2024九年級物理下冊第二十章能源與能量守恒定律20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒授課課件新屆粵教滬屆

20.3能的轉(zhuǎn)化與能量守恒第二十章能源與能量守恒定律逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時講解1課時流程2能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化能量守恒定律能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中的方向性從身邊的問題出發(fā)在上面四幅圖中，每個物體都具有一種能量：落地過程中的蘋果具有重力勢能和動能；燃燒的木柴具有內(nèi)能；閃電具有電能；發(fā)光的太陽具有光能。木柴在燃燒時，釋放的內(nèi)能來自什么能？太陽的光能來自什么能？溫故知新通過復(fù)習以前學過的能量的類型，提出新問題，在解決新問題的過程中，豐富能量的類型，從而更深刻地認識能量的多樣性。知識點能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化知1－講11.現(xiàn)象探究：能量的轉(zhuǎn)移。物理現(xiàn)象用熱水袋取暖一個球下降，另一個球上升發(fā)電站產(chǎn)生的電能，通過輸電線送到用戶知1－講續(xù)表現(xiàn)象分析熱水的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到人體下降的球的機械能轉(zhuǎn)移到上升的球發(fā)電站的電能轉(zhuǎn)移到用戶能量特征能量的形式保持不變探究歸納上面實例中能量的形式?jīng)]有變化，能量只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，此過程叫能量的轉(zhuǎn)移知1－講2.現(xiàn)象探究：能量的轉(zhuǎn)化。物理現(xiàn)象蓄電池充電蓄電池放電核電站工作流程現(xiàn)象分析蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化成化學能蓄電池放電時，化學能轉(zhuǎn)化成電能核反應(yīng)堆工作時，鈾核裂變釋放的核能，轉(zhuǎn)化成蒸汽的內(nèi)能，通過渦輪機蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成渦輪機的機械能，并帶動發(fā)電機，使機械能轉(zhuǎn)化成電能知1－講續(xù)表物理現(xiàn)象蓄電池充電蓄電池放電核電站工作流程能量特征能量的形式變化探究歸納上面實例中能量的形式發(fā)生變化，由此可知，各種形式的能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化知1－講3.常見的各種形式的能量轉(zhuǎn)化物理現(xiàn)象能量的轉(zhuǎn)化石塊從空中落下重力勢能轉(zhuǎn)化為動能水力發(fā)電機械能轉(zhuǎn)化為電能電動機工作電能轉(zhuǎn)化為機械能用電爐燒水電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電燈發(fā)光電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能知1－講續(xù)表物理現(xiàn)象能量的轉(zhuǎn)化蠟燭燃燒化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能乒乓球從地板上彈起彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能來回迅速摩擦雙手機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能蒸汽輪機轉(zhuǎn)動內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能用煤燒水化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能知1－講難點突破抓住要點，理解新知：(1)能量以不同的形式存在，一個物體可以同時具有多種能量。(2)熱傳遞實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)移的過程，做功實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過程。(3)任何能量形式間的相互轉(zhuǎn)化都必須通過做功來完成，做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。知1－講(4)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移時能的形式不變，只是能量的載體發(fā)生了變化；能量的轉(zhuǎn)化是伴隨著物體做功而表現(xiàn)出來的，能量的形式發(fā)生了改變，一種形式的能量增加了，肯定有其他形式的能量減少了。知1－講思想方法利用對比法分析能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移能量的轉(zhuǎn)移能量的轉(zhuǎn)化定義能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或由物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分能量在一定條件下，從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式能的形式保持不變發(fā)生了改變是否需要做功不需要做功需要伴隨做功知1－練例1[中考·黑龍江]生活中能量轉(zhuǎn)化的實例很多。下列描述中正確的是()A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學能C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機械能D.摩擦起電是把電能轉(zhuǎn)化為機械能知1－練思路導(dǎo)引：能量的轉(zhuǎn)化是指在能量轉(zhuǎn)化過程中，能量的種類發(fā)生了改變。能量的轉(zhuǎn)移是能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一部分傳到另一部分，但能量的種類、特點都不發(fā)生變化。摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過程中，消耗了機械能，內(nèi)能增大，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；燃料燃燒放熱是把化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；知1－練電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，故C正確；摩擦起電是消耗了機械能，獲得了電能，是把機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。答案：C知1－練1抓住“關(guān)鍵點”識別能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化關(guān)鍵點：整個過程中，能量的形式是否發(fā)生改變。(1)若某過程中，能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變，這個過程發(fā)生的是能量的轉(zhuǎn)移。從能量減少的物體轉(zhuǎn)移到能量增加的物體。(2)若某過程中，能量的形式發(fā)生變化，這個過程發(fā)生的就是能量的轉(zhuǎn)化。判斷能量的轉(zhuǎn)化，我們主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，總是消耗的能量轉(zhuǎn)化為得到的能量。知1－練1.“長征三號乙”運載火箭搭載著“北斗三號”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，標志著我國全面完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。下列說法正確的是(

)A.燃料燃燒時，將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.火箭加速升空時，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C.衛(wèi)星上的太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為機械能D.衛(wèi)星與地面之間通過超聲波傳遞信息A知2－講知識點能量守恒定律21.現(xiàn)象探究：能在轉(zhuǎn)化過程中，能的總量會減少嗎？如圖2所示，電動機在工作時消耗了電能，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。該過程中電能減少了，但機械能和內(nèi)能增加了。知2－講科學家經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，在一定量的某種形式的能減少的同時，總伴隨著其他形式的能的增加，能的總量是守恒的，也就是說，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式。知2－講2.能量守恒定律的內(nèi)容：能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，能的總量保持不變。知2－講3.制作“永動機”必定失?。菏聦嵄砻鳎芰吭谵D(zhuǎn)化過程中，只要有運動就會產(chǎn)生熱，摩擦是不可避免的，這樣運動的能量就會減少，如果不補充能量，運動最終會停止，所以不消耗能量而能夠永遠運動的機器——永動機是不可能制成的，永動機失敗的原因是因為違反了能量守恒定律，永動機的失敗，從反面證明了能量守恒定律的正確性。知2－講歸納對比能量守恒定律與機械能守恒定律的區(qū)別條件特點能量守恒定律不需要條件一種能量減小，另一種能量必然增加，而能的總量保持不變機械能守恒定律只有動能和勢能轉(zhuǎn)化在轉(zhuǎn)化的過程中，機械能的總量保持不變知2－練根據(jù)能量守恒定律，下列情形可能發(fā)生的是()A.隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展和提高，永動機是可以制成的B.兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C.電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續(xù)下去D.出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續(xù)運動例2知2－練答案：B思路導(dǎo)引：永動機違反了能量守恒定律，不可能實現(xiàn)，故A錯誤；兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續(xù)沖上右斜面，故B正確；在電水壺的使用過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內(nèi)能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故C錯誤；出槍膛的子彈高速運動，說明子彈具有動能，子彈射穿木板由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度減慢，故D錯誤。知2－練2深度理解能量守恒定律在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變，是指發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的物體總體的能量保持不變；若從其中一個物體的角度來分析，其能量是變化的。例如小球跳起高度越來越低，因為空氣的摩擦，小球的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但是能的總量保持不變；若分析小球的能量變化情況，則小球的機械能是減少的。知3－講知識點能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中的方向性3認識能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性物理現(xiàn)象現(xiàn)象分析結(jié)論能量的轉(zhuǎn)移熱水加熱牛奶，內(nèi)能從熱水轉(zhuǎn)移到牛奶內(nèi)能自動地從高溫的水轉(zhuǎn)移至低溫的牛奶內(nèi)能可以無條件(自動)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，但內(nèi)能不能自動地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。即：能量的轉(zhuǎn)移具有方向性夏天，通電的空調(diào)可以將熱量從低溫的室內(nèi)轉(zhuǎn)移到高溫的室外在消耗電能的前提下，內(nèi)能可以從低溫的室內(nèi)轉(zhuǎn)移到高溫的室外知3－講續(xù)表物理現(xiàn)象現(xiàn)象分析結(jié)論能量的轉(zhuǎn)化草坪上滾動的足球最終停下來，機械能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能其他形式的能可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能其他形式的能量可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自動地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。即：能量的轉(zhuǎn)化具有方向性燒開水時，燃燒的煤、天然氣的化學能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能陽光照射沙灘，光能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為沙灘的內(nèi)能知3－講續(xù)表物理現(xiàn)象現(xiàn)象分析結(jié)論能量的轉(zhuǎn)化內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能時，需要借助熱機①在一定條件下(借助熱機、發(fā)電機等)，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；②許多散失到自然界中的內(nèi)能無法再利用其他形式的能量可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自動地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。即：能量的轉(zhuǎn)化具有方向性內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能時，需要借助發(fā)電機來完成物體與地面、空氣摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能都散失在自然界中，無法利用知3－講延伸拓展內(nèi)能轉(zhuǎn)化方向的典例分析：鐘表上緊發(fā)條工作，最終會停下，機械能完全轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，不需要任何外界的干預(yù)，不需要滿足任何的條件。而鐘表要從周圍環(huán)境吸熱，使這部分內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)條的彈性勢能是萬萬做不到的。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。知3－講自我反思能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程是有方向性的。不是所有的能量都可以利用，能量的利用既有條件，也有代價。正是由于能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性存在，節(jié)約能源才顯得特別重要。知3－練(1)發(fā)生熱傳遞時熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體；(2)電烙鐵工作時放出的熱量很難再轉(zhuǎn)化為電能。以上兩個事實說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有()A.任意性 B.方向性C.單一性 D.不確定性例3知3－練思路導(dǎo)引：內(nèi)能只能自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移；其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后，很難再自發(fā)地轉(zhuǎn)化為原來形式的能，這些都說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。答案：B知3－練3說明能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性的實例(1)內(nèi)能只能自發(fā)地從溫度高的物體向溫度低的物體轉(zhuǎn)移。(2)其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后，很難再自發(fā)地轉(zhuǎn)化為原來形式的能。知3－練2.[中考·連云港]核電