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第十章 机械能、内能及其转化 第6节 能量转化与守恒 1.了解能量及其存在的多种形式。 2.知道能量的转化和转移,能解释一些常见现象中的能量转化过程。 3.掌握能量守恒定律,并利用能量守恒定律解释“永动机”无法实现的原因。 4.知道自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性。 学习目标 荡秋千 视频:电磁炮 这些物体都具有什么能量?这些能量是凭空产生的吗? 新知导入 知识点一:各种形式的能量 思考:下面的物体都具有什么能? 机械能 太阳能 地热能 电能 化学能 核能 新知探究 自然界存在着各种不同形式的能量 (1)机械能:机械能包括动能、重力势能和弹性势能。 (2)内能:构成物质的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做内能。一切物体都具有内能 新知探究 (3)太阳能:太阳能是一种可再生能源,是指太阳的热辐射能主要表现就是常说的太阳光线,在现代一般用作发电或者为热水器提供能源 (4)化学能:化学能是一种比较隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才可以释放出来,变成内能或者其它形式的能量。 各种物质都储存化学能,如燃料、动物、食物都储存。 新知探究 (5)电能:电能是指使用电以各种形式做功的能力。 (6)核能:核能也叫原子能。原子核结构发生变化放出的能量。通常指重核(如 铀等)裂变和轻核(氕、氘、氚)聚变时发生巨大的能量。 新知探究 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。 4.将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。 活动: 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。 知识点二:能量守恒定律 新知探究 ①来回迅速摩擦双手。 ②黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下。 双手发热 转化 机械能 内能 转化 太阳能 内能 温度计的示数升高 新知探究 ③将太阳电池连在小电扇上,并使它对着阳光。 ④将塑料杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。 小电扇会转动 转化 太阳能 电能 转化 机械能 吸引细碎的纸片 转化 机械能 电能 新知探究 自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。 转化 机械能 内能 转化 化学能 内能 燃料燃烧 钻木取火 新知探究 自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。 转化 机械能 电能 转化 电能 机械能 水轮机带动发动机发电 电动机抽水 新知探究 自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。 转化 光能 化学能 转化 化学能 光能 萤火虫发光 植物进行光合作用 新知探究 交流合作完成下图中能量转化的实例。 高温物体发光 太阳能热水器 光合作用 充电器充电 摩擦生热 呼吸作用 热机(发动机...) 电动机 发电机 地热发电 火药爆炸 压缩二氧化氮 电池供电 太阳能电池 燃料燃烧 吸热化学反应 太阳帆(光压) 敲击生火花 4 6 9 5 8 7 2 1 3 4 6 9 5 8 7 2 1 3 4 6 9 5 8 7 2 1 3 4 6 9 5 8 7 2 1 3 新知探究 观察以下现象,并分析原因。 小球在撞击的过程中 机械能可以发生转移 烧烤的过程中 内能从火转移到肉串上 不同能量形式之间可以_,相同能量则可以_。 转化 转移 新知探究 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。 平常我们所说的“消耗能量”“利用能量”“获得能量”实质是:能量相互转化或转移的过程。 新知探究 燃油汽车 电动汽车 化学能 (燃料) 内能 (燃气) 燃 烧 机械能 (汽车) 做 功 电能 (电池) 机械能 (汽车) 电动机 化学能=机械能 电能=机械能 +内能 +内能 发动机和周围环境的内能 发动机和周围环境的内能 能量的总量不变 新知探究 能量是守恒的,不少人曾经设想制造出一台永动机,它在不消耗任何燃料和动力的情况下,可以不停地工作。 一种设想中的永动机 它通过高处的水流冲击叶片,使叶片转动来对外做功,同时带动抽水机将水从低处抽到高处,从而循环工作。 思考 新知探究 抽水机的动能 水的重力势能 叶轮的动能 对外做功 水流下落过程中会打磨工件消耗一部分能量转化为内能,因为内能在能量转化的过程中不可回收,因此这种机械最终会停止。 违背了能量守恒定律 新知探究 知识点三:能量转化的方向性 小孩子坐在冰车上被推出后,机械能转化为内能。反之,我们看不到冰车自动收集这些内能,并将其转化为机械能的过程。 新知探究 热量可以自发地从高温物体传到低温物体,但不会自发地从低温物体传到高温物体。 用暖水袋暖手时,我们感觉到手变得很温暖,暖水袋中水的温度越来越低。 而不会出现手的温度越来越低,暖水袋中水的温度越来越高的现象。 新知探究 大量事实表明,自发的能量转化和转移过程具有一定的 ,即自然进行的能量转化和转移过程是 的。 方向性 不可逆 新知探究 各种形式的能量:内能、机械能、电能、太阳能、核能、化学能等 能量转化和转移具有方向性和不可逆性 能量守恒定律: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。 能量转化与守恒 课堂小结 1.根据能量守恒定律,判断下列说法正确的是( ) A.发电机可以产生电能 B.电动机工作时消灭了电能 C.发电机和电动机都是转化能量的机器 D.自然界各种能量不断地相互转化,人类不断地消耗各种能量,总能量在不断减少 C 当堂检测 2.下列用电器工作时,主要的能量转化情况说法错误的是( ) A.电饭煲:电能转化为内能 B.洗衣机:电能转化为机械能 C.节能灯:电能转化为光能 D.抽油烟机:电能转化为内能 D 当堂检测 3.“永动机”至今没有创造成功,其原因是( ) A.科学技术还不够先进 B.机器不能对外输出能量 C.违背了能量守恒定律 D.机器只能转移能量,不能转化能量 C 当堂检测 Lavf58.46.101 Lavf60.16.100 $