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第3节
能量的转化和守恒
【学习目标】
1.知道能量守恒定律。
2.能举出日常生活中能量守恒的实例。
3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
【重点难点】
1.重点是能量的转化和守恒定律，强调能量的转化和守恒定律是自然科学中最基本的定律。
2.难点是应用能量的转化和守恒原理计算一些物理习题；运用能量的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量是怎样转化的。
【共同探究】
★学生活动一小组讨论完成课本“想想做做”中的问题：
来回迅速摩擦双手，会感到手变热，说明机械运动现象和
现象有联系，在这个过程中，
能转化为
能。
（2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下，一段时间后，温度计的示数会上升，说明光现象和
现象有联系，在这个过程中，
能转化为
能。
（3）将连在小电扇上的太阳电池对着阳光，小电扇会转动，说明光现象与电现象、
现象之间有联系。在这个过程中，先是
转化为
能，然后
能转为
能。
（4）用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片，纸片会被吸起，表明钢笔杆带了电，这个实验说明了力现象与
现象有联系，在这个过程中，
能转化为
能。
1.从上面的例子可以看出自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。你还能指出一些例子说明力现象与热现象、电现象、光现象有联系吗？
①
②
③
2.在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化：
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燃料燃烧时发热，
能转化为
能。
★
小组讨论完成课本图中的能量转化。
★
讨论“想想议议”中的问题：
①荡秋千时，停止用力，秋千为什么会越摆越低？
②掉在地上的弹性小球会跳起，但是为什么会越跳越低？
分析：荡秋千时，秋千在往复运动时，
能和
能在不断的相互转化，秋千越摆越低，说明秋千的
能在减少，这是因为秋千在运动过程中还要克服摩擦、空气阻力等，这些都需要消耗能量，而这些能量只能从秋千的
能中获得，所以秋千的
能会减少。因此它越摆越低。同样，掉在地上的弹性小球在不断上升、下落的运动过程中，
能和
能在不断地相互转化，小球越跳越低，说明小球的
能在减少，这是因为小球在运动过程中要克服空气阻力消耗能量，而这些能量只能从小球的
能中获得，所以小球的
能会减少，因此它越跳越低。
从上面的两个问题我们可以看出：能量不会凭空消灭，也不会凭空产生，一种能量减少了，必然伴随另一种能量增加。
★学生活动二：阅读课本“能量守恒定律”部分，回答下面的问题：
能量守恒定律的内容是：
2.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，能的总量是
的。所有能量转化的过程，都服从
。
【归纳整理】
1.自然界中各种现象都是相互联系的，在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2.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
到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
3.所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
课堂小练
一、选择题
根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是(
)
A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（
）
A.内能﹣机械能﹣化学能
B.化学能﹣内能﹣机械能
C.机械能﹣内能﹣化学能
D.内能﹣化学能﹣机械能
如图所示，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。以下叙述正确的是（
）
A.风车静止时，只受到重力的作用
B.风车转动时，只受到热空气推力的作用
C.风车转动时，机械能转化为水的热能
D.移去热水，风车由于惯性不会立即停转
太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是(　　)
A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
关于能的概念，下列说法中错误的是（
）
A.一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多
B.动能、势能及机械能的单位都是焦耳
C.用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能
D.甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多
世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（
）
A.动能→电能→化学能→光能
B.电能→动能→化学能→光能
C.动能→电能→光能→化学能
D.电能→动能→光能→化学能
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
各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（
）
A.①②③④
B.②③④①
C.②①③④
D.①③④②
从能量转化的角度来看，下列说法错误的是（
）
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.铅蓄电池充电时化学能转化为电能
C.发电机工作时主要将机械能转化为电能
D.电热水壶工作时电能转化为内能
某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
“收官之作，星耀全球”2020年6月2日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署下列说法正确的是（
）
A.燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B.火箭加速升空时，将动能转化为重力势能
C.卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能
D.卫星与地面之间通过超声波传递信息
关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（
）
A.能量既可以凭空消失
B.能量也可以凭空产生
C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D.能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
二、填空题
把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图所示。从能量的角度分析,这个现象表明_________________________。
冬天，人们用热水袋取暖时，热水的温度会降低，在这种内能转移的过程中，内能总是自动的从高温物体向低温物体转移，而不能自发的从低温物体向高温物体转移.可见，能的转化和转移是有
的.
某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，在出水口获得所需要的水，在手连续稳定的按压下人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的
能和
能。
山东沂蒙抽水蓄能电站已于2015年7月19日在我市境内开工建设。抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了
能和
能之间的相互转化。
汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为
能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为
能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车。
如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是
（甲/乙）电动机。该过程中能量转化是将电能→
能→电能，最终转化为内能和光能。
参考答案
答案为：B
答案为：B。
答案为：D
答案为：A；
解析：绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能,储存在植物体内,故选项A正确;太阳能热水器内的水从太阳吸收热量,内能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能的,故选项B错误;太阳能信号灯先将太阳能转化为电能,再转化为光能,故选项C错误;太阳能飞机先将太阳能转化为电能,再转化为机械能,故选项D错误。
答案为：C。
答案为：A。
答案为：D。
答案为：C。
答案为：B。
答案为：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,克服摩擦力做功,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。故选项D正确。
答案为：A
答案为：D
答案为：内能和机械能之间可以相互转化（和转移）。
答案为：方向性.
答案为：动；重力势。
答案为：机械；电。
答案为：内；电。
答案为：甲；机械。

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