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第十四章 内能的利用
第1节 能量的转化与守恒
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
人教版-物理-九年级上册
学习目标
1.知道各种形式的能量是可以相互转化的。
2.知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3.能举出日常生活中能量守恒的实例。
4.具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
【重点】能量的转化与守恒定律。
【难点】用能量的转化与守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量转化或转移的过程。
新课导入
说出下列物体都具有什么形式的能量。
拉长的橡皮筋
山巅的危石
运动的足球
太阳光
食 物
燃烧的煤球
新知探究
知识点一 能量的转化和转移
1.能量存在的形式：能量有多种存在形式，如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能、地热能等。
3.能量的转移：能量从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，这种现象叫作能量的转移。
2.能量的转化：能量从一种形式转化为其他形式，这种现象叫作能量的转化。
新知探究
[想想做做]完成下面的一组小实验。
1.能量的转化
现象：感觉手发热
能量转化：机械能转化为内能
（1）来回迅速摩擦双手
现象：梳子吸纸片
能量转化：机械能转化为电能
（2）塑料梳子与头发摩擦（梳头），再靠近纸片
知识点一 能量的转化和转移
新知探究
蒸汽机
摩擦生热
太阳能电池
电 灯
电热器
发电机
电动机
充电器
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
加压使化学平衡移动
地热发电
纳米层次上实现将光能转化为机械能
在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
知识点一 能量的转化和转移
新知探究
[交流讨论]说出相应的能量转化：
燃料燃烧：将 转化为 。
化学能
内能
钻木取火：将 转化为 。
机械能
内能
知识点一 能量的转化和转移
新知探究
光合作用：将 转化为 。
光能（太阳能）
化学能
水电站：将 转化为 。
机械能
电能
[交流讨论]说出相应的能量转化：
太阳能电池：将 转化为 。
太阳能
电能
知识点一 能量的转化和转移
新知探究
2.能量的转移
【说明】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）。
【描述】烧水时，水的温度升高，内能增加。
【说明】水的机械能转移到了水车上。
【描述】水流带动水轮机转动。
知识点一 能量的转化和转移
新知探究
知识点二 能量守恒定律
【想想议议】观察现象，分析能量转化或转移情况。
【分析】在秋千和小球的运动中，高度降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能。
停止用力，秋千会越摆越低
掉在地上的弹性小球会跳起，越跳越低
新知探究
1.能量守恒定律
【内容】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。
【理解】①能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。
知识点二 能量守恒定律
一种设想中的永动机
新知探究
2.永动机不可能被制造出来
【永动机】不需要动力就能源源不断地对外做功的机器。
【设想】通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作。
【分析】违背了能量守恒定律，所以是不可能一直工作下去的。
【结论】任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式。因此，根本不可能制造出永动机。
知识点二 能量守恒定律
课堂小结
能量守恒定律
自然界的普遍规律，适用于一切变化过程
永动机是不可实现的
能量的转化
能量的转移
能量的转化与守恒
课堂训练
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？
答：水从高处流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化成动能；水轮机转动并带动发电机发电，水轮机的机械能转化成电能。
2.图14.1-5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。
答：储能时发生的能量转化有：风力发电机将机械能转化
成电能；太阳能电池板将太阳能转化成电能；蓄电池白天
储电时将电能转化成化学能。
照明时发生的能量转化有：蓄电池夜晚放电时将化学能转化成电能；照明灯将电能转化成光能。
课堂训练
3.图14.1-6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
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
答：不能。从A点自由滑下，在下滑过
程中由于受到摩擦力，有一部分机械能
转化成内能，机械能减少，从B点冲出，
达到最高点时，由于最高点时在水平方向具有速度，动能不为0，则最高点时的重力势能小于A点时的重力势能，故不能达到与A点高度相同的C点。
课堂训练
4.食物（图14.1-7）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。
答：人能运动，所以食物提供的化学能可以转化
为人的机械能；人体内会产生微弱的生物电流，
所以食物提供的化学能可以转为为电能。（答案
不唯一）
正在长身体的初中生，每天大约需要摄入7×
106J到1.0×107J。
课堂训练
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。
答：不正确。小木板在倒下时与另一块有碰撞，机械能
转化为内能，不是用很少的能量产生较多的能量；轻轻
推倒第一块小木板时，有其他形式的能转化为机械能，小木块的机械能又转化成其他形式的能，整个过程中能量转化遵循能量守恒定律。
课堂训练

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