第十四章第3节 能量的转化和守恒讲解2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第3节 能量的转化和守恒讲解 知识点1：能量的转化。 （1）能量的转化和转移。 能量总是能从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。 （2）转化形式（见图14-3-1）。 图14-3-1 【例】能量的转化具有方向性，说出下列能量转化的方向。 ①电热器能量转化的方向是 。 ②手机电池充电能量转化的方向是 。 【解析】①电热器是利用电流通过电阻丝发热，是利用了电流的热效应，电热器工作时，将电能转化为内能；②给手机电池充电时，其内部发生了化学变化，电能转化为化学能。 【随堂演练】 （1）人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作用来控制能量的转化形式的能量转化器。按照这种观点，汽油机是把 能转化为 能；干电池是把 能转化为 能；钻木取火是把 能转化为 能。 （2）汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的 能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化和转移具有 。 【参考答案】 （1）内 机械 化学 电机械 内 （2）内 方向性【解析】汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用；摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性。 知识点2：能量守恒定律。 （1）定义。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，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，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。 （2）意义。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 【例】关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（ ）。 A.凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化 B.摩擦生热的过程是不可逆过程 C.空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D.由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 【解析】能量守恒的过程可能发生能量的转化，也可能发生能量的转移，故选项A不正确；摩擦生热的过程是不可逆的，如钻木取火不能用火得到木头，故选项B正确，符合题意；热传递是有方向性的，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分，故选项C错误，不符合题意；由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但还是会产生能源危机，故选项D错误，不符合题意。 【随堂演练】 （1）用打桩机打桩，打桩锤从高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（ ）。 A.机械能守恒 B.动能守恒 C.热能守恒 D.能量守恒 （2）荡秋千的小敏在荡起一定高度以后，让秋千自由摆动，每次上升的高度逐渐减小，最后停下来。下列说法中正确的是（ ）。 A.在此过程中机械能守恒 B.能量在逐渐消失 C.只存在动能和重力势能的相互转化 D.机械能最终转化为内能，且总的能量守恒 【参考答案】 （1） D （2）D【解析】秋千自由摆动的过程中，因为有摩擦阻力和空气阻力的作用，所以机械能最终会转化为轴和人的内能，即机械能不守恒，但总的能量保持不变。所以，每次上升的高度逐渐减小，最后停下来。 考点精析 考点：能量守恒定律。 【例1】关于能量转化和守恒，下列说法中正确的是（ ）。 A.用电器通电工作时，将其他形式的能转化为电能 B.氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，该反应将内能转化为化学能 C.植物光合作用合成有机物，说明能量可以创生 D.“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 【解析】用电器通电工作时，消耗了电能，得到了其他形式的能，因此是将电能转化为其他形式的能，故选项A错误；氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，通过化学反应得到了热量，因此是将化学能转化为了内能，故选项B错误；能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故选项C错误；马儿跑的时候需要消耗能量，而草能够为马儿提供能量，因此“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律，故选项D正确。 【例2】一节新干电池的电压为 伏，四冲程汽油机工作时将机械能转化为内能的冲程是 冲程；用电器工作时将 能转化为其他形式的能。 【解析】一节新干电池的电压是1.5V；将机械能转化成内能的是汽油机的压缩冲程；用电器工作时，把电能转化成其他形式的能。 【实战演练】 （1）小明对“内能的利用”这一章进行了总结性反思，其中正确的是（）。 A.能量是守恒的，不会有能源危机 B.能量转化和转移具有方向性 C.核电站不会产生任何污染 D.太阳能只能转化成电能和内能 （2）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 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。能源是人类社会生存和发展的重要物质，在你熟悉的能源中， 属于可再生能源， 属于不可再生能源（各举一例）。 【参考答案】 （1） B （2）转化 转移 风能 石油（后两空答案不唯一）【解析】利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程（同种能量叫作转移，不同的能量叫作转化）。在这些变化过程中，能量的总量保持不变。风能、水能、太阳能等属于可再生能源；煤、石油等属于不可再生能源。 应用与实践 汽车的诞生改变了人类的生活方式，事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。如图14-3-2所示的漫画据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题。 图14-3-2 （1）找出原理图中运用了哪些物理知识？（至少说出3点） （2）该原理图中涉及哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。 （3）使汽车向前运动的力是怎样产生的？这个力的施力物体是谁？ 【答案】（1）杠杆原理、力的作用是相互的、滚动摩擦、沸腾、能量的转化等。（2）化学能、内能、机械能。燃烧将化学能转化为内能，喷出蒸汽将内能转化为机械能。（3）力的作用是相互的。向后喷出的蒸汽反过来对汽车产生一个向前的推力，喷出的蒸汽是施力物体。 学科网（北京）股份有限公司 $$