资源简介

(共23张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：10.6 能量的转化与守恒
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
展示图片或生活场景：
水电站中水流推动水轮机发电。
太阳能热水器将水加热。
燃料燃烧为汽车提供动力。
电灯发光照明。
提问：
这些场景中都发生了能量的转化，你能说出能量是如何转化的吗？
能量在转化过程中会不会凭空产生或消失？总量是否保持不变？
幻灯片 3：生活中的能量转化实例
实例 1：水电站发电
能量转化：水的重力势能→水轮机的动能→发电机的电能。
说明：水流的机械能通过一系列转化最终变成电能，为人类提供电力。
实例 2：太阳能利用
太阳能热水器：太阳能→内能。
太阳能电池板：太阳能→电能。
说明：太阳能是清洁能源，通过不同设备转化为其他形式的能量被利用。
实例 3：汽车行驶
能量转化：燃料的化学能→内能→机械能（动能）。
说明：燃料燃烧释放的能量经过转化，推动汽车前进，但过程中存在能量损失。
实例 4：电灯发光
能量转化：电能→光能和内能。
说明：电能大部分转化为光能用于照明，少部分转化为内能散失。
幻灯片 4：能量的多种形式
常见能量形式：
机械能：包括动能和势能，与物体的运动和位置有关（如行驶的汽车、被举高的物体）。
内能：物体内部所有分子的动能和势能的总和（如热水、燃烧的燃料）。
电能：电荷定向移动形成的能量（如电线中的电流、电池储存的能量）。
化学能：储存在物质中的能量，通过化学反应释放（如燃料、食物、电池）。
太阳能：来自太阳的辐射能量，是地球上多数能量的最终来源。
核能：原子核发生变化时释放的能量（如核电站、核武器）。
图示：用示意图展示不同能量形式的典型实例。
幻灯片 5：能量的转化与转移
能量转化：能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
举例：摩擦生热是机械能转化为内能；电动机工作是电能转化为机械能。
能量转移：能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量形式不变。
举例：热传递是内能从高温物体转移到低温物体；碰撞过程中动能从一个物体转移到另一个物体。
区别与联系：
转化改变能量形式，转移不改变能量形式。
两者都是能量的传递过程，遵循能量守恒定律。
幻灯片 6：能量守恒定律的探究
实验探究 1：单摆摆动
现象：单摆在摆动过程中，动能和重力势能相互转化，若忽略空气阻力，摆动幅度几乎不变。
结论：动能和势能的总和保持不变，机械能守恒。
实验探究 2：小球滚下斜面
现象：小球从斜面顶端滚下，重力势能转化为动能，到达水平面后继续运动，若忽略摩擦，能运动到与起点等高的位置。
结论：机械能在转化过程中总量不变。
推理与总结：大量实验和事实表明，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。
幻灯片 7：能量守恒定律的内容
定律内容：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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
公式表达：若一个系统初始总能量为 E ，经过转化和转移后总能量为 E ，则 E = E 。
意义：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，揭示了各种能量形式之间的联系和统一性，为研究自然现象提供了重要依据。
幻灯片 8：能量守恒定律的实例分析
实例 1：内燃机工作
能量转化：燃料化学能→内能→机械能。
能量守恒：燃料完全燃烧释放的化学能 = 转化的机械能 + 废气带走的内能 + 散热损失的内能 + 摩擦损失的能量。
说明：虽然存在能量损失，但总能量保持不变。
实例 2：手机充电与使用
充电时：电能→化学能（电池储存）。
使用时：化学能→电能→光能、声能、内能等。
能量守恒：充电消耗的电能 = 手机使用过程中各种形式能量的总和。
幻灯片 9：能量转化的方向性
方向性表现：
热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体。
燃料燃烧释放的内能无法全部转化为机械能，总会有一部分能量以热量形式散失。
电池放电后，化学能不能自发地转化回电能（需要外界充电）。
实例说明：
一杯热水会逐渐变凉，内能转移到周围环境，但周围环境的内能不会自发地聚集到水中使水变热。
汽车发动机工作时，大部分内能通过废气和散热浪费，只有部分转化为机械能。
幻灯片 10：能量利用与能源危机
能量利用效率：
定义：有效利用的能量与消耗总能量的比值。
现状：各种能量转化设备的效率都小于 100%，存在能量损失。例如，火力发电站效率约为 30%-40%，汽车发动机效率约为 20%-30%。
能源危机原因：
化石燃料等不可再生能源储量有限，过度开采导致资源枯竭。
能量转化效率低，能源浪费严重。
人口增长和经济发展导致能源需求不断增加。
图示：用图表展示世界能源消耗趋势和化石燃料储量预测。
幻灯片 11：节约能源的措施
提高能量利用效率：
改进技术和设备，减少能量损失（如研发高效发动机、节能家电）。
优化能源利用流程，实现能量梯级利用（如工业余热回收利用）。
开发新能源：
大力发展太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等可再生清洁能源，减少对化石燃料的依赖。
推广核能、氢能等新型能源的研发和应用。
增强节能意识：
生活中节约用电、节约用水、节约燃料（如随手关灯、使用节能电器、绿色出行）。
工业生产中采用节能工艺，降低单位产品能耗。
幻灯片 12：能量守恒定律的应用
解释自然现象：
潮汐现象：海水的动能和势能相互转化，总量守恒。
光合作用：植物将太阳能转化为化学能储存，遵循能量守恒。
解决实际问题：
计算能量转化过程中的效率（如热机效率、太阳能电池板效率）。
设计节能设备和系统，根据能量守恒优化能量利用方案。
科学研究指导：
为新能源开发、能量转化技术研究提供理论基础。
帮助科学家探索未知的能量形式和转化规律。
幻灯片 13：课堂练习
选择题：
下列关于能量守恒定律的说法中，正确的是（ ）
A. 能量可以凭空产生 B. 能量可以凭空消失 C. 能量只能从一种形式转化为另一种形式 D. 能量在转化和转移过程中总量保持不变
下列过程中，能量转化形式正确的是（ ）
A. 蓄电池充电：电能→化学能 B. 发电机发电：电能→机械能 C. 燃料燃烧：内能→化学能 D. 电灯发光：光能→电能
填空题：
能量守恒定律指出：能量既不会凭空__________，也不会凭空__________，它只会从一种形式__________为其他形式，或者从一个物体__________到其他物体，而能量的总量__________。
汽车发动机工作时，燃料的化学能转化为__________能，再转化为汽车的__________能，但过程中会有大量能量以__________能的形式散失。
简答题：为什么说能量守恒定律是自然界的基本定律？结合生活实例说明。
幻灯片 14：课堂总结
能量形式：包括机械能、内能、电能、化学能、太阳能等多种形式。
能量转化与转移：转化是能量形式改变，转移是能量位置改变，两者都遵循能量守恒定律。
能量守恒定律：能量总量保持不变，是自然界普遍遵循的基本定律。
能量方向性与节能：能量转化具有方向性，存在效率问题，需通过提高效率、开发新能源、增强节能意识应对能源危机。
核心意义：能量守恒定律揭示了能量的本质规律，指导人类合理利用能源，推动可持续发展。
幻灯片 15：课后作业
书面作业：完成课本中关于能量转化与守恒的练习题，分析不同场景的能量转化形式。
实践作业：
观察家中的电器（如冰箱、空调、洗衣机），记录它们工作时的能量转化情况，计算或查阅其能效等级。
撰写一篇短文，谈谈如何在生活中践行节能理念，结合能量守恒定律说明节约能源的重要性。
拓展作业：查阅资料，了解能量守恒定律的发现历史，以及它对物理学和人类社会发展的影响。
2024北师大版物理九年级全册
10.6能量的转化与守恒
第十章 机械能、内能及其转化
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
认识不同形式的能量可以相互转化，并能列举生活中能量转化的实例。
02
了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。
01
03
知道能量守恒定律，能列举日常生活中能量守恒的实例。
你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？
滑雪
拦河大坝
空间站组合体
火箭发射
太阳光
认识各种形式的能量
撑杆跳
自然界中的能量以多种不同的形式存在，按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、内能、电能、核能、光能等。
归纳总结：
1.拿一个弹力小球由手中释放，观察小球的运动情况。
2.结合小球在地面弹跳的频闪照片，想一想，为什么它的高
度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？
能量的转化
由于克服空气阻力做功，小球的机械能转化为内能。故而跳起高度越来越低
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电动机带动水泵把地下水送到地面
水电站里水轮机带动发电机发电
钻木取火
练一练
分别说出下图中能量是如何转化的？
光能转化为电能
化学能转化为内能
光能转化为化学能
植物吸收太阳光进行光合作用
燃料燃烧时发热
光太阳能电池
分别说出下图中能量是如何转化的？
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。
永动机
这个装置真的能“永动”吗？
不能
其他几种类型的永动机：
这些装置能实现“永动”吗？
不能
将高温的金属块，投到冷水中感受冷水、盛水的容器以及周围的空气温度的变化，这些变化说明了什么问题？
能量的转移
金属块放出热量，冷水、盛水的容器以及周围的空气会吸收热量，温度升高，能量发生了转移。
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，在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。
能量守恒定律：
“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是能量相互转化或转移的过程。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
发动机工作一段时间后会“发烫”，这是由于机械能转化为了内能。
我们可以让内能转化为机械能吗？
自然界中存在内能自发地转化为机械能的实例吗？
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。
能量转化的方向性
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。
大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。
归纳总结：
知识点1
2
3
4
5
6
1
1．[2025·长沙模拟]如图所示的是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面还有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列与之相关能量转化说法正确的是(　　)
A．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
B．给蓄电池充电时将化学能转化为电能
C．蓄电池放电时将电能转化为化学能
D．小风扇工作时将化学能转化为内能
A
各种形式的能量及其转化
2. [跨学科·生物]人类需要进食适当的食物以满足生命活动所需。食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞内与氧结合，提供细胞组织所需的能量。这种过程尽管没有火焰，但食物的化学能同样可以转化为________；人在进行各种运动时，食物提供的化学能转变为人的________；另外，人体内会产生微弱的生物电流，所以食物的
化学能还可以转变为________。
内能
机械能
电能
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1
3．有关能量守恒定律，下列说法中正确的是(　　)
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
D
知识点2
能量守恒定律
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4.[中考趋势题　2025·山西模拟]小点在网上看到了一款神奇的摆件玩具，如图所示。钢珠从高处落下，经过轨道后又被弹到孔中，继而往复运动，小点认为这是一款永动机，不需要消耗其他形式的能量就可以一直不停地运动。你认为小点的判断是________(填“正确”或“错误”)的，你判断的依据是_______________________。
错误
违背了能量守恒定律
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1
5．[2025·北京模拟]如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图(图中a、b、c分别表示某种形式的能量)。下列判断正确的是(　　)
A．a是电能，b是电能，c是光能
B．a是内能，b是机械能，c是光能
C．a是机械能，b是内能，c是光能
D．a是内能，b是光能，c是电能
A
知识点3
能量转化的方向性
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6
1
6．热量________(填“能”或“不能”)自发地从低温物体传到高温物体。汽车刹车过程中伴随着能量的转化，其中一部分内能散失到空气中，此过程能量的总和________，散失到空气中的内能________(填“能”或“不能”)自动转化为机械能再用来驱动汽车行驶。自发的能量转移和转化具有________性。
不能
不变
不能
方向
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1
能量的转化与守恒
能量守恒定律
能量的转移
能量的转化
能量守恒
能量转化的方向性
谢谢观看！

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