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1、能量的转化和守恒能量的转化和守恒课前准备:1、改变物体内能的方法有两种,分别是、改变物体内能的方法有两种,分别是_和和_。它们本质上的区别。它们本质上的区别是:热传递是能量的是:热传递是能量的_,做功是能量,做功是能量的的_。2、热机是把、热机是把_能转化为能转化为_能的机器。能的机器。3、在汽油机的压缩冲程中、在汽油机的压缩冲程中_能转化为能转化为_能,做功冲程中能,做功冲程中_能转化为能转化为_能。能。机械内转化转移做功热传递机械机械内内 一个物体能够对外做功,我们一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有就说这个物体具有能量能量。 另外自然界中还存在如另外自然界中还存在如化学能、电能、光
2、能、化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能太阳能、风能、潮汐能、原子能等等。等等。 食物具有化食物具有化学能,我们的学能,我们的身体把这种化身体把这种化学能转化成为学能转化成为维持生命所必维持生命所必须的内能和机须的内能和机械能。械能。 太阳能转化为内能太阳能转化为内能太阳能热水器太阳能热水器摩擦生热摩擦生热机械能转化为内能 电能转化为内能电能转化为内能用用电电暖暖气气取取暖暖电能转化为声能喇叭发声电能转化为光能电能转化为光能灯泡发光灯泡发光机械能转化为电能电能转化为机械能电动机转动电动机转动太阳能转化为化学能植物进行光合作用植物进行光合作用太阳能转化为电能太阳能板发电太阳能板发电内
3、能转化为机械能行驶的内燃机车行驶的内燃机车机械能转化为声能敲鼓发声化学能转化为内能化学能转化为内能天然气燃烧天然气燃烧化学能转化为光能化学能转化为光能蜡烛照明蜡烛照明综上所述,各种形式的能量都可以在一综上所述,各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化定条件下相互转化内能内能toto光能光能: : 物体高温下发光物体高温下发光 内能内能toto机械能机械能: : 热机热机内能内能toto电能电能: : 热电站热电站内能内能toto化学能化学能: : Ba(OH)Ba(OH)2 2+NH+NH4 4ClCl的反应(吸热)的反应(吸热) 电能电能toto内能:内能: 电热毯电热毯 电能电能toto光
4、能:光能: 电灯泡电灯泡 电能电能toto机械能:机械能: 电动机电动机 电能电能toto化学能:化学能: 给电池充电给电池充电 化学能化学能toto内能:内能: 木炭燃烧木炭燃烧 化学能化学能toto光能:光能: 萤火虫萤火虫化学能化学能toto机械能:机械能:热机做功冲程热机做功冲程 化学能化学能toto电能:电能: 电池对外供电电池对外供电光能光能toto内能:内能:晒晒太阳太阳光能光能toto机械能:机械能:太阳帆(光照产生压强)太阳帆(光照产生压强) 光能光能toto电能:电能:太阳能电池板太阳能电池板 光能光能toto化学能:化学能:光合作用光合作用 机械能机械能toto内能:内能
5、:摩擦生热摩擦生热机械能机械能toto光能:光能:(空)(空) 机械能机械能toto电能:电能:发电机发电机 机械能机械能toto化学能:化学能:在一个存在二氧化硫、三氧化在一个存在二氧化硫、三氧化硫和氧气的密闭容器中,用外力压缩容器,化学硫和氧气的密闭容器中,用外力压缩容器,化学平衡向生成二氧化硫和氧气的方向移动。机械能平衡向生成二氧化硫和氧气的方向移动。机械能转化为二氧化硫和氧气的化学能转化为二氧化硫和氧气的化学能 结论:结论: 在一定条件下在一定条件下,各种形式的能量都各种形式的能量都可以相互转化可以相互转化。 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。不同形式的能量之间的转化是通过做功
6、实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移的做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移的过程,且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转过程,且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移),因此移),因此内能总是自发地从高温内能总是自发地从高温物体向低温物体转移物体向低温物体转移而不会自发的由低温物而不会自发的由低温物体向高温物体转移体向高温物体转移机械能可以全部转化为内机械能可以全部转化为内能能而内能不可全部转化为机而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化械能而不引起其他变化热机的效率不可能热机的效率不可能1001000 0/ /0 0例如:一辆行驶的小轿车,燃料燃烧产生的内能有例
7、如:一辆行驶的小轿车,燃料燃烧产生的内能有37370 0/ /0 0通过发动机散热系统排除,通过发动机散热系统排除,37370 0/ /0 0直接由排气管直接由排气管排出,有排出,有26260 0/ /0 0变为发动机输出的机械能变为发动机输出的机械能 能量的耗散从能量转化的角度反能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。映出自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性,能正是因为能量转化的方向性,能量的利用受这种方向性的制约,所以量的利用受这种方向性的制约,所以能量的利用是有条件的,也是有代价能量的利用是有条件的,也是有代价的的 通过以上分析我们知道了:通过以上分析我
8、们知道了:想想议议想想议议2、减少的机械能到哪里去了?、减少的机械能到哪里去了?答答:小球跟空气和地面摩擦,一部分的机械能转化为内能。小球跟空气和地面摩擦,一部分的机械能转化为内能。1、小球的高度逐渐降低说明了什么?、小球的高度逐渐降低说明了什么? 答答:说明了小球的机械能逐渐减少。说明了小球的机械能逐渐减少。 科学工作者经过长时间的探索,科学工作者经过长时间的探索,发现自然界的各种现象不是孤立的,发现自然界的各种现象不是孤立的,而是互相联系的,直到而是互相联系的,直到19世纪,才确世纪,才确立了这个自然界最普遍的定律立了这个自然界最普遍的定律能能量守恒定律。量守恒定律。 能量守恒定律能量守恒
9、定律 能量既不会凭空能量既不会凭空消灭消灭,也不会凭空,也不会凭空产生产生,它,它只会从一种形式只会从一种形式转化转化为其他形式,或者从一个物为其他形式,或者从一个物体体转移转移到另一个物体,而在到另一个物体,而在转化转化和和转移转移的过程中,的过程中,能量的总量保持能量的总量保持不变不变。 方法点拨:方法点拨: 根据能量守恒定律,在分析自然现象时,如果发根据能量守恒定律,在分析自然现象时,如果发现某种形式的能量减少,一定能找到另一种形式的能现某种形式的能量减少,一定能找到另一种形式的能量增加量增加;反之,当某种形式的能量增大时,也一定可反之,当某种形式的能量增大时,也一定可以找到另一种形式的
10、能量减少。以找到另一种形式的能量减少。1、电风扇工作时,消耗的电能与电动机获得的机械、电风扇工作时,消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗?如不相等,是否意味着能量不守恒?能相等吗?如不相等,是否意味着能量不守恒?2、我国有句谚语、我国有句谚语“要使马儿跑得快,又要马儿不吃草要使马儿跑得快,又要马儿不吃草”比喻现实生活中不可能的事。请大家分析此比喻是否比喻现实生活中不可能的事。请大家分析此比喻是否有科学道理?有科学道理?v一种能增加,总伴随着另一种形式能减少或者从另一种能增加,总伴随着另一种形式能减少或者从另一物体转移而来。一物体转移而来。v该定律是大量实验事实得出,是人们对自然现象长该定律是大
11、量实验事实得出,是人们对自然现象长期观察和研究的科学总结。期观察和研究的科学总结。v是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,是人们是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,是人们认识自然和改造自然的重要科学依据。认识自然和改造自然的重要科学依据。阅读材料:永动机1、永动机为什么不能制造?、永动机为什么不能制造?2、从中你受到什么启发?、从中你受到什么启发?无法实现的无法实现的“永动机永动机“1.“永动机永动机“:不消耗任何能量和燃料,却源:不消耗任何能量和燃料,却源源不断对外做功的机器。源不断对外做功的机器。2.由能量守恒定律知:无法实现由能量守恒定律知:无法实现3.工程技术的任务,在于设法找出合理
12、利用工程技术的任务,在于设法找出合理利用能源的途径,并减少机器运转过程中不能源的途径,并减少机器运转过程中不必要的能量损耗,而不是去研制永远无必要的能量损耗,而不是去研制永远无法实现的法实现的“永动机永动机”。 一、选择题一、选择题2 2、在各种形式的能量转化的过程中,下列说法中正确、在各种形式的能量转化的过程中,下列说法中正确的是的是 ( ) A. A.机械能一定守恒机械能一定守恒 B. B.各种形式的能量都守恒各种形式的能量都守恒 C. C.各种形式的能的总量一定守恒各种形式的能的总量一定守恒 D. D.只有机械能转化为内能只有机械能转化为内能1 1、在下列事例中,属于机械能转化为内能的是
13、(、在下列事例中,属于机械能转化为内能的是( ) A. A.铁棒在火上烤得很热铁棒在火上烤得很热 B. B.汽车紧急刹车,轮胎发热汽车紧急刹车,轮胎发热 C. C.燃烧木材取暖燃烧木材取暖 D. D.给电炉通电,电炉发热给电炉通电,电炉发热BC 3 3能源是人类社会活动的物质基础。人类利用能源是人类社会活动的物质基础。人类利用能源大致经历了三个时期,依次是(能源大致经历了三个时期,依次是( ) A. A. 柴薪时期、煤炭时期、石油时期柴薪时期、煤炭时期、石油时期 B. B. 柴薪时期、石油时期、煤炭时期柴薪时期、石油时期、煤炭时期 C. C. 煤炭时期、石油时期、电力时期煤炭时期、石油时期、电
14、力时期 D. D. 畜力时期、热力时期、电力时期畜力时期、热力时期、电力时期 4 4关于能量耗散,下列说法中正确的是(关于能量耗散,下列说法中正确的是( ) A. A. 能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了总量减少了 B. B. 能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性 C. C. 能量耗散表明,能量在数量上并未减少,但在可能量耗散表明,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了利用的品质上降低了 D. D. 能量耗散从能量转化的角度,反映出自然界中宏能量耗散从能量转化的角度,反映出自然界
15、中宏观过程的方向性观过程的方向性3 3下列说法中正确的是(下列说法中正确的是( ) A. A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B. B. 做功的过程总是伴随着能量的变化做功的过程总是伴随着能量的变化 C. C.某种形式的能量增加某种形式的能量增加10J10J,一定有其他形式的能量,一定有其他形式的能量减少减少10J10J D. D. 某个物体的能量减少某个物体的能量减少10J10J,一定有其他物体的能量,一定有其他物体的能量增加增加10J10J4 4运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100J100J的动能
16、。则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能的动能。则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能 ( ) A. A. 等于等于100J 100J B. B. 大于大于100J 100J C. C. 小于小于100J D100J D. . 无法确定无法确定ABCDABCDB B二、填空题二、填空题2、冰块沿地面滑动,往往会逐渐融化,、冰块沿地面滑动,往往会逐渐融化,在这一过程中是在这一过程中是 能转化为能转化为 能能,但能量的总量但能量的总量_。1、用锤子敲打钉子时,钉子的温度升高,、用锤子敲打钉子时,钉子的温度升高,钉子的内能钉子的内能 (填(填“减少减少”“”“不变不变”或或“增加增加”),这是通
17、过),这是通过 方法方法改变了它的内能。改变了它的内能。机械机械内内增加增加做功做功不变不变摩擦生热摩擦生热 ( )气体膨胀做功气体膨胀做功 ( )电灯电灯发光发光 ( ) 电饭锅做饭电饭锅做饭 ( ) 煤炭燃烧煤炭燃烧 ( )用洗衣机甩干衣服用洗衣机甩干衣服 ( ) 手摇发电机发电手摇发电机发电 ( )3 3、分析下列各现象中能量的转化、分析下列各现象中能量的转化机械能机械能内能内能 内能内能机械能机械能 电能电能 光能光能 电能电能 内能内能 内能内能化学能化学能 电能电能机械能机械能机械能机械能 电能电能A-B+C-DCA-B-D4 4. . 一小滑块放在如图所示的凹形斜面上,用力一小滑
18、块放在如图所示的凹形斜面上,用力F F沿斜沿斜面向下拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离。若面向下拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中,拉力已知在这过程中,拉力F F所做的功的大小(绝对值)为所做的功的大小(绝对值)为A A,斜面对滑块的作用力所做的功的大小为,斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B B,重力做,重力做功的大小为功的大小为 ,空气阻力做功的大小为,空气阻力做功的大小为D D。当用这些量。当用这些量表达时,小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态表达时,小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于多少?,滑块的重力势能的改变等于多少?动能)等于多少?,滑块的重力
19、势能的改变等于多少?滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于多滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于多少?少?三三、判断题判断题1.1.煤的燃烧过程中,煤的化学能转化为内能,煤的燃烧过程中,煤的化学能转化为内能, 但能量的总量不变。但能量的总量不变。 ( ) 2.2.在荡秋千时,停止用力,秋千越摆越低,能在荡秋千时,停止用力,秋千越摆越低,能量的总量也越来越少。量的总量也越来越少。 ( ) 能量既不会凭空能量既不会凭空,也不会凭空,也不会凭空,它只会从一种形式,它只会从一种形式其他形其他形式,或者从一个物体式,或者从一个物体_到另一个物体,而到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持在转化和转移的过程中,能量的总量保持_。消灭产生转化转移不变2、能量守恒定律这节课我们学到了什么?这节课我们学到了什么?1、各种形式的能量可以相互转化作业:作业:1. 1.动手动脑学物理动手动脑学物理2. 2.能量的转化和守恒能量的转化和守恒课程练习课程练习
限制150内