18.4 能量转化的基本规律课件 -2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第四节 能量转化的基本规律 第十八章 能源与可持续发展 学习目标 能量的转化和转移 能量守恒定律 能量转移和转化的方向性 知识点 能量的转化和转移 知1－讲 探究新知 1 1. 自然界中能量的转化和转移 (1)自然界中各种形式的能之间是可以相互转化的. (2)自然界中同一种形式的能量在物体间是可以转移的. 知1－讲 感悟新知 2. 运用对比法认识能量转移和转化 转移 转化 区别 能量的形式不发生变化. 从一个物体转移给另一个物体，或从一个物体的某个部分转移到其他部分 能量的形式发生变化. 由一种形式转化为另一种形式 知1－讲 感悟新知 3. 人类是在能量转化或转移过程中利用能量的. 比如，风推动帆船前进，流动空气的部分机械能转化为帆船的机械能. 知1－讲 感悟新知 深度理解 能量转移的过程中，可以同时伴有能量的转化．例如运动的铅球碰撞静止的铅球时，在动能转移的同时，可能会有少量动能转化为内能． 发散思考 能量的转移过程会不会伴随着能量的转化？ 感悟新知 知1－练 [中考·连云港] 如图1 所示，两种不同的金属丝组成一个闭合回路，触头1 置于热水杯中，触头2 置于冷水杯中，此时回路中电流表指针就 会发生偏转，这是温差电现象. 此过程中______能转化为 ______能. 例 1 内 电 7 感悟新知 知1－练 解题秘方：判断能量的转化方向，应该紧盯获得的能量和消耗的能量进行分析. 本题消耗的能量是水的内能，获得的能量是电能. 解析：热水是系统能量的来源，触头1 从热水中吸收的热量，一部分转化为电流做功，另一部分被冷水吸收；温差电压产生的原因是在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电压，从能量转化角度看，温差电现象中消耗了内能转化成了电能. 8 感悟新知 知1－练 1. 下列关于能量转化的说法中不正确的是( ) A. 原始人类“ 钻木取火”，把内能转化为机械能 B. 水轮机带动发电机发电，把水能转化为电能 C.行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能 D. 楼顶的太阳能热水器，把太阳能转化为内能 A 9 知识点 能量守恒定律 知2－讲 感悟新知 2 1. 滴水实验 实验体验：如图2 所示，甲杯中棉纱带挂在杯子外面的部分低于杯中水面，棉纱带能使杯中的水滴出；乙杯中棉纱带挂在杯子外面的 部分高于杯中水面，棉纱带 不能使杯中的水滴出. 知2－讲 感悟新知 分析结果 图甲中，由于棉纱带杯外部分比杯内水面低，水由高处往低处流，是重力势能转化为动能的结果．乙杯因杯外棉纱带高出水面，导致水不能自动滴出． 分析思考 什么原因导致甲杯中棉纱带有水滴出，而乙杯中棉纱带没有水滴出？ 知2－讲 感悟新知 实验结论：没有不消耗任何能量, 却能永远地运动并对外做功的机器，即“永动机”是不存在的. 该实验告诉我们：不可能无中生有地获得能量，即各种形式的能量在相互转化时遵循某种基本规律. 知2－讲 感悟新知 2. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化或转移的过程中，总量保持不变. 知2－讲 感悟新知 关联结果 机械能守恒是有条件的，在没有任何阻力时，动能和势能相互转化过程中，机械能总量保持不变．能量守恒是没有条件的，任何时候能量的转移或转化过程中，能量总量保持不变.能量守恒不是某种形式的能保持不变，而是各种能量的总和保持不变.( 对比法理解) 关联思考 机械能守恒和能量守恒的区别是什么？ ▲ ▲ ▲ 感悟新知 知2－练 电动机通电后，电动机带动其他机器运转，一 段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是( ) A. 电能全部转化为机械能，总的能量守恒 B. 电能转化为机械能和内能，机械能守恒 C. 电能全部转化为内能，内能守恒 D. 电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 例2 解析：电动机通电后运转，一段时间后外壳会变得烫手，说明电能转化成了机械能和内能，故A、C 错误；只存在动能和势能的相互转化时，机械能才是守恒的，否则不守恒，故B 错误；能量守恒定律具有普遍性，在能的转化过程中，总的能量守恒，故D 正确. 感悟新知 知2－练 解题秘方：深度理解机械能守恒定律和能量守恒定律. 答案：D 感悟新知 知2－练 2.[廊坊期末] 关于能量守恒定律，下列说法中正确的是( ) A. 能量可以凭空消失 B. 能量可以凭空产生 C. 热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律 D. 能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 D 17 知识点 能量转移和转化的方向性 知3－讲 感悟新知 3 1. 能量转移的方向性：一般情况下，内能只能自动地从高温物体转移到低温物体，而不能自动地从低温物体转移到高温物体. 知3－讲 感悟新知 2. 能量转化的方向性：内能和其他形式的能量(如电能、机械能等)的相互转化具有方向性，其他形式的能量可以无条件(自发)地转化为内能，而内能不可以无条件地转化为其他形式的能，如电灯发光的同时产生的内能散失到空气中，而这些内能无法自动转化为电能． 知3－讲 感悟新知 深度思考 能量守恒定律告诉我们，能量在转移和转化的过程中，总量保持不变．那么为什么还要节约能源？ 深度理解 由于能量的转化和转移具有方向性，导致自然界可利用的能量(能源)只会减少，要节约能源和合理利用能源，注重开发利用风能、水能等可再生能源，控制煤、石油等不可再生能源的开采． 知3－讲 感悟新知 3. 能量守恒定律以及能量转移和转化的方向性原理，将自然界各种现象和各个学科相联系，是人类从事生活活动和社会活动所必须遵守的基本准则． 感悟新知 知3－练 [泸州模拟] 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是( ) A. ①②③④ B. ②③④① C. ④③①② D. ②①③④ 例 3 22 感悟新知 知3－练 解析：本题采用综合分析法解答. 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭， • • • • • 23 感悟新知 知3－练 发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其他形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为太阳→树林→燃煤电厂→空调；故C 正确. 答案：C 24 感悟新知 知3－练 3.[盐城一模] 如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车．平衡车刹车时， 转化成的内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和______(填“增大” “不变”“减小”). 散失到空气中的内能无 法再直接利用了，这是因为能量的转化和转 移具有______ 性． 不变 方向 25 能量转化的基本规律 能量转化的基本规律 能量守恒定律 能量转化 的方向性 永动机的失败 节约能源 可用能量 的减少 课堂小结 $$