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14.1能量的转化与守恒
预习提要：
1.回顾动能、势能、内能相互转化实例，认识不同形式能量可以相互转化，理解能量在转化和转移过程中总量保持不变。
2.阅读课本P20—P24内容，自主探究“能量的转化与守恒”小节基础知识内容，并根据阅读内容填写本节预习任务，把握本课重难点。
旧知温故
1.运动的物体具有________，物体被举高具有重力势能，发生弹性形变的物体具有________；动能和势能统称为________。
2.动能和势能之间可以相互________，若不计摩擦阻力，机械能总量保持不变。
3.物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的________；改变它的两种方式是________和热传递。
4.摩擦生热过程中，物体克服摩擦力做功，________能转化为内能。
5.通电小灯泡发光，电能转化为光能和________。
6.高处下落的重物，重力势能逐渐减小，________逐渐增大。
新知填空
1.能量的转化
写出下列过程中的能盘转化形式
（1）摩擦生热，________能转化为________能。
（2）水电站里水轮机带动发电机发电，________能转化为________能。
（3）电动机带动水泵把水送到高处，________能转化为________能。
（4）植物吸收太阳光进行光合作用，________能转化为________能。
（5）燃料燃烧放出热量，________能转化为________能。
（6）电灯工作，________能转化为________能。
（7）电饭锅，________能转化为________能。
（8）电风扇，________能转化为________能。
2.能量守恒定律
（1）小实验：你将一个乒乓球从一定高度自由落下，观察乒乓球每次弹起的高度是否相同。
①观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________。
②这个现象说明乒乓球的机械能________________________。
③这个过程中除了机械能之间的相互转化之外，还有________________________。
（2）能量守恒定律：能量既不会_______________，也不会_______________，它只会从一种形式_______为另一种形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量_______________。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
（3）永动机不能造出的原因是它违背 __________________。
课堂探究
【情境导入】
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、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗？
探究1 能量的转化
【交流讨论】你能说出图中的物体各具有什么形式的能量吗？
【思考提问】结合八年级学过能量的概念，想一想，你知道的能量有哪些形式？
能量的常见存在形式：
①机械能：_________________________________________；
②内能：_________________________________________；
③电能：_________________________________________；
④化学能：_________________________________________；
⑤光能：_________________________________________；
⑥核能：_________________________________________；
【想想做做】完成一组小实验，根据器材准备情况，可以选其中的一个或两个。观察实验现象，讨论哪些能量发生了转化。
①来回迅速摩擦双手。
②黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，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片。
【归纳总结】
（1）摩擦生热，________转化为______。
（2）阳光照射盛水黑塑料袋，温度计温度______，______转化为______。
（3）太阳能连接小电扇，______转化为______，再转化为______。
探究2 能量守恒定律
【思考提问】
①荡秋千时，若停止用力，秋千会越来越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪里去了？
②学生实验：抛出弹性小球，观察小球与地面碰撞时的运动情况。会发现掉在地上的弹性小球越跳越低，为什么高度会逐渐降低？机是否丢失了能量？减少的机械能到哪里去了？
【交流分析】
（1）__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
（2）__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【填一填】
1.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________为其他形式，或者从一个物体___________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量________________。这就是能量守恒定律。
2.转化是能量由一种形式变为其他形式，能量存在的______改变了；转移是能量由___________转移到另一个物体，能量存在的形式________变化。
3.“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质都是能量______________的过程。
【想一想】永动机：有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却能不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。这种机器有可能制成吗？
阅读教材P22“想想议议”，并从能量守恒的角度分析它能不能一直工作下去。
课前自测
1.目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具———冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是( )
A.内能转化为机械能
B.内能转化为电能
C.只有机械能和内能的转化
D.有电能、机械能和内能的转化
2.如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是( )
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能 B.给蓄电池充电是将电能转化为化学能
C.蓄电池放电时将化学能转化为电能 D.小风扇工作时将机械能转化为电能
3.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与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化的过程
C.摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
4.如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是( )
A.水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能
B.砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作时制造了能量
C.相同时间内，A、D两口流出水的质量相等
D.这款“永动机”违背了能量守恒定律
课外拓展：自然现象之间相互转化的发现
关于热和电之间的转化，首先是由德国物理学家塞贝克于1821年实现的。他将铜导线与铋导线连成一个闭合回路，用手握住一个结点，使两个结点间形成温差，发现导线上出现了电流；冷却一个结点也能产生同样的效应，这就是“温差电”现象。1834年，法国的珀耳帖发现了它的逆效应，即当有电流通过回路时，结点处会发生温度变化。1840年和1842年，焦耳和楞次分别发现了电流转化为热的著名定律。
古人早已发现的摩擦生电现象，是机械运动转化为电的过程。17世纪以来，人们根据这一现象制造了摩擦起电机，用来获得大量电荷。1821年，法拉第制成的“电磁旋转器”，则实现了电流转化为机械运动的过程。至此，机械运动和电运动之间的转化形成了完整循环。
参考答案
旧知温故
1.动能；弹性势能；机械能
2.转化
3.内能；做功
4.机械
5.内能
6.动能
新知填空
1.（1）机械；内能 （2）机械；电 （3）电；机械 （4）光；化学 （5）化学；内
（6）电；光 （7）电；内 （8）电；机械
2.（1）①乒乓球每一次弹起的高度越来越低，最后会停下来
②越来越小
③机械能转化为内能
（2）凭空消失；凭空产生；转化；转移；保持不变
（3）能量守恒定律
探究1 能量的转化
【思考提问】
【归纳总结】
（1）机械能；内能
（2）升高；光能；内能
（3）光能；电能；机械能
探究2 能量守恒定律
【交流分析】
（1）秋千运动过程中，秋千与空气之间存在阻力，绳索之间存在摩擦力，秋千需要克服这些阻力做功，一部分机械能会逐渐转化为内能，机械能总量因此逐渐减少，最终机械能会全部转化为内能，总量变为零。
（2）小球运动过程中，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能会全部转化为内能。
【填一填】
1.转化；转移；保持不变
2.形式；一个物体；没有
3.转化或转移
课前自测
1.答案：D
解析：当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
2.答案：D
解析：A.太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意；
B.给蓄电池充电，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C.蓄电池放电，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D.小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。故选D。
3.答案：D
解析：A．能量守恒定律适用于所有能量之间的相互转化，选项A错误；
B．能量守恒定律既适用于能量转化的过程也适用于能量转移的过程，选项B错误；
C．摩擦生热的过程中，消耗机械能，得到内能，并不是创造了热，符合能量守恒定律，选项C错误；
D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量保持不变，永远不会增减，选项D正确。
故选D.
4.答案：D
解析：水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，故A错误；砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，是将机械能转化为内能，并不是＂永动机＂工作时制造了能量，故B错误；水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，故C错误；设想中的＂永动机＂不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；＂永动机＂违背了能量守恒定律，故D正确。

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