能量的轉(zhuǎn)化與守恒第一節(jié)第二十一章能源、材料與社會初中物理滬科版（2024）九年級全一冊1理解能量守恒定律，能列舉能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的實(shí)例，知曉能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。2從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移角度認(rèn)識效率，能用能量轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)分析自然現(xiàn)象，解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)問題。3體會能量守恒定律在科學(xué)發(fā)展中的意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.足球場上滾動的足球____(選填“具有”或“不具有”)能量；植物里儲存的能量來自_______；夏天使用電風(fēng)扇時，電風(fēng)扇通電后扇葉會轉(zhuǎn)動，說明能量可以______。2.“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古預(yù)定區(qū)域安全著陸，探月工程嫦娥五號任務(wù)取得圓滿成功?！版隙鹞逄枴痹诳罩屑铀傧陆档倪^程中，動能______，重力勢能____。(均選填“增大”“不變”或“減小”)3.放在熱湯中的金屬勺子很快變得燙手，金屬勺子的內(nèi)能_____(選填“減小”“不變”或“增大”)，這是通過_______改變了它的內(nèi)能。具有太陽能轉(zhuǎn)化增大減小增大熱傳遞溫故知新4.如圖是三峽水電站的工作原理圖，在水電站發(fā)電過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？答案重力勢能→動能→電能自然界存在著各種形式的能量。例如：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、太陽能、化學(xué)能、核能等。這些不同形式的能量可以相互發(fā)生轉(zhuǎn)化嗎？在轉(zhuǎn)化的過程中有沒有規(guī)律呢？情景引入一、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化1.活動1：把手放在熱的暖水袋上，感受手的溫度變化；用打氣筒打氣，感受外壁的溫度變化。手的溫度升高，說明能量可以從一個物體______到另一個物體。打氣筒外壁的溫度升高說明能量可以從一種形式_____為另一種形式。轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化合作探究2.分析下列事例：(a)兩個小球發(fā)生碰撞(b)植物光合作用(c)煤燃燒(d)裂變能量發(fā)生轉(zhuǎn)移的是______。能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的是____________。3.能量不但可以從一個物體______到其他物體，還可以從一種形式_____為其他形式。(a)(b)(c)(d)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化視頻欣賞——《常見能量的種類》關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，下列說法錯誤的是(

)A.電池充電，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.暖瓶塞被熱氣沖開，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.電動機(jī)工作，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.摩擦生電，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B解析電池充電時電能減小、化學(xué)能增多，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；暖瓶塞被熱氣沖開，內(nèi)能減小、機(jī)械能增多，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電動機(jī)工作，電能減小、機(jī)械能增多，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；摩擦生電，機(jī)械能減小、電能增多，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。學(xué)以致用1.活動2：如圖所示，分析小球在擺動過程中能量的轉(zhuǎn)化。(1)小球上升時，_______轉(zhuǎn)化為___________。(2)小球下降時，__________轉(zhuǎn)化為______。(3)小球?yàn)槭裁醋罱K會停下來？動能重力勢能重力勢能動能答案擺動時克服空氣阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少，但總的能量還是守恒的。2.能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。合作探究二、能量守恒定律3.對能量守恒定律的理解(1)能量守恒定律的普遍性能量守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一，也是自然界最普遍、最重要的基本規(guī)律之一，恩格斯把它稱作“偉大的運(yùn)動基本定律”。自然界的一切變化過程，小到原子世界，大到宇宙空間，只要有能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，都無一例外地嚴(yán)格遵循能量守恒定律。(2)能量守恒定律包括“能量轉(zhuǎn)化”和“能量轉(zhuǎn)移”兩個方面。(3)永動機(jī)的失?。翰幌哪芰?，能夠永遠(yuǎn)對外做功的機(jī)器——永動機(jī)是不存在的，它違背了能量守恒定律。(4)能量守恒定律的成立是無條件的能量從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，一種形式的能量減少多少，其他形式的能量就會増加多少；能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，一個物體的能量減少多少，另一個物體的能量就増加多少。能量的總量保持不変。下列關(guān)于能量守恒定律的說法不正確的是(

)A.能量守恒定律否定了制造永動機(jī)的設(shè)想B.能量守恒定律只適用于物理學(xué)C.能量守恒定律適用于任何學(xué)科的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移D.汽車剎車后停下來的過程中，它的機(jī)械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B學(xué)以致用解析能量守恒定律表明，能量既不會消滅也不會創(chuàng)生，只會在形式間轉(zhuǎn)化或在物體間轉(zhuǎn)移，且總量保持不變?；诖?，永動機(jī)因違背該定律，永遠(yuǎn)無法被制造出來，所以選項(xiàng)A正確；能量守恒定律并非僅適用于物理學(xué)，而是適用于任何能量變化，選項(xiàng)B錯誤；任何能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都必然遵循能量守恒定律，選項(xiàng)C正確；汽車剎車后停下來，是因?yàn)榭朔Σ磷龉?，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，并非消失，選項(xiàng)D正確。三、能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向活動3閱讀教材第200頁，完成以下內(nèi)容。(1)將一杯開水放于室溫環(huán)境中，過一段時間，開水變涼了，即開水的_______轉(zhuǎn)移到空氣中去了，而這些內(nèi)能不會再自動回到開水中使水變熱。(2)在寒冷的冬日，用暖氣取暖，內(nèi)能從暖氣中的______轉(zhuǎn)移到室內(nèi)的空氣，溫度低的室內(nèi)空氣的內(nèi)能不能自發(fā)傳給熱水。內(nèi)能熱水合作探究(3)我們從石油中提煉出汽油，內(nèi)燃機(jī)把能源中儲備的_________轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能、內(nèi)能。這些機(jī)械能、內(nèi)能無法再轉(zhuǎn)化回到可以被利用的能源。(4)火力發(fā)電廠把煤中貯存的_______轉(zhuǎn)化為____，供生產(chǎn)和生活用。用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，這些能量無法再變回能源。結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有_________?；瘜W(xué)能化學(xué)能電能方向性鐘表上緊發(fā)條工作，但終會停下，機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能沒有任何外界的影響或幫助，是一個“自發(fā)過程”。但是若要鐘表自動從周圍環(huán)境吸熱，使這部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)條的彈性勢能是不可能做到的。內(nèi)能并非不可能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，而是必須滿足一定的條件，例如，熱機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)化?！白园l(fā)過程”是一個不可逆的過程。永動機(jī)是在能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中試圖實(shí)現(xiàn)能量利用的裝置。所謂“永動機(jī)”是這樣一種機(jī)器：它不需要外界輸入能量或者只需要一個初始能量就可以永遠(yuǎn)做功。層出不窮的“永動機(jī)”設(shè)計(jì)方案，都在科學(xué)的嚴(yán)格審查和實(shí)踐的無情檢驗(yàn)下一一失敗了。1775年，法國科學(xué)院宣布“本科學(xué)院以后不再審查有關(guān)‘永動機(jī)’的一切設(shè)計(jì)”。永動機(jī)的失敗是違反了能量守恒定律，這種機(jī)械不可能制造出來。一種“永動機(jī)”的設(shè)想如圖所示是某款電動汽車充電時的情景。向蓄電池充電的過程中，能量的轉(zhuǎn)化情況是

；電動機(jī)工作過程中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的同時，還要向空氣中散熱，這些散失的內(nèi)能無法自動轉(zhuǎn)化為電能，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有

。

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能方向性學(xué)以致用1.在能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，輸出的有用能量與輸入的總能量之比稱為能量轉(zhuǎn)化效率，通常用百分率表示。2.活動4閱讀教材第200~201頁，完成以下內(nèi)容。(1)能量的利用率能否達(dá)到100%？答案不能。(2)為什么要提升能量利用率，舉例說明生產(chǎn)、生活中提升能量利用率的實(shí)例。答案可減少能源浪費(fèi)等。如工業(yè)余熱回收、用節(jié)能燈具。合作探究四、能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的效率某校初三年級的學(xué)生參觀了學(xué)校鍋爐房后，提出了以下幾種提高爐子效率的建議，其中可以采納的是(

)A.把煤堆在一起燃燒B.向爐內(nèi)多加些煤，加大火力C.煤磨成粉，用空氣吹進(jìn)爐膛D.用各種辦法減小受熱面積C學(xué)以致用解析要提高爐子的效率，需要使燃料充分燃燒，并且減少能量的損失。把煤堆在一起燃燒、向爐內(nèi)多加些煤，加大火力，這是消耗更多的燃料，不能提高爐子的效率，故A、B錯誤；煤磨成粉，用空氣吹進(jìn)爐膛，可以使煤充分燃燒，可以提高爐子的效率，故C正確；用各種辦法減小受熱面積會使熱量吸收不充分，降低爐子效率，故D錯誤。1.(2024·長春二道區(qū)三模)如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，下列說法中正確的是(

)A.小球彈起的高度越來越小，說明在此過程中能量不守恒B.在此過程中小球的機(jī)械能總量是保持不變的C.小球運(yùn)動到相同的高度，具有相同的動能D.在小球的運(yùn)動中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能D課堂練習(xí)解析小球運(yùn)動過程中質(zhì)量不變，彈起的高度越來越小，說明小球在最高點(diǎn)的重力勢能越來越?。煌瑫r在最高點(diǎn)的速度越來越小，則動能越來越??；機(jī)械能等于動能和勢能的總和，則小球的機(jī)械能減少，B錯誤；機(jī)械能減少的原因是克服空氣阻力做功，與地面撞擊做功，即小球的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，但能量的總量是守恒的，D正確，A錯誤；小球運(yùn)動到相同的高度，質(zhì)量相同，具有相同的重力勢能，又小球的機(jī)械能減小，故小球的動能減小，C錯誤。2.(2024·阜陽太和縣月考)城市里工廠和交通工具的廢熱排放與大氣污染使城市溫度普遍高于郊區(qū)，形成了熱島效應(yīng)。而這些損失的熱不能自動收集起來再利用，說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有

性。

方向3.某品牌汽車2025年2月震撼發(fā)布。其最大馬力達(dá)1548匹、零百加速僅1.98秒，刷新四門量產(chǎn)車加速紀(jì)錄。此車推出，彰顯了國產(chǎn)品牌科技實(shí)力，對國家科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級貢獻(xiàn)顯著。兩種汽車的能流圖如圖所示。與燃油汽車相比，電動汽車有許多優(yōu)勢，關(guān)于能流圖，下列說法正確的是(

)BA.燃油汽車能量利用率高B.電動汽車能量利用率高C.電動汽車的能量利用效率可以達(dá)到100%D.電動汽車的有用機(jī)械能更多解析燃油汽車各種能量損耗的總和是：6%＋30%＋36%＝72%，所以它的機(jī)械效率為：