3.8-能量的转化与守恒-课件

能量的转化与守恒科学浙教版九年级上新知导入那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？今天这节课我们着重要来学习各种能及转化规律。我们知道，动能和势能之间可以相互转化。新知讲解一、能量的相互转化1、自然界中能量的形式机械能、内能、化学能、电能、太阳能、生物能、地热能、潮汐能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。新知讲解下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？读图金属勺放入热水中水具有内能金属勺放入热水中水的内能勺子的内能转移新知讲解A物匀速上升，B物匀速下降ABB的势能A的势能转移A、B物体具有动能和势能新知讲解化学能转化森林火灾森林具有化学能，森林发生火灾时内能新知讲解势能转化特技跳伞动能跳伞运动员具有动能和势能，跳伞运动员在下落过程中：新知讲解2、太阳能的转化(1)太阳光照射到绿色植物的叶片上叶片通过光合作用电磁能化学能转变新知讲解（2）太阳光照射到大气层中，使大气产生对流电磁能转变为空气的动能。新知讲解(3)太阳光照射到太阳能热水器上，将电磁能转变为水的内能；(4)太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。新知讲解3、人体能量的来源及转化思考：人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量，那么能量来自哪里呢？所有这些能量都来自于食物。新知讲解人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。转化食物的化学能人体的内能、电能、机械能等新知讲解4、火力发电厂思考讨论：我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供你知道火力发电厂的电能是如何转化而来的吗？火力发电厂储煤罐传递带烟囱蒸汽管涡轮机发电机变压器输电线锅炉河流或水库新知讲解在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡旋机转动，涡旋机带动发动机发电。煤(天然气)的化学能内能转化机械能转化电能转化新知讲解青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？思考与讨论青蛙捕食新知讲解青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了化学能，这些能量转化为机械能；青蛙获得了机械能，这些能量来自害虫的化学能。针对练习1、火力发电燃烧煤或油把————能转化为————能。2、锯木头时锯条发热，是将______能转化为______.3、电流经过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光,，是将______能转化为______能和______能.你能说出下面各种形式的能之间是如何相互转化的？4、给手机电池充电，是————能转化为————能。化学电电内光机械内能电化学新知讲解大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。平常我们所说的“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。新知讲解氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？思考与讨论氢氧化钠在水中溶解温度会升高是把化学能转化为内能。硝酸铵在水中溶解，温度会降低是把内能转化为化学能。新知讲解阅读光合作用——地球上最主要的能量转化过程阅读课文回答什么是光合作用？为什么说光合作用是地球上最主要的能量转化过程。新知讲解光合作用：是指植物利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，并释放出氧气的过程；因为光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。因此，光合作用是地球上最主要的能量转化过程。新知讲解二、能量的转化与守恒定律我们已经知道，能量有机械能、电能、内能、化学能及核能等各种不同形式，各种形式的能量可以在一定条件下相互转化。那么在相互转化的过程中能量的多少是否发生变化呢？新知讲解思考与讨论如图用电动机提升重物时，电动机消耗的电能是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？不是全部转化重物的机械能，电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能一部分转化为内能；如果把转化后的各种形式的能量全部加起来跟电动机消耗的电能相等。新知讲解大量事实告诉我们，任何一种形式的能量在转化为其他形式的能量过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能量的总量是保持不变的。19世纪确立了自然界最普遍的规律之一——能量守恒定律。新知讲解能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。注意：能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是宏观物体运动还是微观粒子运动，都遵循这个定律。能量转化和守恒定律新知讲解思考与讨论1、你知道什么是永动机吗？永动机：不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器。机械师斯特尔永动机思考与讨论新知讲解2、如图所示，达·芬奇曾设计了一个“永动机”一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？新知讲解这个“永动机”不可能旋转不息因为圆轮转动是要克服摩擦力和空气阻力消耗能量，即机械能会转化为内能。根据能量的转化和守恒定律可知：机械能逐渐减少，经过足够长时间，机械能会全部转化为内能。新知讲解三、能量的转移和转化的方向性永动机”制造一直失败的原因是：它违背了能量的转化和守恒定律那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？思考讨论：一块炽热的铁块投入水中时能量发生怎样的转移？新知讲解当一块炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，最后两者达到相同的温度。但是，铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热。热量的转移是有方向性的，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而决不会反向转移。当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？手和竹竿的内能，能使演员上升吗？新知讲解当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。新知讲解新知讲解归纳总结：（1）能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。（2）能量的利用率不可能达到100%新知讲解能量的转化和守恒定律的建立阅读了解能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。德国医生迈尔分析了多种能量的转化和守恒的现象，成为首先阐述能量守恒思想的人。英国科学家焦耳用各种方法测定热与功之间的当量关系，精确地测定了热和机械功之间的当量关系的数值，新知讲解为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了《论力的守恒》一文。他对能量守恒定律作出了清晰、具有说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律得到人们的广泛接受，他分析了机械能、化学能、电磁能等不同形式能量的转化和守恒，并把能量守恒与永动机不可能制成联系起来。课堂练习1、能量转化和守恒定律：能量既不会消灭，也不会________，它只会从一种形式_________为另一种形式，或者从一个物体_________到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量_________。创生转化转移保持不变方向性2．遵循能量的转化与守恒定律的事件不一定都会发生，因为能量的转移和转化具有一定的_____________。3．“永动机”至今没有创造成功，其原因是()A．科学技术还不够先进B．机器不能对外输出能量C．违背了能量守恒定律D．机器只能转移能量，不能转化能量课堂练习C4．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是()A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进B．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面D．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止课堂练习C1．如图所示是小朋友们玩蹦蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析不正确的是()A．小孩上升到最高点时的重力势能最大B．小孩从空中下落的过程中重力势能转化为动能C．小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大D．小孩下落到最低点时的动能最大拓展提高D2．下列对能量转移和转化的方向性的说法不正确的是()A．在自然界中不是所有的能量都能利用；B．能量的利用是有条件的，也是有代价的；C．不同温度的物体自发进行热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反；D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力。拓展提高D课堂总结1、自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。2、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变,这就是能量转化和守恒定律。3、能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。能量的利用率不可能达到100%板书设计一、能量的相互转化1、自然界中能量的形式2、太阳能的转化3、人体能量的来源及转化二、能量的转化与守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过板书设计程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。三、能量的转移和转化的方向性1、能量的转化和转移是有方向的，内能不能自发地从低温物体传到高温物体。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。2、能量的利用率不可能达到100%