内容正文:
第 3节 能量的转化和守恒
课程标准(2022年版)
本节要点
3.1.1 了解能量及其存在的不同形式.能描述不同形式的能量和生产生活的联系.
3.1.2 通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化.
3.5.1 知道能量守恒定律.列举日常生活中能量守恒的实例.有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识.
1.了解能量及其存在的多种形式.
2.知道能量的转移和转化,能解释一些常见的能量转化过程.(重点)
3.理解能量守恒定律,有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识.(难点)
基础练习
一、能量存在的形式
说一说:下列物体具有什么形式的能量.
拉长的橡皮筋具有弹性势能运动的足球具有机械能热水具有内能
电池具有化学能太阳光具有光(太阳)能燃料、食物具有化学能
二、能量的转化和转移
1.学生实验:探究能量的转化.
实验设计
现象
能量转化分析
来回迅速摩擦双手.
手发热.
机械能转化为内能.
黑塑料袋内盛水,插入温度计后放在阳光下.
温度计示数升高.
光(太阳)能转化为内能.
将太阳能电池连在小风扇上并让它对着阳光.
小风扇转动起来.
光(太阳)能转化为电能,再转化为机械能.
总结
在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化,比如:钻木取火将机械能转化为内能.
2.能量的转移
通过下列例题及变式,总结归纳知识.
典 例 1
说出下列生活实例中的能量的转移或转化.
(1)用热水袋暖手:内能发生了转移.
(2)电动机带动水泵把水送到高处:电能转化为机械能.
(3)植物吸收太阳光进行光合作用:光(太阳)能转化为化学能.
(4)燃料燃烧发热:化学能转化为内能.
(5)汽车紧急刹车停下来:机械能转化为内能.
(6)流动的水带动水车转动:机械能发生了转移.
解题思路
能量的转移是指原来是什么能量后来还是什么能量,只是能量的位置变化了;能量的转化是指一种形式的能量变成了另一种形式的能量,转化前后能量的种类不同了.做能量转化类题目时,关键是判断原来是什么能量,变化后是什么能量.
变式 (2023∙东营中考)2023年5月17日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第56颗北斗导航卫星(如图所示).在卫星发射过程的点火加速上升阶段,发生的能量转化是:燃料的化学能转化为内能,然后再转化为卫星的机械能.
总结
能量可以从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一部分.比如:灼热的铁块放进冷水里,冷水升温,内能从铁块转移到冷水.
三、能量守恒
如图所示,荡秋千的时候停止用力,秋千会越摆越低;掉在地上的弹性小球会跳起来,但越跳越低.
高度越来越低说明机械能越来越小(或减小);因为空气摩擦使部分机械能转化成内能,但整个过程中机械能和内能的总量不变(或守恒).
总结
1.能量守恒定律: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.
2.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一.大到天体,小到原子核,所有能量转化的过程都遵循能量守恒定律.
3.永动机是不可能制成的,因为它违背了能量守恒定律.
典 例 2
如图所示,小明用绳子拴住一个锁头并悬挂下来,把锁头拉近自己的鼻子静止,松手后,锁头将向前摆去,接着又反向摆回来,小明在原地不动.请你根据实验回答下面问题.
(1)锁头不会(选填“会”或“不会”)打到小明的鼻子.
(2)锁头在摆动的过程中,主要是动能与重力势能在相互转化.
(3)锁头在摆动一段时间后,机械能的总量将变小(选填“变大”“变小”或“不变”).
强化练习
1.[物理观念](2023∙佛山期中)如图所示的实例中,关于能量的说法正确的是(D)
A.图甲中水电站发电,可以源源不断地获得电能,说明能量可以凭空产生
B.图乙中自由运动的滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明能量正在消灭
C.图丙中向密闭瓶中打气,在瓶塞跳起前瓶中气体内能不变
D.图丁中弹簧被人拉开,是不同形式能量之间的转化
2.(2023∙广州期中)下列说法不正确的是(A)
A.充满电的手机电池具有电能
B.行驶的高速电动列车,把电能转化为机械能
C.0 ℃的冰块具有内能
D.某种形式的能量减少,一定存在能量的转移或转化
3.[物理学与社会发展](2023∙陕西中考)2023年5月28日,国产C919大型客机圆满完成首次商业飞行.下列有关说法正确的是(B)
A.飞机加速升空的过程中,动能减小
B.飞机燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
C.飞机减速下降的过程中,重力势能不变
D.飞机降落后能在跑道上继续滑行,是由于受到惯性的作用
4.(2023∙营口中考节选)2023年5月30日,我国利用长征二号运载火箭将神舟十六号载人飞船发射升空,并与空间站成功对接,发射任务取得圆满成功.空间站组合体在轨飞行期间,飞船相对于空间站是静止的;火箭点火后加速上升时,火箭喷出的燃气对火箭的推力等于(选填“大于”“小于”或“等于”)火箭对燃气的作用力,在此过程中,飞船的机械能变大(选填“变大”“变小”或“不变”).
5.(2023∙泸州中考节选)电动汽车越来越普及,许多电动汽车安装了能量回收装置,其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时,将机械能转化为电能,再将电能转化为化学能储存在蓄电池里.
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