14.1 能量的转化与守恒 教学课件-2025-2026学年物理人教版(2024)九年级全一册

第1节 能量的转化与守恒 新课引入 ？ 问题 钻木取火第一次使人支配了一种自然力量，而蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。 我们已经发现可以通过做功将其他形式的能量发生转化。生活中的风能、太阳能、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗? 知识探索 知识点一 能量的转化和转移 1、能量的存在形式 能量的常见存在形式 其他形式的能量 光能 化学能 电能 内能 机械能 风能、核能、潮汐能等 光所具有的能量 电以各种形式做功的能力 物质发生化学变化时释放出的能量 物体内所有分子动能和分子势能之和 物体具有的动能和势能之和 能量的转化 一 核能 化学能 地热能 生活中有各种形式的能量：风能、水能、太阳能（光能）、电能、机械能、内能、化学能、地热能、核能等 能量的转化 一 完成下面一组小实验。 1.来回迅速摩擦双手。 2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口， 放在阳光下。 3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。 观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化。 想想做做 能量转化：机械能转化为内能 现象：温度计示数升高 现象：小电扇转动起来 能量转化：太阳能转化为电能，电能又转化为机械能 现象：手会感觉到发热 能量转化：太阳能转化为内能 能量的转化 一 燃料燃烧 光合作用 化学能转化为内能 光能转化为化学能 电风扇工作 内能转化为机械能 电能转化为机械能 蒸汽火车 知识探索 知识点一 能量的转化和转移 发生了哪些能量转化? 能量的转化：能量可以从一种形式转化为另一种形式。 2、能量的转化 知识探索 尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？ 能量的转化 能量的转化 一 不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，图中给出了两个实例，你能补充其它的吗？ 摩擦生热 做功冲程 电动机 发电机 地热发电 火药爆炸 压缩冲程 敲击生火花 4 6 5 8 7 2 1 3 高温物体发光 太阳能热水器 光合作用 充电器充电 电池供电 太阳能电池 燃料燃烧 吸热化学反应 4 6 5 8 7 2 1 3 完成下面一组小实验观察实验中的现象，讨论发生了哪些能量转化。 1.来回迅速摩擦双手。 ‌观察到的现象‌： 手会感觉到热 ‌实验原理： 来回迅速摩擦双手时，克服摩擦做功， 将机械能转化为内能，导致手部温度升高‌。 ‌‌能量转化过程： 摩擦生热，机械能转化为内能。 想象中做做 笔记： 2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。 ‌观察到的现象‌： ‌实验原理： ‌‌能量转化过程： 过一会儿，可以观察到温度计的示数增加，即袋内水温升高。 太阳光使塑料袋内水温升高，将太阳能转化为内能‌。 光能转化为内能 想象中做做 笔记： 3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。 ‌观察到的现象‌： ‌实验原理： ‌‌能量转化过程： 过一会儿，小电扇会转动起来。 ①太阳能电池板受到阳光照射时，光子激发半导体材料中的电子，产生电流，将太阳能转化为电能。 太阳能被有效地转化为机械能，驱动小电扇工作。 ②通过电动机将产生的电能转化为机械能，驱动小电扇转动。 你还能指出一些事实，说明不同能量之间的转化吗？ 想象做做 笔记： 土豆电池 化学能 电能 转化 手机充电 电能 化学能 转化 电烤盘 电能 内能 转化 内能 电能 转化 电能与内能相互转化 电能与化学能相互转化 能量转化 水母发光 化学能 光能 转化 幼苗发芽 太阳能热水器 内能 光能 转化 光能 内能 转化 光能与内能相互转化 炙热的铁花发光 光能 化学能 转化 光能与化学能相互转化 能量转化 能量守恒定律 二 讨论秋千和小球在运动过程中的能量转化。 为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？ 你认为减少的能量到哪里去了？ 1、小球的高度逐渐降低说明了什么？ 2、减少的机械能到哪里去了？ 说明了小球的机械能逐渐减少 小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 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。 能量守恒定律 四 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。 你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？ 能量守恒定律 四 能量守恒定律 二 大量事实表明，能量既不会凭空消失，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。这就是能量守恒定律。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 能量守恒定律 二 有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？ 永动机可能制成吗？为什么？ 一种设想中的永动机 能量守恒定律 二 高处水槽水的势能 克服砂轮摩擦做功 带动抽水机做功 将水运到高处水槽 高处落下的水克服砂轮和摩擦做功，机械能减少，导致抽水机向上运送的水量，会比落下的水量少，高处水槽中的水会越来越少，最终停止工作。 知识探索 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。这种机器有可能制成吗？为什么？ 不可能，因为抽水机在抽水过程中，有部分机械能会转化为内能等损失掉，即机械能会逐渐减小，最终装置停止运行。这种设想的机械装置违背能量守恒定律，不能实现。 永动机 知识探索 这种钢铁侠永动机是真实的吗？ NO，它需要用电，即消耗电能。 永动机 “消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是：能量相互转化或转移的过程。 (2024淮北期中)第33届夏季奥林匹克运动会的主火炬的上部是一个高为30 m、直径为22 m的热气球。火炬手点燃火焰环后,热气球缓缓腾空,如图14-1-3所示。下列说法中正 确的是(　　) A.点燃火焰环后,燃料的内能转化为化学能 B.点燃火焰环后,热气球缓缓腾空,这个过程中内能转化为机械能 C.热气球缓缓腾空的过程中动能和重力势能的总和是不变的 D.热气球缓缓腾空的过程说明可以创造机械能 类型二　理解能量守恒定律 例 3 图14-1-3 B 课堂小结 1.用水发电时，水从高处流下冲击水轮机，水轮机转动并带动发电机发电。在这个过程中发生了哪些能量转化? 水的重力势能转化为动能，冲击水轮机时，动能传递给水轮机，最终带动发电机转化为电能 机械能转化为电能 2.图是“风光互补”景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。请说明这种景观照明灯在储能和照明时有哪些能量转化。 储能：风力发电，机械能转化为电能再转化为化学能 照明：蓄电池中的化学能转化为电能再转化为光能 太阳能发电，太阳能转化为电能再转化为化学能 练习与应用 练习与应用 3.图14.1-6甲是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑图雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图14.1-6乙所示。运动员在空中能否达到与A点高度相同的C点?为什么? 不能达到C点。因为下滑和在空中运动过程有摩擦和空气阻力，机械能转化为内能，机械能减小，所以达不到C点高度 4.食物(图14.1-7)也是一种“燃料”，葡萄糖等营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞生命活动所需的能量。这种过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能。从能量守恒的角度看，食物提供的化学能还转化为哪些能量? 从能量守恒角度看，食物提供的化学能除了转化为内能，还会供人体运动的机械能，还有人体生物电的电能 练习与应用 练习与应用 5.如图14.1-8所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立。你认为他的说法正确吗?说说理由。 多米诺骨牌 说法不正确，推倒第一块小木板只是 触发能量的传递，后续的木板是其自 身重力势能转化为动能，整个过程中 能量总量不变，只是在不断转化和传 递，能量守恒定律依然成立。 Lavf56.15.102 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 vid:v0300fg10000cfsucijc77uau7b3iq20 $$