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14.1 能量的转化与守恒 导学案
班级：________　姓名：________　学号：________
一、学习目标
1. 知道自然界中能量形式是多样的（化学能、光能、机械能、内能、电能等），能说出常见用电器工作时电能与其他形式能量之间的转化。
2. 理解能量转化与能量转移的区别，能判断常见现象中能量的转化和转移。
3. 理解能量守恒定律的内容，知道能量的转化和转移具有方向性，会用能量守恒定律解释常见的能量现象。
二、课前自学
1. 自然界能量形式多样，有________、光能、机械能、内能、电能等，一定条件下都能互相转化。
2. 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或从一个物体________到其他物体，在转化和转移的过程中，能量的总量________。
3. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一。能量的转化和转移都是有________性的。
4. 走进生活：家里有各种各样的用电器，请写出一例符合下列能量转化的用电器。电能转化为机械能：________；电能转化为内能：________；电能转化为化学能：________。
我的疑问：_______________________________________
三、课内探究
探究一　知识点1　能量的转化和转移
1. 知识梳理。
(1)自然界中的能量形式多样，有化学能、光能、机械能、内能、电能等，在一定条件下都能互相转化。
(2)发生能量转化时，能量的形式发生了________，如燃料燃烧，化学能转化为内能；发生能量转移时，只是能量从一个物体________到其他物体，能量的形式不变，如用暖手宝捂手。
2. 典例1：如图为某发电机模型图，点燃蜡烛后带动发电机转动发电，小灯泡发光。下列所述能量转化顺序正确的是(　　)
发电机模型
A. 化学能→机械能→电能
B. 化学能→内能→机械能→电能
C. 内能→机械能→电能
D. 内能→化学能→机械能→电能
3. 变式1：关于能的转化，下列说法中正确的是(　　)
A. 燃料燃烧把内能转化成化学能
B. 内燃机工作时，把机械能转化为燃料的化学能
C. 太阳能电池板把太阳能转化成电能
D. 给蓄电池充电把化学能转化成电能
探究二　知识点2　能量守恒定律
1. 知识梳理。
(1)能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或从一个物体________到其他物体，在转化和转移的过程中，能量的总量________。
(2)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一，能量的转化和转移都是有方向性的。
2. 典例2：有关能量的转化和守恒定律，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能量转化过程
C. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D. 根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变
3. 变式2：(2025 年梅州市期末)我国一直在研究导弹拦截系统，利用燃料助推拦截弹，燃料的________能最终转化为拦截弹的_______能和其与空气摩擦而产生的内能，但能量的总量_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
易错点拨：“摩擦生热”并不是创造了能量，而是机械能转化为内能，能量的总量保持不变；不消耗能量却能源源不断对外做功的“永动机”违背能量守恒定律，是不可能制成的。
四、课堂检测
A层·基础夯实
1. 下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是(　　)
A. 用干电池供电，电能转化为化学能
B. 暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
C. 用电热水器烧水，电能转化为内能
D. 搓手取暖，内能发生了转移
2. 下列实例中，属于能量转移的是(　　)
A. 水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
B. 两手相互搓一搓，手心发热
C. 给电灯通电，电灯发光
D. 用暖手宝捂手，手心变热
3. [物理观念]下列关于能量守恒定律的说法正确的是(　　)
A. 能量在转化或转移过程中，能量的总量保持不变
B. 能量可以凭空消灭
C. 随着科学技术的进步，永动机可以制成
D. 电吹风工作时将机械能转化为电能
B层·理解运用
4. (2025 年广州市期末)第十五届全运会圣火“源头”采集时，利用光伏发电装置获得电能，经特种电缆传至海底，由电火花发生器远程引燃可燃冰获得绿色“源火”。关于上述过程能量转化情况，说法正确的是(　　)
A. 光伏发电过程中，电能直接转化为化学能
B. 电能点燃可燃冰的过程，是机械能转化为内能
C. 可燃冰燃烧时，其储存的化学能主要转化为内能和光能
D. 在整个采集的过程中能量的总量增加
5. [传统文化]中国古代玩具“饮水鸟”如图所示，它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化)，乙醚吸收空气中的热量汽化后，气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复图甲的状态，如此反复。下列说法不正确的是(　　)
　　
饮水鸟（甲为乙醚流回下球恢复原状，乙为重心上移低头“喝水”）
A. 下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能
B. “饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律
C. 若空气温度很低，“饮水鸟”内的乙醚汽化太慢，“饮水鸟”会慢慢地停下来
D. 如果没有能量补充，“饮水鸟”的运动最终会停下来
6. 如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图(图中 a、b、c 分别表示某种形式的能量)。下列判断正确的是(　　)
太阳能路灯（甲）
路灯供电过程中的能量转化图（乙）
A. a 是电能，b 是电能，c 是光能
B. a 是内能，b 是机械能，c 是光能
C. a 是机械能，b 是内能，c 是光能
D. a 是内能，b 是光能，c 是电能
C层·拓展挑战
7. “蓄能电站”是电网为合理用电、提高电力的经济效益而设计修建的，它的工作原理是在深夜处于用电低谷时，利用过剩的电能，通过水泵把下游水库的水抽到高处的上游水库内；白天则通过开启闸门放水发电，以补充电能的不足，我国陆续兴建了许多蓄能电站，改善了电网的供电质量。
(1)蓄能电站在蓄水过程中发生的能量转化是____________转化为水的____________，发电过程中，是将水的__________最终转化为________。
(2)知道了蓄能电站的工作原理，你认为修建蓄能电站在选址时，对自然条件的要求有：①上、下水库落差_________；②水量__________。
五、课后延伸
1. 说出下列用电器工作时能量的转化情况：电风扇；电饭锅；给手机充电。
2. “饮水鸟”能不停地点头“喝水”。请结合它的工作过程，用能量守恒定律说明：为什么“饮水鸟”不是永动机？如果没有能量补充，它的运动最终会怎样？
六、参考答案
【课前自学】
1. 化学能；转化
2. 转化；转移；保持不变
3. 方向
4. 洗衣机(答案不唯一，合理即可)；电饭锅(答案不唯一，合理即可)；手机充电器(答案不唯一，合理即可)
【课内探究】
探究一：(2)改变；转移
探究二：(1)转化；转移；保持不变
典例1：B　解析：点燃蜡烛后，蜡烛燃烧，化学能转化为内能；内能带动发电机转动，内能转化为机械能；发电机发电，机械能转化为电能。故能量转化顺序为化学能→内能→机械能→电能，选 B。
变式1：C　解析：燃料燃烧把化学能转化为内能，A 错误；内燃机工作时，把燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能，B 错误；太阳能电池板把太阳能转化成电能，C 正确；给蓄电池充电把电能转化成化学能，D 错误。故选 C。
典例2：D　解析：能量守恒定律适用于自然界一切能量的转化和转移过程，A、B 错误；“摩擦生热”是机械能转化为内能，并不是创造了热，它符合能量守恒定律，C 错误；根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，D 正确。故选 D。
变式2：化学；机械；不变
【课堂检测】
1. C　解析：用干电池供电，化学能转化为电能，A 错误；暖瓶塞被热气弹开，内能转化为机械能，B 错误；用电热水器烧水，电能转化为内能，C 正确；搓手取暖，机械能转化为内能，属于能量的转化而不是转移，D 错误。
2. D　解析：水沸腾后壶盖被水蒸气顶起，内能转化为机械能，属于转化，A 不符合；两手相互搓一搓，机械能转化为内能，属于转化，B 不符合；给电灯通电，电能转化为光能和内能，属于转化，C 不符合；用暖手宝捂手，内能从暖手宝转移到手，能量形式不变，属于能量转移，D 符合。
3. A　解析：能量在转化或转移的过程中总量保持不变，A 正确；能量不会凭空消灭，B 错误；永动机违背能量守恒定律，不可能制成，C 错误；电吹风工作时将电能转化为机械能和内能，D 错误。
4. C　解析：光伏发电过程中，太阳能转化为电能，A 错误；电能点燃可燃冰的过程，是电能转化为内能，B 错误；可燃冰燃烧时，储存的化学能主要转化为内能和光能，C 正确；在整个采集的过程中能量的总量保持不变，D 错误。
5. A　解析：本题选不正确的。下球中乙醚汽化时吸收空气中的热量，是通过热传递的方式改变内能，不是做功，A 说法不正确，故选 A；“饮水鸟”靠乙醚不断从空气中吸收热量来补充能量，其能量转化过程符合能量守恒定律，不是永动机，B 正确；空气温度很低时，乙醚汽化太慢，“饮水鸟”会慢慢地停下来，C 正确；没有能量补充时，“饮水鸟”的运动最终会停下来，D 正确。
6. A　解析：白天光伏电池把太阳光能转化为电能，所以 a 是电能；电能给蓄电池充电，电能转化为化学能储存起来；晚上蓄电池放电，化学能转化为电能供路灯使用，所以 b 是电能；路灯发光把电能转化为光能，所以 c 是光能。故选 A。
7. (1)电能；重力势能；重力势能；电能　(2)①大　②丰沛
解析：(1)蓄水过程中，消耗电能通过水泵把下游水库的水抽到高处的上游水库内，电能转化为水的重力势能；发电过程中，水从高处流下推动水轮机发电，水的重力势能最终转化为电能。(2)上、下水库落差大、水量丰沛，才能储存更多的能量。
【课后延伸】(示例)
1. 电风扇工作时，电能转化为机械能；电饭锅工作时，电能转化为内能；给手机充电时，电能转化为化学能。
2. “饮水鸟”下球中的乙醚不断吸收空气中的热量，将内能转化为机械能，从而维持点头“喝水”的运动，它的能量转化过程符合能量守恒定律，能量并没有凭空产生，所以它不是永动机；如果没有能量补充，“饮水鸟”的运动最终会慢慢地停下来。

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