17.1 能量的转移和转化 课件-------2025-2026学年沪科版（五四学制）物理九年级下学期

该初中物理课件聚焦能量的转移与转化、守恒定律及方向性，以荡秋千现象导入引发思考，通过小球碰撞、神舟返回舱等实验分析，衔接机械能、内能等前序知识，构建能量观念的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过小球碰撞实验辨析能量转化与转移，用永动机案例论证守恒定律，结合温差发电实验培养探究能力。采用实验探究与例题解析结合的教学方法，帮助学生深化能量观念，教师可借助结构化资源提升教学效率。

第1节 能量的转移和转化 通过本章内容的学习，你将知道能量守恒定律；了解能量利用效率及能量转移和转化具有方向性； 认识到人类面临的能源危机，体会节约能源和可持续发展的重要性。 九年级下册•沪科版 （五四•学制） 崇山峻岭间奔腾的水流通过发电机把机械能转化为电能。合理地利用自然界中蕴藏的能量，是人类需要解决的重大课题。本章我们将学习能量转移和转化的规律、能源开发利用与可持续发展的关系。 第17章 能量的转移和转化 能源 导入新课 第1节 能量的转移和转化 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？ 能量的转移或转化 01 能量守恒定律 02 能量转化或转移具有方向性 03 课堂总结 04 提升训练 05 第1节 能量的转移和转化 一、能量的转移或转化 第1节 能量的转移和转化 一、能量的转移或转化 1. 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。 不同形式的能量可以相互转化吗？ 一、能量的转移或转化 2. 能量的转移或转化 （1）机械能间的转化与转移 实验：如图所示，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？ 两小球碰撞 一、能量的转移或转化 分析：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。 动能从小球B转移到小球A 结论：做功往往伴随着能量的转移或转化. 一、能量的转移或转化 （2）机械能与内能的转化 如图所示，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 2000℃，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。 进入大气层的载人飞船返回舱 一、能量的转移或转化 图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。 一、能量的转移或转化 （3）内能与电能的转化 如图所示电路，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。 用酒精灯加热铁丝 与铜丝的连接点 一、能量的转移或转化 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 用酒精灯加热铁丝 与铜丝的连接点 有一部分内能转化为电能。 一、能量的转移或转化 （4）能量转化的实例分析 植物进行光合作用，将光能转化为化学能； 电流通过电动机，将电能转化为机械能； 水电站可以将水的机械能转化为电能。 电车 水电站 光合作用 一、能量的转移或转化 （5）能量转移的实例分析 能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。 例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分，这些都属于能量的转移。 涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动，属于机械能的转移。 一、能量的转移或转化 结论： 自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现在一定条件下，不同形式的能量在一定条件下都可以转移或转化。 一、能量的转移或转化 3. 正确理解能量的“转化”和“转移” （1）能量的转化：能的形式发生了改变。如：弯折铁丝时，铁丝的温度升高，内能增加，机械能转化成了内能。 在能量的转化过程中，一种形式的能量增加了，肯定有其他形式的能量减少了。 （2）能量的转移：能量的形式并没有变化。如：用锅烧水时内能从高温的火转移到低温的水和锅上。再如：流水推动水轮机转动，水的机械能转移到了水轮机上。 一、能量的转移或转化 视频欣赏——《能量及其转化》 一、能量的转移或转化 【例题1】以下四幅图中，关于能量转化说法正确的是（　　） A．图甲所示，过山车向下运动时是动能转化为重力势能 B．图乙所示，水电站将水的电能转化为机械能 C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能 C 一、能量的转移或转化 【解析】A．图甲中，过山车向下运动时质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，故A错误； B．图乙中，水力发电，是将水的机械能转化为电能，故B错误； C．图丙中，自行车运动员奋力蹬车时，消耗了自身化学能，而自行车速度增大，动能增大，所以是人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确； D．图丁中，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过摩擦做功将机械能转化为内能，故D错误。 故选C. 二、能量守恒定律 第1节 能量的转移和转化 二、能量守恒定律 1. 探究与能量守恒有关的实例 （1）实例分析 荡秋千时，若停止用力，秋千会越来越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？ 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。 二、能量守恒定律 （2）实验： 抛出弹性小球，观察小球与地面碰撞时的运动情况。会发现掉在地上的弹性小球越跳越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪里去了？ 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。 弹性小球在地面弹跳的频闪照片 二、能量守恒定律 2. 能量守恒定律 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。 （1）内容： 二、能量守恒定律 （2）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。 二、能量守恒定律 3. 永动机 （1）永动机 永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。 这种机器有可能制成吗？ 二、能量守恒定律 （2）永动机失败的原因 如图所示是一种永动机设计图，轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。这样轮子就会永无休止地沿顺时针方向转动下去，并且带动机器转动。 这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动。 这种机械是不可能制造出来的，原因是违反了能量守恒定律。 二、能量守恒定律 视频欣赏——《永动机》 二、能量守恒定律 【例题2】根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ） A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D 二、能量守恒定律 【解析】 A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，故A不符合题意； B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，故B不符合题意； C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，故C不符合题意； D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D符合题意。 故选D。 三、能量转化或转移具有方向性 第1节 能量的转移和转化 三、能量转化或转移具有方向性 （1）能量的转化具有方向性 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。 1. 探究能量的转化或转移具有方向性 结论：能量转化的过程不仅遵循能量守恒定律，还具有方向性。 30 三、能量转化或转移具有方向性 （2）能量转移具有方向性 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。这是因为： 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。 用冰块给大熊猫降温 结论：能量转移的过程不仅遵循能量守恒定律，还具有方向性。 31 三、能量转化或转移具有方向性 （3）自主活动 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？ 实验表明：这滴墨水不会重新与清水分离。 分析：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。 墨水在水中扩散 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。 32 三、能量转化或转移具有方向性 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。 2. 能量转化或转移具有方向性 33 三、能量转化或转移具有方向性 【例题3】如图所示，有关能源及能的转化的说法中错误的是（ ） A．太阳能集热器的吸热板把太阳能转化为内能 B．太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能直接转化成汽车动能 C．乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的 D．汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性 B 34 三、能量转化或转移具有方向性 【解析】A．太阳能集热器的吸热板工作时消耗太阳能，获得内能，把太阳能转化为内能，A选项说法正确，不符合题意； B．太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能转化成电能，再将电能转化为汽车动能，B选项说法错误，符合题意； C．一些专家认为，乐山大佛脸上出现的黑色条纹是大佛所在地自然环境湿度大、降水丰沛，容易产生风化现象，以及大佛面部微生物的新陈代谢和酸雨等各种因素的综合反应，C选项说法正确，不符合题意； D．宏观世界的一切实际过程都具有方向性，这是热力学第二定律的要求．能量转化和转移的方向性是其中的两种典型实例．通过做功引起的系统和外界的能量交换称为能量转化，做功必然引起能量的形式改变，通过热传递引起的系统和外界的能量交换称为能量转移，无论是转化还是转移都具有方向性，汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性，D选项说法正确，不符合题意． 故选B。 35 四、课堂总结 第1节 能量的转移和转化 课堂总结（1） 能量守恒 定律 不同形式的能量可以发生转化； 同种形式的能量可以发生转移。 ①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。 ②永动机的失败：违背了能量守恒定律。 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 能量的转移和转化 能量转移转化的方向性 37 课堂总结（2） 38 五、提升训练 第1节 能量的转移和转化 五、提升训练 1．关于如图所示的热现象，说法正确的是（　　） A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能 B．图乙中滑滑梯的过程是将机械能转化为内能 C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式增加人体的内能 D．图丁中迅速压下活塞棉花燃烧，棉花温度升高是通过热传递增加内能的 B 五、提升训练 【解析】 A．一切物体均有内能，图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块也有内能，故A错误； B．图乙中滑滑梯的过程中，不断克服摩擦力做功，机械能不断减小，内能增大，此过程中将机械能转化为内能，故B正确； C．图丙中用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾吸收皮肤表面的热量，是通过热传递的方式减少人体的内能，故C错误； D．图丁中迅速压下活塞，活塞对筒内空气做功，筒内空气内能增大，温度升高，当温度升高到棉花的燃点时，棉花燃烧，则棉花温度升高主要是通过做功增加内能的，故D错误。故选B. 五、提升训练 【解析】A．光合作用是太阳能转化为化学能，发生能量的转化，故A不符合题意； B．电灯照明是电能转换为光能，发生能量的转化，故B不符合题意； C．用暖水袋取暖是内能的转移，将暖水袋中水的内能转移到人的身上，故C符合题意； D．天然气的燃烧是化学能转化为内能，发生能量的转化，故D不符合题意。 故选C. 2. 下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（ ） A．光合作用 B．用电灯照明 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧 C 五、提升训练 3．如图，小华坐在充满空气的房间里，突然这些空气自行聚拢到某一个角落，使人窒息。关于这个情境下列说法合理的是（　　） A．它违反了能量守恒定律，但可能发生 B．它不违反能量守恒定律，但不可能发生 C．它违反了能量守恒定律，但不可能发生 D．它不违反能量守恒定律，但可能发生 B 【解析】能量守恒定律是自然界最普遍的定律之一，故不违反能量守恒，但是空气不可能自发的聚拢在一处。故选B. 五、提升训练 4. 有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　） A．装置所具有的机械能始终不变 B．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 B 【解析】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确； D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。 故选B. 五、提升训练 5. 人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　 ） A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C．右图中的拦河大坝， 起到了提高水重力势能的效果 D．流水通过水轮后， 其机械能减小 B 五、提升训练 【解析】A．根据能量转化可知，甲、乙 两图的水轮是将水能转化成水轮动能的装置，故A正确，不符合题意； B．流水冲击水轮，带动发电机发电，由于不可避免要克服摩擦做功，因此减少的水能不能全部转化为发电机产生的电能，即减少的水能不等于发电机产生的电能，故B错误，符合题意； C．拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的重力势能，使得水下落时可以获得更多的动能，故C正确，不符合题意； D．流水通过水轮后，由于有部分机械能转化为水轮的动能，因此其机械能减小，故D正确，不符合题意。故选B. 五、提升训练 6. 图甲是运动员在自由式滑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，如图乙所示，下列说法正确的是（　） A．运动员在空中上升到最高点时，处于平衡状态 B．运动员从高处加速滑下是由于受到惯性的作用 C．运动员从高处下滑的过程中，重力对运动员做功，运动员动能增加 D．运动员在空中运动的过程中，能达到和A点等高的C处 C 五、提升训练 【解析】A．运动员在空中上升到最高点时，受重力和空气阻力作用，且二力不在一条直线上，因此受力不平衡，处于非平衡状态，故A错误； B．运动员从高处加速滑下是由于受到重力的作用，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误； C．运动员从高处下滑的过程中，在重力的方向上通过了距离，重力对运动员做功；此过程中运动员质量不变，速度变大，所以运动员动能增加，故C正确； D．因为存在阻力，运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，机械能减小，所以不能达到和A点等高的C处，故D错误。 故选C。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 $