12.5 能量的转化与守恒 2025-2026学年物理鲁科版（五四制）（2024）九年级上册

12.5 能量的转化与守恒 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 新知探究 知识点一. 能量的转移和转化 ①燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生的光和热就来源于燃料储存的化学能。 ②食物也具有化学能，人们的生活、工作所消耗的能量就来源于食物里储存的化学能。 化学能 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 机械能转化为内能 机械能转化为电能 电能转化为机械能 电动机带动水泵把地下水送到地面 水电站里水轮机带动发电机发电 钻木取火 能量的转化 知识探索 光能转化为化学能 化学能转化为内能 光能转化为化学能 植物吸收太阳光 进行光合作用 燃料燃烧时发热 太阳能电池 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 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 摔炮 地热发电 光压推动的太阳能帆板 流星 知识探索 能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体。 把铁丝放在酒精灯上加热；运动的甲钢球撞击静止的乙钢球。 分析能量如何变化。 能量的转移 知识探索 内容 能量从一个物体 另一个物体 能量从一种形式               另一种形式 能量形式 能量形式 用热水可以把袋装牛奶加热 太阳能电池把光能转化为化学能储存起来 特点 实例 结论 保持不变 转移到 转化为 不变 改变 能量转移 能量转化 在能量的转移和转化中，能量的总量 区分能量的转移和转化 2、能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 热水袋的内能转移到身体的内能；摆动钢球的机械能转移成静止钢球的机械能；马的机械能转移成车的机械能。 以上三种情况，什么形式的能量发生了怎样的转移？ 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 3、能量的转化 能量的转化 二 机械能 内能 光能 化学能 电能 机械能 内 能 机械能 内能 光能 化学能 电能 机械能 电 能 能量的转化 二 机械能 内能 光能 化学能 电能 化学能 电 能 能量的转化 二 机械能 内能 光能 化学能 电能 化学能 光 能 能量的转化 二 机械能 内能 光能 化学能 电能 内 能 光 能 能量的转化 二 机械能 内能 光能 化学能 电能 电 能 光 能 能量的转化 二 4 6 9 5 8 7 2 1 3 4 6 9 5 8 7 2 1 3 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 压缩二氧化氮 太阳帆 敲击生火花 4 6 9 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 呼吸作用 电池供电 太阳能电池 燃料燃烧 吸热化学反应 4 6 9 5 8 7 2 1 3 在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的 连一连 新课讲授 能量守恒定律 二 想想议议 停止用力，摆动的秋千会越摆越低;掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。 讨论秋千和小球在运动中的能量转化。 为什么它们到达的高度会逐渐降低?是否丢失了能量? 你认为减少的机械能到哪里去了? 新课讲授 能量守恒定律 二 想想议议 分析：在秋千的运动过程中，秋千和空气间有阻力，绳索间存在摩擦力，秋千要克服这些阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能为零，全部转化为内能。 分析：在小球的运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。 新课讲授 能量守恒定律 二 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。 能量守恒定律的普遍性： 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，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。 根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。 机械传热损失一部分能量W3 新课讲授 能量守恒定律 二 应用能量守恒定律分析问题 从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。例如，在行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过热机做功把内能转化为机械能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化成了热机和周围环境的内能。 克服摩擦消耗的能量W1 废气排除带走的能量W2 有用的机械能W有用 燃料的化学能 W总=W有用+W1+W2+ W3 新课讲授 能量守恒定律 二 关于永动机的设想 有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。 这种机器有可能制成吗？ 两种永动机模型 新课讲授 能量守恒定律 二 关于永动机的设想 下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？ 根据能量守恒定律可知：W总=W内能+W抽水 最后抽水的能量小于原来水的总能量，W抽水<W总 最终使流下的水不能全部抽回 由能量守恒定律可知：无法制成永动机。 对热本质的认识过程 科学世界 新知探究 知识点三. 能量守恒定律 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 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 关于永动机的设想 有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。 两种永动机模型 永动机可能制成吗？为什么？ 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。 课堂训练 1.下列事例与能量转化描述正确的是（ ） 　A．煤炭燃烧——化学能转化为内能 　B．给蓄电池充电——化学能转化为电能 　C．植物光合作用——光能转化为内能 　D．转动的电风扇——机械能转化为电能 2.能量守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中，属于能量的转移的是（ ） A．用电灯照明 B．光合作用 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧 A C 3.给电动机通电后电动机带动其他机器运转起来，同时电动机的外壳也变得烫手，则下列说法中正确的是( ) A．电能全部转化为机械能 B．电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能 C．电能全部转化为内能 D．电能的一部分转化为内能是克服摩擦力做功完成的 B 4.摩托车和电动车是人们常用的交通工具，下列说法正确的是( ) A. 摩托车在平直的公路上减速行驶，其机械能守恒 B. 摩托车汽油机的压缩冲程中内能转化为机械能 C. 给电动车充电时化学能转化为电能 D. 车辆行驶一段路程后轮胎会发热，这是由于做功改变了轮胎的内能 D ①摩擦生热 （ → ） ②气体膨胀做功 （ → ） ③热水袋取暖 （ → ） ④电饭锅做饭 （ → ） ⑤煤炭燃烧 （ → ） ⑥输电线输送电 （ → ） ⑦电灯发光 （ → ） ⑧手摇发电机发电 （ → ） ⑨冬天晒太阳感到温暖 （ → ） 5.分析下列各现象中能量的转化或转移 机械能 内能 内能 机械能 内能 内能 电能 内能 内能 化学能 电能 电能 电能 光能 机械能 电能 内能 内能 “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。 6.国际局势风云动荡，2024年9月25日祖国生日前夕，“东风快递使命必达”——东风31AG洲际导弹21分钟飞达12000km外，向世界展示了中国有能力捍卫国家安全，完成下题。 （1）本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的 能。 （2）在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，通过 的方式使得火箭表面温度急剧升高；火箭加速升空阶段，内能转化成 能，在能量的转化过程中，能量的总量 （选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”）。 化学 做功 机械 保持不变 课堂总结 对热本质的认识过程 科学世界 知识自我拓展 内容 能量从一个物体 另一个物体 能量从一种形式               另一种形式 能量形式 能量形式 用热水可以把袋装牛奶加热 太阳能电池把光能转化为化学能储存起来 特点 实例 结论 保持不变 转移到 转化为 不变 改变 能量转移 能量转化 在能量的转移和转化中，能量的总量 区分能量的转移和转化 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 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？ 人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。对于正在长身体的初中学生，每天应该摄入多少能量？应该如何调整饮食？查阅资料、进行调查，写一篇科学报告，并与同学交流。 人能进行机械运动，食物提供的化学能可以转变为人的机械能。 因为人体内还会产生微弱的生物电流，所以食物提供的化学能 还可以转变为电能。 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。 谢谢欣赏 谢谢欣赏 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.25.100 Lavf57.62.100 vid:v0300fg10000cfsucijc77uau7b3iq20 $