唤醒，迷迷糊糊中他打开床头的台灯一看，钟面的液晶显示屏上已经显示6:30了！他马上起床穿衣服，接着把面包放到电烤箱里， 再冲一杯热牛奶。然后他打开天然气热水器放 出热水用来刷牙和洗脸。洗漱完毕牛奶的温度 也刚好适宜了，小明吃完早餐后，匆匆忙忙背 上了书包，骑上自行车，往学校的方向去了。 讨论：场景中涉及到什么样的能量转化呢？ 新课讲授 衔接：我们来看看刚才这个场景中有哪些地方涉及到了能量的转化呢？ 实验1：快速摩擦双手。 实验2：用笔或尺与头发摩擦，再靠近碎纸片。 机械能转化为内能 机械能转化为电能 新课讲授 衔接：刚才我们分析了生活中能量的转化和转移，下面我们就动手亲自来体验一下。 经过科学家长期的探索，发现各种现象不是彼此孤立，而是相互联系的。用能量的概念及能量转化的观点，可以反映这种联系，在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。 蒸汽机 摩擦生热 太阳能电池 发电机 电动机 蓄电池 电池 光合作用 煤油灯 太阳能热水器 高温物体发光 吸热化学反应 放热化学反应 火药爆炸 加压使化学平衡移动 地热发电 太阳能汽车 敲击生火花 思考：按照图中的例子，你能做些补充吗？ 新课讲授 衔接：我们来看一下这个能量转化图。不同形式的能量可以在一定的条件下相互转化。图中已经给出两个例子，你能说出一些其他能量转化的例子吗？ 机械能转化为内能 机械能转化为电能 电能转化为机械能 电动机带动水泵把地下水送到地面 水轮机带动发电机发电 钻木取火 下图中能量是如何转化的？ 新课讲授 光能转化为电能 化学能转化为内能 光能转化为化学能 光合作用 燃料燃烧时发热 光太阳能电池 下图中能量是如何转化的？ 新课讲授 二、能量守恒定律 思考： 手放入热水袋中，手的温度升高。这个过程中有能量的转化吗？热水袋的内能哪去了？ 能量的转移和转化的区别在哪？ 新课讲授 衔接：现在我们知道了能量之间是可以发生转化的，我们接着再看下一个问题。 问题1：没有；热水袋的内能转移给了手。像这样的能量的形式没有发生变化的情况我们叫做能量的转移，热传递就属于能量的转移的一种。 那么我们怎么区分能量的转移和转化呢？ 问题2：区别在于能量的形式，转化发生了能量形式的变化，转移则没有。 思考：下面的过程中，发生了什么样的能量转化？这两个过程中有能量消失了吗？ 能量并没有消失，而是转化成了内能。 在空气中运动摩擦、与地面的碰撞都会产生热量。 在空气中运动摩擦、绳子连接处会产生热量。 新课讲授 衔接：那么我们接着再看下面一个问题 由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能。 大量事实表明，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。（自然界最普遍、最重要的定律之一） 能量守恒定律 思考：既然能量是守恒的，为什么我们要节约能源呢？ 新课讲授 衔接：通过科学家的长期研究，大量的事实表明…… 能量在发生转化或转移的过程中，能量总是守恒的。注意，在转化或转移的前后，能量的总量保持不变。 能量的利用是有条件的，能量的转化是有方向性的，因此仍然要注意节约能源。（摩擦的内能我们很难再利用） 问题回顾：牛顿摆上的小球真的能够一直运动下去吗？ 不能，按照能量守恒的角度来看。能量的转化和转移过程中，能量的总量是保持不变的。而每次小球发生能量的转化或转移，总有一部分机械能会转变成其他形式的能量。小球的机械能会越来越小。 E初=E末+E其他 新课讲授 衔接：牛顿摆是一个机械能发生传递的装置，长时间下去，牛顿摆会停下来吗？ 想想议议：如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。你认为这个方案可行吗？ 不可行，水从高处落下的动能，即使全部通过抽水机转化为水的势能，但是由于能量守恒，不可能提供额外的能量对外做功。 新课讲授 衔接：很多人曾经设想着制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把它叫做永动机。人们也尝试制作了各种各样的永动机，比如书本上的这一种。 带领学生分析这种永动机的能量转化。再让学生回答之后给出答案。 如图所示的四幅图中，仅发生能量转移的是( ) A.往饮料中加冰块 B.煤气炉将冷水烧热 C.卫星绕地球飞行 D.钻木取火 A 例题 新课讲授 人们制作的各种“永动机” 它们都变成了“不动机” 新课讲授 衔接：人类曾经在永动机这一方向花费了大量的精力，制作出了各种各样的永动机，我们可以来看看它们的运转形式。 能量的转化和守恒 能量的转移 能量的形式 能量守恒定律 能量的转化 机械能 内能 光能 电能 化学能 …… 课堂小结 1.下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　） A.蓄电池充电时，化学能转化为电能 B.开水瓶瓶塞跳起时，机械能化为内能 C.用热水袋取暖时，内能发生了转移 D.电动机工作时，机械能转化为电能 C 当堂小练 2.下列说法中正确的是( ) A. 既然能量是守恒的，那么任何能量我们都可以利用 B. 能量是守恒的，所以我们有用不尽的能量 C. 在能量转化和转移的过程中虽然能量的总量保持不变，但有的能量却是无法利用的 D. 以上说法都不对 C 当堂小练 3. 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（ ） A．降低 B．不变 C．升高 D．无法判断 C 当堂小练 4.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少___________。注入一定量的热水后，立即盖上软木塞， 软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体的 _______能转化为软木塞的机械能。汽油机 的_______冲程也发生同样的能量转化。 热量散失 内 做功 当堂小练 5.一个同学把乒乓球从1m高处自然放手，反弹后不能上升到高于1m的地方。 （1）这是不是违反了机械能转化和守恒规律？为什么？ （2）若要使乒乓球反弹的高度超过1m，你该怎么办？ 解：(1)没有违反机械能转化和守恒规律；因为乒乓球在下落的过程中和碰撞过程中，需要克服空气摩擦阻力来做功和能量损耗，消耗掉一部分能量，发生了能量的转化； 当堂小练 解：(2)用力向下打乒乓球，就给了乒乓球一个初速度，也就有了初动能，在碰撞过程中会有能量的损失，但如果你给的初动能大于这个能量损失，即能量补给大于能量损失，那么球弹到原先高度时（这时重力势能与下落时是相同的），球仍具有能量，所以还会向上运动，弹到高出原来的高度。 当堂小练 $$null P2衔接：上课前先给大家展示一个有趣的小装置，这个装置就是牛顿摆。小球之间的能量是可以发生传递的，视频里面说小球可以一直运动下去，真的是这样吗？ P3衔接：我们来看一段大家非常熟悉的场景（请同学读）。回答问题 声能可以归类到机械能。 P4衔接：大家说得非常齐全，我们把这些能量列了出来。上面是一个生活场景，下面我们放宽眼界，来看看生活中、以及自然界中也存在着这些能量，我们一起来看一下。 风能、水能、潮汐能都属于机械能，生物质能属于化学能，太阳能既属于光能又属于内能。这里主要给同学们讲一讲世界上有哪些能量。 这些能量都是孤立存在的吗？（不是）他们都是可以互相转化的。 P5衔接：我们来看看刚才这个场景中有哪些地方涉及到了能量的转化呢？ P6衔接：刚才我们分析了生活中能量的转化和转移，下面我们就动手亲自来体验一下。 经过科学家长期的探索，发现各种现象不是彼此孤立，而是相互联系的。用能量的概念及能量转化的观点，可以反映这种联系，在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。 P7衔接：我们来看一下这个能量转化图。不同形式的能量可以在一定的条件下相互转化。图中已经给出两个例子，你能说出一些其他能量转化的例子吗？ P10衔接：现在我们知道了能量之间是可以发生转化的，我们接着再看下一个问题。 问题1：没有；热水袋的内能转移给了手。像这样的能量的形式没有发生变化的情况我们叫做能量的转移，热传递就属于能量的转移的一种。 那么我们怎么区分能量的转移和转化呢？ 问题2：区别在于能量的形式，转化发生了能量形式的变化，转移则没有。 P11衔接：那么我们接着再看下面一个问题。 由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能。 P12衔接：通过科学家的长期研究，大量的事实表明…… 能量在发生转化或转移的过程中，能量总是守恒的。注意，在转化或转移的前后，能量的总量保持不变。 能量的利用是有条件的，能量的转化是有方向性的，因此仍然要注意节约能源。（摩擦的内能我们很难再利用） P13衔接：牛顿摆是一个机械能发生传递的装置，长时间下去，牛顿摆会停下来吗？ P14衔接：很多人曾经设想着制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把它叫做永动机。人们也尝试制作了各种各样的永动机，比如书本上的这一种。 带领学生分析这种永动机的能量转化。再让学生回答之后给出答案。 P16衔接：人类曾经在永动机这一方向花费了大量的精力，制作出了各种各样的永动机，我们可以来看看它们的运转形式。 学科网（北京）股份有限公司 $$