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(共23张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 能量的转化与守恒
教学分析
课前准备
学习目标
1.理解能量的转化与守恒。
2.理解并掌握能量守恒定律及其在日常生活中的应用。
3.掌握不同形式能量之间的转化过程及其特点。
课前准备
教学分析
学习重点：不同形式能量之间的转化过程及其特点，能量守恒定律的理解及应用。
学习难点：抽象的能量概念及其在实际生活中的应用。
学习方法：小组合作探究法。
相关准备：黑塑料袋、水、温度计、细线、太阳能电池、小电扇、钢笔、碎纸屑、弹力小球。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
想一想
情境引入
这样的带有太阳能板的路灯和信号灯，大家在路上经常见到，它是将太阳能转化为电能，提供给路灯和信号灯使用。
这是风力发电机，它可以将风能转化为电能。而地球上的风能最终也是来自太阳。这也就是说，太阳能也可以转化为风能。如果我们打开电风扇，也会看到“电能转化为风能”。
那么能量之间是如何相互转化的呢？
这就是我们今天要讲的第一个问题：能量的转化。
互动新授
知识点一 能量的转化
多种形式的能量
自然界中存在着各种形式的能，如图所示，正在升空的火箭具有机械能，烧红的铁块具有内能，正在发光的路灯具有光能等。
请大家讨论并根据生活经验说说生活中的能量。
想一想
互动新授
知识点一 能量的转化
能的转化
演示实验
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。
互动新授
想一想
观察实验现象，分析它们分别发生了怎样的能量转化。
总结：
在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
互动新授
想一想
分析图中各种形式的能量的转化。
总结：
各种形式的能量在一定条件下可以相互转化，从一种形式的能量转化为另一种形式的能量。
分析下图中各种转化分别是哪种形式的能量在一定条件下转化为哪种形式的能量。
摩擦生热：机械能→内能（如图①）；
水电站利用水轮机带动发电机发电：机械能→电能（如图②）；
互动新授
想一想
电动机带动水泵把水送到高处：电能→机械能（如图③）；
植物吸收太阳光进行光合作用：光能→化学能（如图④）；
燃料燃烧时发热：化学能→内能（如图⑤）。
互动新授
想一想
互动新授
知识点一 能量的转化
能的转化和转移—能的转移
讨论能量转移的例子，如用热水加热牛奶，内能发生了转移（如下图①）；流水推动水轮机转，机械能发生了转移（如下图②）等。
想一想
总结：
发生能量的转移时，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，能量的形式不变。
互动新授
知识点二 能量守恒定律
“麦克斯韦滚摆”
这是“麦克斯韦滚摆”，大家思考一下这个滚摆在下降和上升过程中，各是什么能转化为什么能？
滚摆从最高处向下滚动的过程中，是重力势能转化为动能;
滚摆从最低处向上滚动的过程中，是动能转化为重力势能。
想一想
互动新授
大家可以观察到滚摆在不断上升和下降的过程中其高度会越来越低，这是因为有摩擦力和空气阻力，滚摆的机械能在减小。
现象分析
总结：
在滚动过程中，滚摆克服摩擦力做功。滚摆减小的机械能转为了内能。
互动新授
如图所示，将一个乒乓球从高处落下，观察乒乓球在地面反复弹跳，直至静止在地面上。
演示实验
乒乓球在下落过程中是什么能转化为什么能？
乒乓球从最高处向下落的过程中，重力势能转化为动能。
乒乓球在上升过程中是什么能转化为什么能？
乒乓球从最低处向上弹起的过程中，动能转化为重力势能。
乒乓球最终停止在地面上，乒乓球的机械能转化为了什么能？
最终乒乓球的机械能转化为了内能。
互动新授
想一想
互动新授
大量事实表明，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。
说明：
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。
总结
互动新授
想一想
如图所示，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。
请问这样的机器能制作成功吗？为什么？
这种机器是不可能制作成功的。
互动新授
总结
因为机器的运转是会有一定的机械能损失的，也就是说从高处流下来的水的重力势能不可能全部转化为叶片的动能，而叶片的动能也不可能全部转移为抽水机的动能，抽水机的动能也不可能全部转化为水的重力势能。
因为永动机违背了能量守恒定律，所以这个所谓可以“永远运动下去”的机器是不可能制作出来的。
【例】 下列关于能量转化的说法中不正确的是（ ）
A.洗衣机工作时，电能主要转化为机械能
B.汽车匀速下坡时，重力势能转化为动能
C.绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D.太阳能电池板将太阳能转化为电能

【解析】 汽车匀速下坡时，动能不变，所以重力势能并没有转化为动能，而是克服摩擦做功转化为了内能。
巩固拓展
B
【例】 在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是（ ）
A.机械能一定守恒
B.各种形式能的总量一定守恒
C.各种形式的能量都守恒
D.内能一定守恒

【规律总结】 各种形式能量互相转化时其量值不变，能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种不同形式的能不一定守恒。
巩固拓展
C
课堂小结
能量的转化与转移：
能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化（如机械能转化为内能、光能转化为化学能等），转化过程中能量形式发生改变。
能量的转移：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，转移过程中能量形式不变（如用热水加热牛奶时内能的转移）。
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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
永动机因违背能量守恒定律，不可能被制造出来。
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