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10.6 能量转化与守恒 学案
北师大版 九年级全一册 物理学
班级________ 姓名________ 学号________
一、核心素养目标
1. 了解能量及其存在的多种形式，知道各种形式能量的特点。
2. 知道能量的转化和转移，能解释常见现象中的能量转化过程。
3. 掌握能量守恒定律，能利用能量守恒定律解释"永动机"无法实现的原因。
4. 知道自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性。
二、课前预习
【预习思考】
1. 自然界中你知道哪些形式的能量？请列举至少四种。
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2. 荡秋千时，秋千在最高点和最低点分别具有什么能量？
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3. 你认为能量可以从一种形式变成另一种形式吗？请举一个生活中的例子。
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三、课堂探究
知识点一：各种形式的能量
【填空】请填写下列能量的定义或特点：
1. 机械能：包括________、________和________。
2. 内能：构成物质的所有分子，其________的动能与________的总和。一切物体都________内能。
3. 太阳能：________能源，太阳的________能。
4. 化学能：比较________的能量，不能直接用来做功，只有在发生________时才释放出来。________、动物、________都储存化学能。
5. 电能：使用________以各种形式做功的能力。
6. 核能：________结构发生变化放出的能量。包括________和________。
易错提示 1. 一切物体都具有内能，但不一定具有机械能。 2. 化学能只有发生化学变化时才释放。 3. 核能包括重核裂变和轻核聚变两种方式。
【思考】一个正在飞行的飞机具有哪些形式的能量？
答：_______________________________________________________________________
知识点二：能量守恒定律
【实验观察】请记录4个小实验中的能量转化：
1. 来回迅速摩擦双手：________能 → ________能
2. 黑塑料袋盛水放阳光下：________能 → ________能
3. 太阳能电池连接小电扇：________能 → ________能 → ________能
4. 塑料笔杆摩擦后靠近纸片：________能 → ________能
【能量转化实例】请将下列过程中能量的转化补充完整：
1. 燃料燃烧：________能 → ________能
2. 钻木取火：________能 → ________能
3. 水轮机发电：________能 → ________能
4. 电动机抽水：________能 → ________能
5. 光合作用：________能 → ________能
6. 萤火虫发光：________能 → ________能
【能量转化与转移的区别】
● 能量的"转化"：________能量形式之间的变化。例如：________________。
● 能量的"转移"：________能量形式从________物体到________物体。例如：________________。
【能量守恒定律】请填写：
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，而在________和________的过程中，能量的________保持不变。
【理解】"消耗能量""利用能量""获得能量"实质是能量相互________或________的过程。
【燃油汽车vs电动汽车】
燃油汽车：________能 → ________能 → ________能（+内能散失）
电动汽车：________能 → ________能（+内能散失）
无论哪种方式，能量的________保持不变。
【永动机】
永动机是指不消耗任何________和________就能不停工作的机器。永动机违背了________定律，因此________实现。
永动机设想图
易错提示 1. 能量的转化是不同形式之间的变化，转移是同种形式在不同物体间的传递。 2. 能量守恒定律适用于所有过程，无一例外。 3. 永动机违背能量守恒定律，不是技术问题，是科学原理不允许。
知识点三：能量转化的方向性
【实例分析】
1. 小孩坐冰车被推出：________能 → ________能（摩擦生热），反之________（会/不会）自动发生。
2. 热量传递：热量________从高温物体传到低温物体，________自发地从低温物体传到高温物体。
3. 暖水袋暖手：热量从________（高温/低温）水袋传到________（高温/低温）手。
【总结】
自发的能量转化和转移过程具有一定的________，即________。
注意：方向性是指________过程的方向。通过________可以实现反向转化（如冰箱制冷）。
能量转化的方向性
四、例题学习
例题1：能量转化分析
下列过程中，属于能量转化的是（ ），属于能量转移的是（ ）。
A. 太阳能热水器将水加热　　　　B. 摩擦生热
C. 电流通过电灯发光　　　　　　D. 热水袋暖手
E. 钻木取火　　　　　　　　　　F. 太阳能电池发电
例题2：能量守恒定律
关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A. 能量守恒定律只适用于机械能和内能
B. "消耗能量"意味着能量消失了
C. 能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭
D. 永动机不能实现是因为技术不够先进
例题3：能量转化的方向性
下列说法正确的是（ ）
A. 热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B. 内能可以自发地全部转化为机械能
C. 自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性
D. 能量转化过程都是可逆的
五、课堂练习
A组 基础巩固
练习1
根据能量守恒定律判断，下列说法正确的是（ ）
A. 发电机可以产生电能，说明能量可以凭空产生
B. 电灯发光后变暗，说明能量消失了
C. 能量在转化和转移过程中总量保持不变
D. 永动机只要设计巧妙，是可以实现的
练习2
以下用电器工作时，能量转化的主要形式正确的是（ ）
A. 电风扇：电能→内能
B. 电饭锅：电能→机械能
C. 白炽灯：电能→光能和内能
D. 电动机：电能→光能
练习3
永动机不能创造的原因是（ ）
A. 技术不够发达
B. 违背了牛顿第一定律
C. 违背了能量守恒定律
D. 材料强度不够
B组 能力提高
练习4
关于能量的转化和转移，下列说法正确的是（ ）
A. 冬天烤火取暖是能量的转化
B. 太阳能电池发电是能量的转移
C. 摩擦生热是能量的转化
D. 热水袋暖手是能量的转化
练习5
一辆燃油汽车在水平路面上匀速行驶，下列分析正确的是（ ）
A. 燃油燃烧时将内能转化为化学能
B. 汽车行驶时将化学能全部转化为机械能
C. 汽车行驶过程中，能量的总量保持不变
D. 汽车刹车时，机械能消失了
练习6
以下实例中，不能说明能量转化具有方向性的是（ ）
A. 冰车在冰面上滑行最终停下来
B. 热量从高温物体传到低温物体
C. 电动机通电后转动
D. 暖水袋中的热量传到手上
六、课堂小结
知识要点 核心内容
各种形式的能量 机械能、内能、太阳能、化学能、电能、核能
能量守恒定律 能量不会凭空产生或消灭，只会转化或转移，总量保持不变
转化与转移 转化：不同形式之间；转移：同种形式不同物体之间
能量转化的方向性 自发过程具有方向性（不可逆）
七、课后作业
1. 完成课本第十章第6节课后练习题。
2. 观察家中的电器设备（电冰箱、电视机、洗衣机、空调等），分析每种电器工作时涉及的能量转化过程，并写出分析报告。
3. 查阅资料，了解能量守恒定律的发现历程（焦耳、迈尔、亥姆霍兹等人的贡献），写一篇200字左右的科学小短文。
作业提示 1. 课本习题要求独立完成，注意区分能量的转化与转移。 2. 观察报告至少选择3种电器进行分析。 3. 科学小短文重点写出你从科学家的探索中获得了什么启示。
参考答案
课堂探究填空答案
知识点一 各种形式的能量 1. 机械能：动能、重力势能、弹性势能 2. 内能：热运动、分子势能、具有 3. 太阳能：可再生、热辐射 4. 化学能：隐蔽、化学变化、燃料、食物 5. 电能：电 6. 核能：原子核、重核裂变、轻核聚变 思考：动能（飞行运动）、重力势能（在高处）、内能（发动机和机身）、化学能（燃料）
知识点二 能量守恒定律 【实验观察】 1. 机械能 → 内能 2. 太阳能 → 内能 3. 太阳能 → 电能 → 机械能 4. 机械能 → 电能 【能量转化实例】 1. 化学能 → 内能 2. 机械能 → 内能 3. 机械能 → 电能 4. 电能 → 机械能 5. 光能 → 化学能 6. 化学能 → 光能 【转化与转移的区别】 转化：不同；机械能→内能（摩擦生热） 转移：相同；一个；另一个；内能从火焰传到食物 【能量守恒定律】 消灭、产生、转化、转移、转化、转移、总量 【理解】转化、转移 【燃油汽车vs电动汽车】 化学、内、机械；电、机械；总量 【永动机】 燃料、动力、能量守恒、无法
知识点三 能量转化的方向性 【实例分析】 1. 机械能 → 内能；不会 2. 可以自发地；不会 3. 高温；低温 【总结】 方向性；不可逆 自发；外界做功
例题学习答案
例题1. 下列过程中，属于能量转化的是（ ），属于能量转移的是（ ）。
A. 太阳能热水器将水加热
B. 摩擦生热
C. 电流通过电灯发光
D. 热水袋暖手
E. 钻木取火
F. 太阳能电池发电
[答案] 转化：A、B、C、E、F；转移：D [解析] 能量转化是不同形式之间的变化：A（太阳能→内能）、B（机械能→内能）、C（电能→光能和内能）、E（机械能→内能）、F（太阳能→电能）都属于转化。D（内能→内能）属于转移。
例题2. 关于能量守恒定律，下列说法正确的是
A. 能量守恒定律只适用于机械能和内能
B. "消耗能量"意味着能量消失了
C. 能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭
D. 永动机不能实现是因为技术不够先进
[答案] C [解析] A错误，能量守恒定律适用于所有形式的能量。B错误，"消耗能量"实质是能量转化，不是消失。C正确，这是能量守恒定律的核心内容。D错误，永动机不能实现是因为违背了能量守恒定律。
例题3. 下列说法正确的是
A. 热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B. 内能可以自发地全部转化为机械能
C. 自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性
D. 能量转化过程都是可逆的
[答案] C [解析] A错误，热量只能自发地从高温传到低温。B错误，内能不能自发地全部转化为机械能。C正确，方向性是自然界的重要规律。D错误，自发的能量转化具有方向性，不可逆。
课堂练习答案
A组 基础巩固
练习1. 根据能量守恒定律判断，下列说法正确的是
A. 发电机可以产生电能，说明能量可以凭空产生
B. 电灯发光后变暗，说明能量消失了
C. 能量在转化和转移过程中总量保持不变
D. 永动机只要设计巧妙，是可以实现的
[答案] C [解析] 发电机是将机械能转化为电能，不是凭空产生。电灯发光是将电能转化为光能和内能，能量没有消失。能量守恒定律表明能量总量保持不变。永动机违背能量守恒定律，不可能实现。
练习2. 以下用电器工作时，能量转化的主要形式正确的是
A. 电风扇：电能→内能
B. 电饭锅：电能→机械能
C. 白炽灯：电能→光能和内能
D. 电动机：电能→光能
[答案] C [解析] A错误，电风扇主要将电能转化为机械能。B错误，电饭锅主要将电能转化为内能。C正确。D错误，电动机主要将电能转化为机械能。
练习3. 永动机不能创造的原因是
A. 技术不够发达
B. 违背了牛顿第一定律
C. 违背了能量守恒定律
D. 材料强度不够
[答案] C [解析] 永动机设想不消耗能量却能持续对外做功，这违背了能量守恒定律——能量不能凭空产生。这不是技术或材料问题，而是科学原理不允许。
B组 能力提高
练习4. 关于能量的转化和转移，下列说法正确的是
A. 冬天烤火取暖是能量的转化
B. 太阳能电池发电是能量的转移
C. 摩擦生热是能量的转化
D. 热水袋暖手是能量的转化
[答案] C [解析] A错误，烤火取暖是内能从火焰转移到人体（同种形式→转移）。B错误，太阳能电池发电是太阳能转化为电能（不同形式→转化）。C正确，摩擦生热是机械能转化为内能（转化）。D错误，热水袋暖手是内能从热水袋转移到手（转移）。
练习5. 一辆燃油汽车在水平路面上匀速行驶，下列分析正确的是
A. 燃油燃烧时将内能转化为化学能
B. 汽车行驶时将化学能全部转化为机械能
C. 汽车行驶过程中，能量的总量保持不变
D. 汽车刹车时，机械能消失了
[答案] C [解析] A错误，燃油燃烧是将化学能转化为内能。B错误，化学能不能全部转化为机械能，部分转化为内能散失。C正确，能量守恒定律适用于所有过程。D错误，刹车时机械能转化为内能，能量没有消失。
练习6. 以下实例中，不能说明能量转化具有方向性的是
A. 冰车在冰面上滑行最终停下来
B. 热量从高温物体传到低温物体
C. 电动机通电后转动
D. 暖水袋中的热量传到手上
[答案] C [解析] A说明方向性（机械能→内能不可自发反向）。B说明方向性（热量自发从高温到低温）。C中电动机通电转动是电能转化为机械能，这不是自发过程，而是人为控制的能量转化，不能直接说明方向性。D说明方向性（热量从高温到低温）。故选C。

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