12.5 能量的转化和守恒-2025-2026学年北师大版（北京）物理九年级全一册

第3节 能量的转化和守恒 制作:侯腾飞 12.5能量的转化和守恒 拉长的橡皮筋 山巅的危石 运动的足球 西藏羊八井地热池 食 物 太阳光 你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗? 认识能量 弹性势能 重力势能 机械能 内能 化学能 太阳能 下列物体具有哪种形式的能量?物体的能量发生怎样变化? 读图 热水 水具有内能 水的内能 勺子的内能 转移 B的势能 A的势能 转移 A、B物体具有动能和势能 1.同一形式的能量可以在两个物体之间转移。 电能转化为机械能 机械能转化为电能 化学能转化为电能 水果电池 太阳能转化 为化学能 化学能转化为内能 机械能转化为电能 煤气灶做饭 太阳能转化为电能 电能转化为内能 摩擦生热 机械能转化为内能 电动机 电能转化为机械能 光能转化为内能 内燃机车 太阳能热水器 内能转化机械能 电灯发光时, 能转化为 能和 能 电 光 内 光能转化为电能再转化为机械能 机械能转化为光能和内能 热机做功冲程 化学能转化为内能再转化为机械能 化学能转化为光能和内能 钻木取火 机械能转化为内能 火力发电厂发电 内能转化为机械能再转化为电能 植物通过光合作用把 能转化为 能; 植食性动物从植物中获取的能量,转化为 能和 能; 肉食性动物通过捕食植食性动物获取能量。 太阳 化学 内 化学 蒸汽机 摩擦生热 太阳能电池 电 灯 电热器 发电机 电动机 充电机 电 池 光合作用 燃料燃烧 太阳能热水器 高温物体发光 吸热化学反应 放热化学反应 火药爆炸 加压使化学平衡移动 地热发电 纳米层次上实现将光能转化为机械能 ? (2)结合小球在地面弹跳的频闪照片,想一想,为什么它的高度会逐渐降低?是否丢失了能量? 做做想想议议 (1)拿一个弹力小球由手中释放,观察小球的运动情况。 你能告诉我小球的机械能哪儿去了吗? 拿一个弹力小球由手中释放,观察小球的运动情况。 结合小球在地面弹跳的频闪照片,想一想,为什么它的高度会逐渐降低?是否丢失了能量?减少的机械能到哪去了? 能量守恒定律 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。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。所有能量转化和转移过程,都遵守能量守恒定律。 1.能量守恒定律 law of conservation of energy 能量守恒定律的建立过程,是人类认识自然的一次重大的飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 和谐美是科学的魅力所在。 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”,认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一 (另两个发现是细胞学说,达尔文的生物进化论) 。 最普遍 最重要 最可靠 自然规律之一 能量守恒定律 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。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一 知识点二 能量守恒定律 1.滑冰滑梯的过程中,能量是怎样转化的?遵守能量守恒定律吗? 讨 论 滑下来的过程中,一部分机械能转化成了内能。 遵守能量守恒定律 掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。 停止用力,秋千会越摆越低; 讨 论 为什么它们的高度会逐渐降低?是否丢失了能量? 减少的机械能到哪去了? 它们的高度降低,说明机械能减少了. 但能量并没有丢失,实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能. 小球在地面弹跳的频闪照片 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。 这种机器有可能制成吗? 讨 论 解:要使机器持续不断地做功,就要消耗能量把低处的水抽到高处,而做机械运动的各部件间有摩擦,会有部分机械能转化为内能,一部分能量用来对外做功抽水,使流下的水不能全部抽回. “永动机”不可能旋转不息,因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力消耗能量,而能量的转化有方向性,摩擦生热是不可逆的。 机械师斯特尔永动机 铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热,使自己变得炽热。 炽热的铁块投入水中时,内能从铁块传递给水,最后两者达到相同的温度。 当杂技演员沿竹竿下滑时,重力势能转化为内能,使手和竹竿的温度升高。 手和竹竿不可能自发地降低温度,而使人的位置升高。 例1: 能量的转移和转化的方向性 例2: 大量的现象表明,能量的转移和转化有一定的方向性。 例如,内能只能有高温物体转移到低温物体,这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。 我们要遵循能量转移和转化的方向性,在能量转移和转化过程中合理利用能量。 又例如,水总是从高处流到低处,这样人们就可以用水的落差进行水力发电。 电能可以使电灯发光,同时产生内能散失在空气中,但这些内能却无法自动