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(共20张PPT)
九年级物理全册 人教版（2024新版）
第十四章——内能的利用
第1节 能量的转化和守恒
新知探究
问 题
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(图14.1-1)、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗？
图14.1-1风能和太阳能

生活中各种能量可以相互转化吗？
完成下面小实验.观察实验现象,讨论发生了哪些能量转化.
现象：温度计示数升高. 能量转化:太阳能转化为内能.
现象：小电扇转动起来. 能量转化：太阳能转化为电能，电能又转化为机械能
现象：手会感觉到发热能量转化：机械能转化为内能.
想想做做
新知探究
能量的转化
一
3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。
观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化。
2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口,放在阳光下.
1.来回迅速摩擦双手。
4.将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸屑.
自然界中的各种现象都是互相联系的.科学家经过长期探索,发现能量转化非常普遍.在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的.
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？最好把现象演示给大家。
现象:笔杆吸引小物体.能量转化：机械能转化为电能.
新知探究
能量的转化
一
机械能转化为电能,再转化为内能、光能
电能转化为化学能
新知探究
内 能
一
1.摩擦生热:机械能转化为内能;
2.水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;
3.电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能;
光能转化为化学能
机械能转化为内能
4.植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能;
核能--内能--机械能--电能
太阳能转化为电能，电能再转化为机械能
化学能转化为内能
电能转化为光能和声能
5.燃料燃烧时发热,化学能转化为内能.
新知探究
内 能
一
6.太阳能电风扇转动,太阳能转化为机械能.
7.闪电电能转化为光能和风能.
8.核能发电,核能转化为内能转化为电能.
高温物体发光
太阳能热水器
光合作用
充电器充电
摩擦生热
呼吸作用
做功冲程
电动机
发电机
地热发电
火药爆炸
压缩二氧化氮
电池供电
太阳能电池
燃料燃烧
吸热化学反应
太阳帆
敲击生火花
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新知探究
内 能
一
新知探究
能量守恒定律
一
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（图14.1-3）。
讨论秋千和小球在运动中的能量化.
为什么它们到达的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？
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 是否丢失能量 减少的机械能到哪去了
想想议议
小球在地面弹跳的频闪照片
你认为减少的机械能到哪里去了？
在秋千和小球的运动中,看似能量减少了,其实是在运动过程中,有一部分机械能转化成了内能.
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它形式,或者从一个物体转移另一个物体,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.
新知探究
能量守恒定律
一
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。
新知探究
能量守恒定律
一
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。例如,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。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.
不少人曾经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。然而,在科学技术发展的历史上,从来没有一种永动机成功过。能量守恒定律的发现,使人们认识到：任何一部机器，只能使能量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。
图14.1-4一种设想中的永动机
图14.1-4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.你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去
想想议议
新知探究
能量守恒定律
一
高处落下的水克服砂轮摩擦做功,机械能减少,导致抽水机向上运送的水量,会比落下的水量少,高处水槽中的水会越来越少,最终停止工作.
克服砂轮摩擦做功
带抽水机水运到高处做功
高处水槽水的势能
新知探究
能量守恒定律
一
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。
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。
课堂小结
能量的转化与守恒
能量的转化
能量守恒定律
能量的形式:风能、水能、太阳能(光能)、电能、机械能、内能、化学能、地热能、核能等.
在一定条件下,各种形式的能量都可以相互转化.
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.
能量守恒定律是自然界最普遍最重要的定律
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
解释
.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
答:冲击水轮机时,动能传递给水轮机,水的重力势能转化为动能,水轮机带动发电机发电.机械能转化为电能
.图是“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。
储能:风力发电,机械能转化为电能再转化为化学能
照明:蓄电池中的化学能转化为电能再转化为光能
太阳能发电,太阳能转化为电能再转化为化学能
练习与应用
练习与应用
图14.1-6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60 m高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图14.1-6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
答:运动员在空中不能达到C点，因为运动从A点自由下滑过程中有机械能损失,导致其在B点处机械能小于在A点时的机械能,故无法达到与A点相同的高度。
4.食物(图14.1-7)也是一种“燃料”，葡萄糖等营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞生命活动所需的能量。这种过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能。从能量守恒的角度看，食物提供的化学能还转化为哪些能量
答:从能量守恒角度看,食物提供的化学能除了转化为内能,还会供人体运动的机械能,还有人体生物电的电能.
练习与应用
5.如图14.1-8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.
答:说法不正确,推倒第一块小木板只是触发能量的传递,后续的木板是其自身重力势能转化为动能,整个过程中能量总量不变,只是在不断转化和传递，能量守恒定律依然成立.
练习与应用
下 课
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