14.3 能量的转化和守恒 讲义-2024-2025学年人教版物理九年级全一册

14.3能量的转化和守恒 【知识讲解】 各种形式的能量 能量是物质的一种存在形态，它的表现形式是多种多样的。能量可分为机械能、化学能、内能、电能、辐射能、核能、光能、潮汐能等。其中，机械能、内能、化学能、电能、光能、核能为六种基本形式的能。 想想议议 完成下面一组小实验，观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化。 1. 来回迅速摩擦双手。 现象：一会儿后手会发热。分析：机械能转化为内能。 2. 黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。 现象：一会儿温度计示数升高。分析：光能转化为内能。 3. 将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光。 现象：小电扇转动起来。分析：光能转化为电能再转化为机械能。 4. 将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。 现象：钢笔会发热，并且能吸引小纸片。分析：机械能转化为内能和电能。 结论：力现象与热现象有联系、力现象与电现象有联系、电现象与热现象有联系。 ①不同形式的能量可以在一定条件下相互转化。 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。 能量的转化 在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的：摩擦生热，机械能转化为内能；水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；燃料燃烧时发热，化学能转化为内能…… 11能量转化图11 能量守恒定律 停止用力，秋千会越摆越低，为什么它的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？掉在地上的小球会跳起，但是越跳越低。为什么它的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？ 分析：它们的高度降低，说明机械能减少了。但实际上能量并没有丢失，是通过克服空气阻力做功把一部分机械能转化为了内能，能量的总量保持不变。 能量守恒定律： 内容：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。 对能量守恒定律的理解 (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。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，都遵循能量守恒定律。 (2)能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 (3)能量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。 永动机 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究，但是，很多人并不清楚这背后到底有什么意义。在人们的想象中，永动机是一种机械装置，它可以不停地自动运动，而且还可以举起重物等，做一些有意义的事情。13世纪就有人试图想制造这种机械装置，但是直到21世纪也没有人真正制造出来。永动机是不可能制造出来的，原因是它违背了能量守恒定律。 【巩固练习】 1.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，这属于能量的         ；烧水时，水蒸气顶起壶盖，这属于能量的          。 2.一只皮球落到地面上又被弹起，在此过程中，皮球从接触地面到静止，是     能转化为     能；皮球从静止到恢复原状跳起，是    能转化为      。 3.最近，在日本市场上出现了一种利用玻璃纤维和碳纤维制成的末端连上电池后不久会发热的“发热纸”，用它可包装面包、香肠等小食品，通电后能加热食品，这种纸很受市民青睐。“发热纸”的利用中发生的能量转化是               ，在能量转化的过程中服从          定律。 4.在密闭的房间里有一个开着门的电冰箱，给它通电让它工作，过一段时间后房间里的温度将            。 5.某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，可从出水口获得所需要的水。在手连续稳定的按压下，人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的     能和      。 6.某学习小组利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路，如图所示，A点为铁丝和镍铬丝绞合在一起组成的加热点；用打火机给A点加热时，观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转。这一实验现象说明了     能可以转化成     能。 7.某电视栏目播出过这样的场景:人站在风车下就能让它转动。原理是人体可以加热周围气，热空气密度变小会上升，导致风车转动。 (1)人体加热周围空气，导致风车转动，其实质是内能转化为      能。 (2)若风车正下方站的人越多，则风车转动得越      。 8.如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动的过程，长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析，滚摆上升的过程中，它的动能     ，重力势能     ，整个过程中能的总量      。(均选填“增大”“减小”或“不变”) 9.如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面上，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动。当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是(不计空气阻力)（    ） A.10J B.20J C.60J D.70J 1 学科网（北京）股份有限公司 $$