资源简介

(共33张PPT)
第十四章 内能的利用
九上物理 RJ
第1节 能量的转化与守恒
3. 理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识，体会能量守恒定律的普适性。
1. 了解能量及其存在的多种形式。
2. 知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。
学习目标
课堂导入
火能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明。摩擦生火第一次使人支配了一种自然力量，而蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。
将内能转化成机械能的各种热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机和火箭上。热机是怎样将内能转化成我们需要的能量的 学习完这一章，你就会清楚了。
课堂导入
通过前面的学习，我们已经发现可以通过做功将其他形式的能量转化为内能。生活中的风能、太阳能、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗
新知探究
知识点1 能量的转化
1.多种形式的能量。
风能
太阳能
电能
水能
化学能
新知探究
知识点1 能量的转化
想想做做
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。
4.将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。
……
观察实验中的现象，讨论发生了哪些能量转化。
新知探究
知识点1 能量的转化
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。
手会发热，机械能→内能。
一会儿温度计示数升高，光能→内能。
小电扇会转动起来，光能→电能→机械能。
笔杆会吸引小纸片，机械能→电能→机械能。
现象和能量转化
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
汽轮机模型
卫星返回地球，摩擦生热
内能
机械能
内能→机械能
机械能→内能
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
电风扇通电旋转
水力发电
电能
机械能
电能→机械能
机械能→电能
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
给手机充电
“土豆”电池
电能
化学能
电能→化学能
化学能→电能
→机械能
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
电灯通电
太阳能电池板
电能
光能
电能→光能
光能→电能
新知探究
知识点1 能量的转化
划火柴
蒸汽机
使用电池
电动机
发电机
手机充电
太阳能电池
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
电水壶、电饭煲
温差发电
内能
电能
电能→内能
内能→电能
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
炽热的铁水发光
太阳灶烧水
内能
光能
内能→光能
光能→内能
新知探究
知识点1 能量的转化
2.能量的转化。
植物的光合作用
萤火虫发光
化学能
光能
光能→化学能
化学能→光能
新知探究
知识点1 能量的转化
划火柴
蒸汽机
使用电池
电动机
发电机
手机充电
太阳能电池
温差发电
太阳灶
炽热的铁水
光合作用
萤火虫发光
新知探究
知识点1 能量的转化
3.能量的转移。
烤炉烤肉
西电东送
内能的转移
电能的转移
牛顿摆
机械能的转移
新知探究
知识点2 能量守恒定律
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
新知探究
知识点2 能量守恒定律
视
频
在秋千和小球的运动中，看似能量减少了，其实是在运动过程中，有一部分机械能转化成了内能。
新知探究
知识点2 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。这就是能量守恒定律 (law of conservation of energy )。
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，都遵循能量守恒定律。
1.内容
新知探究
知识点2 能量守恒定律
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
能量的总量不变
＋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
新知探究
知识点2 能量守恒定律
能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。
2.永动机不可能造出。
不少人曾经设想制造一种不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫作永动机。
因此，根本不可能造出永动机。
如图是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。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
想想议议
新知探究
知识点2 能量守恒定律
高处水槽水的势能
克服砂轮摩擦做功
带动抽水机做功→高处水槽水的势能
分析：能量守恒定律知： 高处水槽不能带动等质量水回到高处，高处水槽最终会干涸。
视
频
新知探究
知识点2 能量守恒定律
解析：
能量转化
例1.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转化是（ ）
A.电能→机械能→光能 B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能 D.机械能→电能→光能
C
典型例题
“太阳能板，在光照时发电”
太阳能→电能
“给电动机供电以调节百叶窗的开合”
电能→机械能
典型例题
例2.关于能量，以下判断正确的是（ ）
A.太阳能电池板可将光能转化为化学能
B.骑自行车时，人的化学能转化为机械能
C.滑梯上匀速下滑的小孩机械能不变
D.只要结构科学合理，永动机是可以制造出来的
B
电能
减小
不可能制成永动机
解析：
能量转化和守恒。
能量的转化与守恒
内容
能量守恒定律
能量的转化和转移
课堂小结
永动机是不存在的
科学世界
对热的本质的认识过程
热是一种常见的现象。热是什么
17世纪以后，根据摩擦生热的现象，不少物理学家都认为热是一种特殊的运动形式，但是这种看法由于缺乏精确的实验证据，还不能形成科学的理论。
热质说将热看成一种没有质量或不可称量的流质——热质，认为热质不生不灭，存在于一切物体之中，物体的冷热程度，取决于其中所含热质的多少。到了18世纪，热质说由于能够解释某些实验结果，因而在当时获得了承认。热质说对摩擦生热的解释是，摩擦并没有改变热质的总量，但物质在摩擦时比热容降低了，因此摩擦可以使物体的温度升高。
1798年，英国物理学家伦福德发现钻孔钻下的金属屑具有极高的温度，甚至可以使水沸腾。伦福德认为，由摩擦所生的热，来源似乎是无穷无尽的，要用热质说解释摩擦生热现象，钻下的金属屑的比热容要改变很大才行。于是他设计并做了一系列实验，发现钻下的金属屑的比热容在摩擦时
科学世界
对热的本质的认识过程
并没有降低。根据实验结果，伦福德断言热质说不足为信，应当把热看成一种运动形式。热质说的统治地位开始动摇了。
1799年，英国化学家戴维做了更加严格的实验，有力地打击了热质说。
此后，科学家进一步研究了热和做功的关系，特别是英国物理学家焦耳做了大量实验，定量地研究了热和功的关系，证明做了多少机械功，就有多少机械能转化成与热相关的能量。焦耳的工作表明热不是一种特殊的物质，同时为能量守恒定律奠定了基础。
能量守恒定律的建立，彻底否定了热质说，同时为分子动理论的发展开辟了道路。人们认识到：宏观的热现象原来是物体内部大量分子的无规则运动的表现，物体内部的能量就是前面讲过的内能。热量不表示物质所含“热质”的多少，而表示在热传递过程中传递的能量的多少。
透过表面现象追求背后的本质，这是科学家寻根究底、追求真理精神的体现。
随堂练习
1. 生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（　　）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
机械能→内能
化学能→内能
机械能→电能
C
随堂练习
2. 如图为中国03式远火弹道导弹发射时的情景。发射后导弹加速升空，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。导弹引爆后会产生极大的破坏力，引爆时______能被释放出来，转化为内能、光能等，这一过程能量的总量______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
解析：“加速升空”机械能变大；引爆后，化学能转化为内能、光能等能量时能量守恒。
变大
化学
不变
随堂练习
3. 如图展示的是“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。
储能时，风力发电机将机械能转化为电能，太阳能电池板将太阳能转化为电能，蓄电池再将电能转化为化学能储存起来；
照明时，蓄电池将化学能转化为电能，电灯再将电能转化为光能。
解析：
随堂练习
4. 如图甲是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情境。运动员从60 m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示。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；因为运动
员在空中受到空气阻
力，一部分机械能转
化为内能，机械能的总量减小，所以他不能到达与A点高度相同的C点。
解析：
甲 乙

展开更多......

收起↑