第1节 能量的转移和转化（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

沪科版（五·四学制） 九年级下册 第17章 能量的转移和转化 能源 第1节 能量的转移和转化 01 02 03 04 05 CONTENTS 能量可以转移或转化吗？ 能量的转化或转移有规律可循吗？ 学习目标 1. 了解物质不同的运动形式对应不同的能量； 2. 由自主活动中的两小球碰撞引出能量的转移与转化； 3. 举例分析能量的转化； 4. 掌握能量守恒定律； 5. 举例分析能量的转移和转化的逆过程不会自发发生； 6. 能量的转移和转化具有方向性。 重点难点 教学重点： 1.能量的转移和转化； 2.能量守恒定律； 3.能量的转移和转化具有方向性。 1.概念辨析； 2.能量的转移和转化的综合应用。 教学难点： 情景引入 图17-1-1所示为小男孩在荡秋千，只要用力推一下，秋千就会带着男孩忽高忽低地来回摆动。此后，秋千摆得越来越低，男孩和秋千的机械能越来越少。减少的机械能去哪儿了？ PART ONE 能量可以转移或转化吗？ 物质不同的运动形式对应不同的能量，与机械运动对应的是机械能，与分子热运动对应的是内能，与电荷运动对应的是电能……我们所熟悉的各种运动形式：鸟儿飞翔、气体扩散、电流等无不对应着不同形式的能量。 探究新知 运动形式 能量 机械运动 分子热运动 电荷运动 机械能 内能 电能 思考：不同形式的能量可以相互转化吗？ 自主活动 如图17-1-2所示，小球A静止在轨道的底端，从某一高处释放小球B，观察两小球的运动情况。两小球运动过程中有能量的转移或转化吗？ 现象：小球B向下运动，当小球B撞击小球A时，小球B的速度减小，小球A开始运动。 拓展趣味思考：若mA≫mB，会发生什么现象？ 小球B向下运动时，重力做功，小球B的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。当小球B撞击小球A时，小球B对小球A做功，小球A获得动能，而小球B动能减小， 动能从小球B转移到小球A。这表明做功往往伴随着能量的转移或转化。 试一试 举例生活中的现象：做功往往伴随着能量的转移或转化。 如图17-1-3所示，我国神舟载人飞船返回舱在进入大气层高速下降的过程中，返回舱表面温度高达2 000 ℃, 变成一个通红的火球，这是由于空气阻力做功，返回舱的部分机械能转化为内能。图17-1-1中秋千的摆动幅度越来越小， 也是由于摩擦力和空气阻力对秋千做功，将男孩和秋千的机械能转化为内能。 图17-1-3 进入大气层的载人飞船返回舱 机械能转化为内能 如图17-1-4所示电路，把一根铜丝的两端分别与两根铁丝相连接，两根铁丝的另一端再与一个电流传感器相连。 用酒精灯给铁丝与铜丝的一个连接点加热。观察电流传感器示数的变化， 并思考这一过程中能量是如何转化的。 自主活动 内能转化为电能 图17-1-4 用酒精灯加热铁丝与铜丝的连接点 在上述实验中，观察到电流传感器示数不为零，即电路中有电流通过，这表明用酒精灯加热的过程中有一部分内能转化为电能。 不同形式的能量在一定条件下都可以转移或转化。 植物进行光合作用，将光能转化为化学能； 电流通过电风扇，将电能转化为机械能； 章首图所示的水电站，可以将水的机械能转化为电能。 PART TWO 能量的转化或转移有规律可循吗？ ①煤炭所具有的化学能是远古植物将阳光的能量转化并储存在体内的。 ②刹车过程中，汽车的机械能减小，减少的机械能并未消失，而是转化成了内能。 ③杯子里的热水慢慢变冷，热水的内能转移到了空气中。 举例分析 大量事实表明： 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失；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，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。 能量守恒定律 历史上曾有很多人梦想制成不需要输入任何能量却能够不断对外输出能量的机器—永动机。如图17-1-5所示，无论他们的设计看起来多么巧妙，却从未有人取得成功，这是因为这类永动机的设想违背了能量守恒定律。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律，所有能量转化或转移的过程，都遵循能量守恒定律。守恒的思想是人类科学探索活动中极为宝贵的智慧结晶，除了能量守恒定律，还有一系列其他守恒定律。科学家往往利用守恒思想指导对未知世界的探索。 酷暑炎炎，动物园用冰块给大熊猫降温，热量从大熊猫身上转移到冰块（图17-1-6）。高温物体和低温物体接触，热量只会从高温物体自发地转移到低温物体，而不会从低温物体自发地转移到高温物体。 能量转化或转移的过程不仅遵循能量守恒定律，还具有方向性。 篮球从高处落下，与地面多次碰撞后，最终总会停下来，是由于摩擦力和空气阻力做功而使机械能转化为内能。但我们从未看到相应的逆过程：内能重新自发地转化为机械能而使篮球越弹越高。 将一滴墨水滴入清水中，可以观察到墨水扩散的现象。这滴墨水会重新与清水分离吗 （图 17-1-7 ）？ 不会。 自主活动 尽管扩散、热传递、摩擦生热等现象都符合能量守恒定律，但它们的逆过程不会自发发生。 俗话所说的“覆水难收”“破镜难圆”，从物理学的角度看就是能量的转移和转化具有方向性。 能量在不同形式之间相互转化、在物体之间转移时，并不是符合能量守恒定律的过程就一定能发生，能量的转化和转移具有方向性。 能量的转移和转化具有方向性 1 ．汽车刹车时，能量从机械能转化为内能，内能通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式散失到空气中，此过程中所有的能量总和 （选填“增大” 、“不变”或“减小”）。 热传递 不变 课堂练习 2 ．生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总和 。 方向性 保持不变 3 ．如图，轻轻碰倒第一块木板就会产生连锁反应，使其余木板依次倒下。木板在倒下时，其 能会减小，并转化为动能，撞击到第二块木板，由于能量的传递以及每块站立的木板都具有重力势能，其机械能就会比前面的木板的大，整个过程 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 重力势 遵循 4 ．关于能量和能源，下列说法正确的是 ( ) A ．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变 B ．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少 C ．能量在转化和转移过程中，其总量会不断增加 D ．能量的转化和转移没有方向性 A 5 ．下列关于能量转移和转化有方向性的描述中，正确的是 ( ) A ．机械能可以转化为内能， 内能不可以转化为机械能 B ．热可以自发地由低温物体传向高温物体 C ．内能不可能全部转化成机械能，而不产生其他影响 D ． 自然界的一切物理过程都是不可逆的 C 6．麻省理工学院的研究团队将直径为 3nm 的特殊发光颗粒植入豆瓣菜叶子，随后把叶子置于完全黑暗、无额外能量输入的环境中，叶子发出了微弱的光且亮度逐渐降低，下列关于该过程能量转化的说法正确的是 ( ) A ．叶子的化学能直接全部转化为光能 B ．特殊颗粒的核能转化为光能 C ．叶子的机械能转化为光能 D ．叶子的化学能转化为光能，且有能量损耗 D 课堂小结 1．有人设计出如图所示的“永动机” ，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，但机器在工作的过程中，有部分机械能会转化为 ，机械能会逐渐减少，这种“永动机”并没有永远工作下去，原因是它违背了 定律。 内能 能量守恒 布置作业 2 ．关于能量及其转化，下列说法中正确的是 ( ) A ．既然能量是守恒的，那么能源危机就是不存在的 B ．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，这样发电机和抽水机就会永远不停地运转下去 C ． 自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的 D ．荡秋千时，秋千的摆动幅度会逐渐减小最后停下来，说明这个过程的能量不守恒 C 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $