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(共27张PPT)
第一节 能量的转化与守恒
第二十一章 能源、材料与社会
沪科版2024
核心素养
能量守恒定律
物理观念
了解能量及其存在的多种形式；
能列举各种能量之间的转化及同种能量之间的转移；
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。
科学思维
能用能量转化与守恒的观点解释常见的自然现象
科学探究
经历能量转化和转移的探究过程
科学态度与责任
通过问题的设置，培养学生分析、综合和归纳能力，培养探究精神和合作意识。
情境导入
我们已经发现可以通过做功的方式可以将其他形式的能量转化为内能。生活中还有哪一些能量？请举例说明。
生活中的风能、太阳能、电能、水能、化学能、潮汐能、地热能等，它们也可以相互转化吗？
能量的形式：机械能、内能、电能、化学能、太阳能、水能、风能等等。
情境导入
完成下面一组小实验：
1.来回迅速摩擦双手。
2.黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好口袋，放在阳光下。
3.将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光。
4.将钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸屑。
……
观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化化。
你还能提出一些事实，说明力现象与热现象有联系、力现象与电现象有联系、电现象与热现象联系吗？最好把现象演示给大家。
能量的转移与转化
1.来回迅速摩擦双手。
观察到的现象 ：
手会感觉到热
实验原理：
来回迅速摩擦双手时，克服摩擦做功，
将机械能转化为内能，导致手部温度升高 。
能量转化过程：
摩擦生热，机械能转化为内能。
能量的转移与转化
2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。
观察到的现象 ：
实验原理：
能量转化过程：
过一会儿，可以观察到温度计的示数增加，即袋内水温升高。
太阳光使塑料袋内水温升高，将太阳能转化为内能 。
光能转化为内能
能量的转移与转化
3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。
观察到的现象 ：
实验原理：
能量转化过程：
过一会儿，小电扇会转动起来。
①太阳能电池板受到阳光照射时，光子激发半导体材料中的电子，产生电流，将太阳能转化为电能。
太阳能被有效地转化为机械能，驱动小电扇工作。
②通过电动机将产生的电能转化为机械能，驱动小电扇转动。
你还能指出一些事实，说明不同能量之间的转化吗？
能量的转移与转化
手会发热
转化
机械能
内能
一段时间后温度计示数升高
转化
光能
内能
能量的转移与转化
电扇会转动起来
转化
光能
电能
转化
机械能
塑料笔杆会发热，并同时吸引小纸片
转化
机械能
电能
内能
能量的转移与转化
你还能指出一些事实，说明力现象与热现象有联系、力现象与电现象有联系、电现象与热现象有联系吗？
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为内能
能量的转移与转化
光能转化为内能
各种形式的能量可以互相转化
太阳能热水器
用电暖气取暖
摩擦生热
机械能转化为内能
电能转化为内能
能量的转移与转化
电能转化为机械能
电能转化为光能
机械能转化为电能
电风扇转动
手摇发电机
灯泡发光
各种形式的能量可以互相转化
能量的转移与转化
电能转化为机械能和内能
电能转化为化学能
光能转化为化学能
电热吹风机
植物光合作用
电池充电
各种形式的能量可以互相转化
能量的转移与转化
机械能转化为声能
化学能转化为内能
化学能转化为光能
敲鼓发声
蜡烛照明
天然气燃烧
各种形式的能量可以互相转化
　　自然界中的各种现象都有着密切联系。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
同种形式的能量之间是怎样的情况呢？
能量的转移与转化
能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。
用热水袋取暖时，内能从高温的热水袋转移到人体
铁块一端烧红另一端也能感到热
能量的转移与转化
能量转化和转移的区别
（1）能量转化时能的形式发生了变化。
例如蜡烛燃烧时，蜡烛的化学能转化为光能和内能。
（2）能量转移时能量的形式并没有发生变化。
例如用热水袋取暖时，内能从高温的热水袋转移到人体。
能量的转移与转化
　　摆动的秋千，在停止用力后会越摆越低；掉在地上的弹性
小球会跳起，但越跳越低。讨论秋于和小球在运动中的能量转化。
荡秋千
1.为什么它们到达的高度会逐渐降低？
秋千和小球在运动中高度逐渐降低的原因是机械能转化为内能 。
2.是否丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了 ？
①秋千越荡越低，小球弹起的高度比原来低，说明在
这个过程中机械能是减少的，机械能不守恒；
②秋千和小球在运动的过程中，不可避免的要克服空
气阻力做功，一部分机械能转化为内能；
能量守恒定律
　　在行驶的燃油汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过发动机做功把内能转化为机械能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能，能量的总量不变。
从日常生活到科学研究、工程技术，这一定律都发挥着重要的作用 。
3.运用能量守恒定律分析问题
克服摩擦消耗的能量W1
废气排出带走的能量W2
机械传热损失一部分能量W3
驱动有用
机械能W有用
燃料的化学能
W化学=W有用+W1+W2+ W3
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。
能量守恒定律理解：
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，都服从能量守恒定律。
能量守恒定律
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。
能量守恒定律的发现，使人们认识到：
任何一部机器，只能使能批从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。
因此，根本不可能造出永动机。
能量守恒定律
1. 能量的转化
各种形式的能是可以相互转化的，如：
(1) 摩擦生热， 能转化为内能。
(2) 水力发电， 能转化为电能。
(3) 电动机做功，电能转化为 能。
(4) 光合作用，光能转化为 能。
(5) 燃料燃烧， 能转化为内能。
(6) 太阳能电池， 能转化为 能。
(7) 内燃机做功， 能转化为 能。
(8) 热力发电， 能转化为 能。
机械
机械
机械
化学
化学
光
电
电
内
内
机械
2.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
巩固练习
课堂总结
能量的转化与守恒
各种形式的能量
机械能、内能、电能、光能、化学能等
能量的转化
在一定条件下，各种形式的能量都可以相互转化
举例
能量守恒定律
内容：能量既不会凭空消灭，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，而在转移或转化的过程中，能量的总量保持不变。
要点：
能量守恒定律是自然界最普遍最重要的定律之一
热传递的实质是能量转移，做功的实质是能量转化
永动机不可能被制造出来，是因为违背了能量守恒定律
下 课
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