第十四章內(nèi)能的利用第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。具備用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。新課引入大家嘗試做以下小實(shí)驗(yàn)談?wù)劕F(xiàn)象及感受。（1）來回迅速摩擦雙手。（2）黑塑料袋內(nèi)盛水，插入溫度計(jì)后系好袋口，放在陽光下。（3）將太陽能電池連在小電扇上，并使它對(duì)著陽光。（4）用鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后再靠近細(xì)碎的紙片。能量的轉(zhuǎn)化來回迅速摩擦雙手：手會(huì)感覺到熱。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。黑塑料袋內(nèi)盛水，插入溫度計(jì)后系好袋口，放在陽光下：光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。將太陽能電池連在小電扇上，并使它對(duì)著陽光：光能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。用鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后再靠近細(xì)碎的紙片：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)化自然界中的各種現(xiàn)象都是互相聯(lián)系的。科學(xué)家們經(jīng)過長(zhǎng)期探索，發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化是非常普遍的，在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。PPT模板：/moban/PPT素材：/sucai/PPT背景：/beijing/

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c能量的轉(zhuǎn)化摩擦生熱：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。水電站水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。物質(zhì)結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把水送往高處：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。植物吸收太陽光進(jìn)行光合作用：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。能量守恒定律停止用力，秋千會(huì)越擺越低；掉在地上的彈性小球會(huì)跳起，但是越跳越低。討論秋千和小球在運(yùn)動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化。為什么它們的高度會(huì)逐漸降低？是否丟失了能量？你認(rèn)為減少的機(jī)械能到哪里去了？思考：能量守恒定律在秋千和小球的運(yùn)動(dòng)中，看似能量減少了，其實(shí)是在運(yùn)動(dòng)過程中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。例如，小球在跳動(dòng)過程中會(huì)變熱。能量守恒定律大量事實(shí)表明，能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律（lawofconservationofenergy）。能量守恒定律能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天體，小到原子核，無論是物理學(xué)的問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都服從能量守恒定律。能量守恒定律從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。例如，在行駛的汽車中，燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，再通過熱機(jī)做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在這個(gè)過程中，燃料的化學(xué)能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化成了熱機(jī)和周圍環(huán)境的內(nèi)能。能量守恒定律不少人曾經(jīng)設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫作永動(dòng)機(jī)。然而，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史上，從來沒有一種永動(dòng)機(jī)成功過。能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到：任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永動(dòng)機(jī)。能量守恒定律右圖是一種設(shè)想中的永動(dòng)機(jī)，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)用來對(duì)外做功，同時(shí)帶動(dòng)抽水器從低處將水抽到高處，從而循環(huán)工作。你能不能從能量守恒的角度說明它為什么不能一直工作下去？想想議議：能量守恒定律此“永動(dòng)機(jī)”中，高處的水流沖擊葉片轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功時(shí)，因?yàn)槟Σ恋仍?，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，從高處流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不會(huì)“永動(dòng)下去”。在機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過程中，總會(huì)有一部分能量以熱的形式向四周擴(kuò)散，成為無用的能量，所以抽水機(jī)的機(jī)械能會(huì)逐漸減小。知識(shí)點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移：能量總是能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式或是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。轉(zhuǎn)化形式（見下圖）。知識(shí)點(diǎn)能量守恒定律：（1）定義：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消滅，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，總量保持不變。這就是能量守恒定律。（2）意義：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。人類對(duì)各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用，都是通過能量轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然和利用自然的有力武器。課堂練習(xí)例題1：能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，下列是什么能轉(zhuǎn)化為什么能。（1）電熱器能量轉(zhuǎn)化的方向是

。（2）給手機(jī)電池充電能量轉(zhuǎn)化的方向是

。知識(shí)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化的理解【解析】電熱器是利用電流通過電阻絲發(fā)熱，是利用了電流的熱效應(yīng)，電熱器工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。給手機(jī)電池充電時(shí)，使內(nèi)部發(fā)生化學(xué)變化，故使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能課堂練習(xí)例題2：關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與守恒的理解，下列說法中正確的是（

）。BA.凡是能量守恒的過程就一定會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化B.摩擦生熱的過程是不可逆過程C.空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性D.由于能量的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律，所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)知識(shí)點(diǎn)：能量守恒定律的理解課堂練習(xí)【解析】選項(xiàng)A中凡是能量守恒的過程可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，也可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，不符合題意。選項(xiàng)B中摩擦生熱的過程是不可逆的。例如鉆木取火，不能用火得到木頭，符合題意。選項(xiàng)C中熱傳遞是有方向性的，熱量一定從溫度高的物體傳向溫度低的物體，或從溫度高的部分傳向溫度低的部分。不符合題意。選項(xiàng)D中由于能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化是有方向性的，雖然能量守恒，但是還會(huì)產(chǎn)生能源危機(jī)，不符合題意。故選B。易錯(cuò)提醒：能量只能被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，但是能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化都是有方向的，所以即使能量守恒，能源危機(jī)依然存在。實(shí)戰(zhàn)演練例1：（1）人類發(fā)明和制造的各種機(jī)械和機(jī)器，都可以看作是用來控制能量的轉(zhuǎn)化形式，發(fā)生的地點(diǎn)或時(shí)間的能量轉(zhuǎn)換器。按照這種觀點(diǎn)，汽油機(jī)是把

能轉(zhuǎn)化為

能的能量轉(zhuǎn)化器；干電池是把______

能轉(zhuǎn)化為

能的能量轉(zhuǎn)化器；鉆木取火是把

能轉(zhuǎn)化為_____

能。（2）汽車剎車時(shí)，由于摩擦，汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為地面、空氣的______

能，這些能量不能自動(dòng)地用來再次開動(dòng)汽車，這說明能量的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)移具有

。內(nèi)機(jī)械化學(xué)電機(jī)械內(nèi)內(nèi)方向性實(shí)戰(zhàn)演練【解析】汽車剎車時(shí)，由于摩擦，汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為地面、空氣的內(nèi)能，這些能量會(huì)散發(fā)到周圍的環(huán)境中，無法再回收利用；摩擦生熱時(shí)內(nèi)能以熱量的形式散發(fā)掉，所以能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，這些內(nèi)能不能自動(dòng)地再次開動(dòng)汽車。實(shí)戰(zhàn)演練例2：蕩秋千的小敏在蕩起一定高度以后，讓秋千自由擺動(dòng)，每次上升的高度逐漸減小，最后停下來，下列說法中正確的是（

）。DA.在此過程中機(jī)械能守恒B.能量在逐漸消失C.只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化D.機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且總的能量守恒實(shí)戰(zhàn)演練【解析】秋千自由擺動(dòng)的過程中，因?yàn)橛心Σ磷枇涂諝庾枇Φ淖饔茫詸C(jī)械能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為軸和人的內(nèi)能，即機(jī)械能不守恒，但總的能量保持不變。所以，每次上升的高度逐漸減小，最后停下來。實(shí)戰(zhàn)演練例3：用打樁機(jī)打樁，打樁錘從高處自由落下時(shí)，錘與樁因沖擊力作用表面溫度升高，這說明（

）。DA.機(jī)械能守恒B.動(dòng)能守恒C.熱能守恒D.能量守恒實(shí)戰(zhàn)演練例4：小明對(duì)“能源與可持續(xù)發(fā)展”這一章進(jìn)行了總結(jié)性反思，其中正確的是（

）。BA.能量是守恒的，不會(huì)有能源危機(jī)B.能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性C.核電站不會(huì)產(chǎn)生任何污染D.太陽能只能轉(zhuǎn)化成電能和內(nèi)能知識(shí)要點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。章節(jié)總結(jié)熱機(jī)：利用燃科燃燒釋放出的能量做功的機(jī)械，叫作熱機(jī)。