资源简介 (共35张PPT)第十四章 内能的利用第1节 能量的转化与守恒课时学习目标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。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。1. 了解能量及其存在的多种形式。能量及其多种存在形式,能量的转移和转化。学习重点学习难点利用能量守恒定律解释常见的能量转移和转化现象。学习重点、难点导入新课导入新课通过前面的学习,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 1.自然界存在多种不同形式的能量风能太阳能电能水能化学能新课学习新课学习想想做做(课堂小实验)(1)来回迅速摩擦双手。感受:双手发热(双手温度升高,摩擦生热。)解释:克服摩擦力对双手做功,将消耗的机械能转化为内能,使双手内能增加温度升高。在摩擦生热过程中机械能转化为内能。摩擦生热现象说明力现象和热现象是有联系的。新课学习想想做做(课后小实验)(2)用黑塑料袋盛些水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下。现象:温度计示数变大。解释:塑料袋中的水接收太阳能,将太阳能转化为内能,使水的内能增加温度升高,温度计示数变大。太阳光照射水的过程中太阳能转化为内能。说明光现象和热现象是有联系的。新课学习想想做做(课后小实验)(3)将太阳能电池连在小电扇上,并使太阳能电池对着阳光。现象:小电扇转起来解释:太阳能电池将太阳能转化为电能提供给小电扇(电动机),小电扇电能转化为机械能,转起来。该过程中太阳能电池将太阳能转化为电能,小电扇将电能转化为机械能,转动起来。该现象说明光现象和电现象、电现象和力现象是有联系的。新课学习想想做做(课堂小实验)(4)将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。感受:塑料笔杆发热(笔杆温度升高,摩擦生热。)现象:塑料笔杆吸引碎纸片(摩擦起电)解释:克服摩擦力对物体做功,将消耗的机械能转化为内能和电能,使物体内能增加发热,并且使物体带电吸引轻小物体。在摩擦生热和摩擦起电过程中机械能转化为内能和电能。摩擦生热、摩擦起电现象说明力现象和热现象、力现象和电现象是有联系的。新课学习想想做做(课堂小实验)(5)利用电加热器加热水和食用油现象:水和食用油温度升高解释:电流通过电加热器做功,将电能转化为内能,使水和食用油内能增加温度升高。利用电加热器加热物体,电能转化为内能。说明电现象和热现象是有联系的。知识点一 能量的转化2.能量的转化自然界中存在着多种形式的能量。自然界中的各种现象都是互相联系的。各种形式能量的相互转化非常普遍。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 能量的转化钻木取火摩擦生热,机械能转化为内能;水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;水电站(发电机)卫星返回地球,燃料燃烧时发热.化学能转化为内能知识点一 能量的转化电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能;热机太阳能电池电 灯电热器发电机蓄电池充电太阳能热水器燃料燃烧地热发电高温物体发光光合作用蓄电池放电电动机摩擦生热知识点一 能量的转化按图中给出的实例,做些补充。【例题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 【解答】水从高处流下冲击水轮机,水的重力势能转化为水轮机的动能,水轮机转动并带动发电机发电,动能(机械能)转化为电能。知识点一 能量的转化【例题2】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。【解答】储能时,电能转化为化学能;照明时,蓄电池储存的化学能转化为电能给照明灯供电;照明灯将电能转化为光能和内能。知识点一 能量的转化【例题3】(2025年江苏扬州中考题)2025年5月29日,“天问二号”探测器发射成功,开启小行星探测与采样返回之旅。下列说法正确的是【 】A.“天问二号”发射时加速上升,其动能不变B.“天问二号"利用电磁波与地球传输信息C.太阳能电池将光能全部转化为内能D.到达地球后,样品质量变大【解析】A.“天问二号”发射时加速上升,速度增大,动能增大;B.“天问二号"利用电磁波与地球传输信息;C.“天问二号"上安装的太阳能电池将光能(太阳能)转化为电能为探测器上的仪器正常工作提供电能;D.探测器返回地球,所处空间位置改变,但所携带的样品质量不变。知识点一 能量的转化B知识点一 能量的转化3.能量的转移用暖手宝暖手,内能从温度高的暖手宝转移到温度低的手上牛顿摆:摆球摆动过程中,动能从一个摆球传递给另一个摆球知识点二 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。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?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。想一想知识点二 能量守恒定律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?减少的机械能到哪去了?想一想知识点二 能量守恒定律知识点二 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 。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。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。行驶的汽车中,燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能,再通过热机做功把内能转化为机械能。机械传热损失一部分能量W3燃料的化学能W总=W有用+W1+W2+ W3废气排出带走的能量W2有用的机械能W有用克服摩擦消耗的能量W1在这个过程中,燃料的化学能一部分转化为机械能,一部分转化成了热机和周围环境的内能。但是,能量的总和保持不变。知识点二 能量守恒定律电风扇工作时把电能转化机械能和内能。电风扇工作时电能转化为什么能?它们之间的关系是怎样的?根据能量守恒定律,它们之间的关系是:电能=机械能+内能想一想知识点二 能量守恒定律有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料,却源源不断对外做功的机器,人们把这种机器叫永动机。这种机器有可能制成吗?永动机不可实现高处的水具有一定的机械能W总,在水向下流动时,对水轮机做功,水轮机转动,把低处的水抽到高处。根据能量守恒定律可知: W总=W内能+ W抽水,最后抽水的能量小于原来水的总能量,使流下的水不能全部抽回。知识点二 能量守恒定律一种设想中的永动机而水轮机做机械运动的各部件间有摩擦,会有部分机械能转化为内能W内能,只有一部分能量W抽水用来对外做功抽水。知识点二 能量守恒定律永动机不可实现【例题4】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。运动员在空中能否达到与A点高度相同的C点 为什么 【解答】不能。因为运动员从A点自由滑下时,与滑道有摩擦且受到空气的阻力,有一部分机械能转化为内能,从B点冲出后,仍会受到空气的阻力,所以运动员不能达到与A点高度相同的C点。知识点二 能量守恒定律【例题5】食物也是一种“燃料”,食物的化学能可以转化为人体的内能,保持人的体温在37℃左右。从能量守恒的角度说说,食物提供的化学能还能转化为哪些能量?【解答】食物提供的化学能除了转化为人的内能,使人们保持体温,还转化为机械能,使人们能够进行日常活动,如走、跳等,还能使人体进行血液循环、维持心跳等。人的一切生理活动都需要能量,没有食物提供的能量,人将无法生存。知识点二 能量守恒定律【例题6】如图所示,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。【解答】不正确。理由:第一块木板倒下时,高度降低,速度增大,木板的重力势能转化为动能,撞击第二块木板,把能量传递给第二块木板。由于能量的传递,使第二块木板的机械能大于第一块木板的机械能,依次类推,后一块木板的机械能会大于前一块木板的机械能,所以木板倒下的速度会不断增大,直到最后一块大木板被推倒。可见,这一过程始终遵守能量守恒定律。知识点二 能量守恒定律课时知识总结能量的转化与守恒能量守恒定律能量的转化和转移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。永动机不可实现知识点三 比热容c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。知识点三 比热容c科学世界对热的本质的认识过程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。知识点三 比热容c科学世界对热的本质的认识过程此后,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。练习与应用: 1、2、3、4、5题布置作业 展开更多...... 收起↑ 资源预览