2024年秋初中科學(xué)九年級(jí)上冊同步課件（浙教版）3.8能量的轉(zhuǎn)化與守恒

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒8能量的轉(zhuǎn)化與守恒1學(xué)習(xí)目標(biāo)2課時(shí)導(dǎo)入3感悟新知4隨堂檢測5課堂小結(jié)能量的相互轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性我們知道，動(dòng)能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。那么，其他形式的能量是否也會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化呢？能量在轉(zhuǎn)化過程中遵循什么規(guī)律呢？視頻：滾擺的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)能量的相互轉(zhuǎn)化11.自然界中能量的各種形式機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、太陽能、生物能、地?zé)崮?、潮汐能、核能等多種形式，各種形式的能量不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。思考：各種形式的能之間是否可以轉(zhuǎn)移或相互轉(zhuǎn)化？參考答案：能量可以在兩個(gè)物體之間轉(zhuǎn)移，能量形式也可以轉(zhuǎn)化。讀圖：下列物體具有哪種形式的能量？物體的能量發(fā)生怎樣變化？金屬勺放入熱水中水具有內(nèi)能，當(dāng)金屬勺放入熱水中時(shí)，水的內(nèi)能減少，金屬勺子的內(nèi)能增加。水的內(nèi)能轉(zhuǎn)移勺子的內(nèi)能2.能量的轉(zhuǎn)移A物上升，B物下降A(chǔ)BA、B物體具有動(dòng)能和勢能A物上升，B物下降，A物勢能增加，B物勢能減少。B的勢能A的勢能。轉(zhuǎn)移森林火災(zāi)森林具有化學(xué)能，森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)森林的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。特技跳傘跳傘運(yùn)動(dòng)員具有動(dòng)能和勢能，跳傘運(yùn)動(dòng)員在下落過程中：勢能動(dòng)能轉(zhuǎn)化(1)結(jié)合圖片內(nèi)容，你知道能量是如何轉(zhuǎn)化的嗎？3.能量的轉(zhuǎn)化太陽能的轉(zhuǎn)化參考答案：太陽光照射到綠色植物的葉片上，葉片通過光合作用將電磁能(光能)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在植物里；太陽光照射到大氣層中，使大氣產(chǎn)生對(duì)流，將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膭?dòng)能；太陽光照射到太陽能熱水器上，使水的溫度升高，將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)樗膬?nèi)能；太陽光照射到電池板上，將電磁能轉(zhuǎn)化為電能。(2)人體能量的來源及轉(zhuǎn)化人的生命活動(dòng)和人體完成的各種動(dòng)作，都需要能量。所有這些能量都來自于食物。食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人體的內(nèi)能、電能、機(jī)械能等。(3)火力發(fā)電廠中的能量轉(zhuǎn)化火力發(fā)電廠儲(chǔ)煤罐傳遞帶煙囪蒸汽管渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)變壓器輸電線鍋爐河流或水庫思考：我們每天都在使用電能，電能由發(fā)電廠提供。你知道在火力發(fā)電廠中，電能是如何轉(zhuǎn)化而來的嗎？參考答案：煤(天然氣)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，水沸騰后產(chǎn)生的蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化渦輪機(jī)的機(jī)械，渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能。最后電通過輸電線傳輸?shù)礁鞯氐挠脩簟Ｒ曨l：能的轉(zhuǎn)化思考與討論如圖所示，青蛙從地上躍起捕捉害蟲。在這個(gè)過程中，青蛙消耗了什么能？這些能量到哪里去了？青蛙獲得了什么能？這些能量來自哪里？青蛙從地上躍起消耗了青蛙的化學(xué)能，這些能量轉(zhuǎn)化為青蛙的機(jī)械能；青蛙獲得的機(jī)械能來自作為青蛙食物的害蟲的化學(xué)能。大量事實(shí)表明，自然界中各種形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之間會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，能量也會(huì)在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移。平常我們所說的“消耗能量”、“利用能量”或者“獲得能量”，實(shí)質(zhì)上就是能量相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。歸納總結(jié)思考與討論氫氧化鈉在水中溶解，溫度會(huì)升高；硝酸銨在水中溶解，溫度會(huì)降低。這兩種物質(zhì)在溶解過程中，能量的形式各發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？參考答案：氫氧化鈉在水中溶解溫度會(huì)升高是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；硝酸銨在水中溶解，溫度會(huì)降低是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。閱讀光合作用_____地球上最主要的能量轉(zhuǎn)化過程1.光合作用是指植物利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。光合作用光能從能量轉(zhuǎn)化的角度，就是把太陽輻射到地球上的光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中的化學(xué)能。每年全球光合作用可以產(chǎn)生大約1600億噸糖類。光合作用不僅為生物體提供食物和能量，也是目前世界上主要?jiǎng)恿Φ脑慈?。人類利用的煤、石油、天然氣等化石能源，是古代植物進(jìn)行光合作用攢積下來的。因此，光合作用是地球上最主要的能量轉(zhuǎn)化過程。我們已經(jīng)知道，能量有機(jī)械能、電能、內(nèi)能、化學(xué)能及核能等各種不同形式，各種形式的能量可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。那么能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程中，能量的多少是否發(fā)生變化？知識(shí)點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律2思考與討論:如圖所示，用電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能是否都轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能？是否還轉(zhuǎn)化為其他形式的能量？如果把轉(zhuǎn)化后的各種形式的能量全部加起來，是否跟電動(dòng)機(jī)消耗的電能相等？起重機(jī)提升重物參考答案：不是全部轉(zhuǎn)化重物的機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果把轉(zhuǎn)化后的各種形式的能量全部加起來跟電動(dòng)機(jī)消耗的電能相等。1.能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的內(nèi)容能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，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，能的總量保持不變。這就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)中葉建立起來的，是科學(xué)史上最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它把各種自然現(xiàn)象統(tǒng)一起來，描繪出一幅自然界普遍聯(lián)系的世界圖景。2.對(duì)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的理解(1)一種能增加，總伴隨著另一種形式能減少或者另一物體轉(zhuǎn)移而來。(2)該定律是大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出，是人們對(duì)自然現(xiàn)象長期觀察和研究的科學(xué)總結(jié)。(3)是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，無論是宏觀物體運(yùn)動(dòng)還是微觀粒子運(yùn)動(dòng)，都遵循這個(gè)定律。思考與討論達(dá)·芬奇曾設(shè)計(jì)了一個(gè)“永動(dòng)機(jī)”：一只圓輪，里面裝有可以自由滾動(dòng)的重鋼球，如圖所示。利用隔板的特殊形狀，使輪子一邊的鋼球總是滾到另一邊距離輪心遠(yuǎn)些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，輪子便會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)不息。你認(rèn)為這個(gè)“永動(dòng)機(jī)”能旋轉(zhuǎn)不息嗎？為什么？參考答案：這個(gè)“永動(dòng)機(jī)”不可能旋轉(zhuǎn)不息因?yàn)閳A輪轉(zhuǎn)動(dòng)是要克服摩擦力和空氣阻力消耗能量，即機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知：機(jī)械能逐漸減少，經(jīng)過足夠長時(shí)間，機(jī)械能會(huì)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。思考：“永動(dòng)機(jī)”制造一直失敗的原因是：它違背了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，那么，遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是否一定會(huì)發(fā)生呢？下面讓我們通過兩個(gè)事例來探討這個(gè)問題。知識(shí)點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性3事例1：一塊熾熱的鐵塊投入水中參考答案：內(nèi)能從鐵塊傳遞給水，最后兩者達(dá)到相同的溫度。鐵塊不可能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱，使自己變得熾熱，而不引起其他變化。盡管這一過程并不違反能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。問題1：一塊熾熱的鐵塊投入水中能量如何轉(zhuǎn)移？問題2：鐵塊能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱量使自己變得熾熱嗎？參考答案:當(dāng)雜技演員沿竹竿下滑時(shí)，演員的重力勢能有一部分轉(zhuǎn)化為手和竹竿的內(nèi)能，使手和竹竿的溫度升高。但是，相反的過程也不會(huì)自發(fā)地發(fā)生，即手和竹竿不可能自發(fā)地降低溫度，而使人的位置升高，盡管這一過程也不違反能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。事例2：雜技演員沿竹竿下滑思考：當(dāng)雜技演員沿竹竿下滑時(shí)，能量又是如何轉(zhuǎn)化？手和竹竿的內(nèi)能，能使演員上升嗎？歸納總結(jié)(1)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有一定的方向性的，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。(2)能量的利用率不可能達(dá)到100%。

思考與討論：請你舉例加以說明，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性有什么實(shí)際意義？參考答案：例如，內(nèi)能只能由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，這樣就可以用高溫物體給低溫物體進(jìn)行加熱。又例如，水總是從高處流到低處，這樣人們就可以用水的落差進(jìn)行水力發(fā)電。閱讀課文能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的建立，了解能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是眾多科學(xué)家集體智慧的結(jié)晶。1.[2022·杭州月考]下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化與守恒的說法正確的是(

)A.即使科技再發(fā)達(dá)也不可能制造出永動(dòng)機(jī)B.能量守恒定律只適用于能量的轉(zhuǎn)化過程C.“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱，它不符合能量守恒定律

D.根據(jù)能量守恒定律，小球從空中豎直落下過程中，機(jī)械能總和不變A2.[2024·湖州期末]能量轉(zhuǎn)化是自然界普遍的現(xiàn)象。下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的分析不正確的是(

)A.水果電池：電能→化學(xué)能B.電燈發(fā)光：電能→光能和內(nèi)能C.光合作用：光能→化學(xué)能D.鉆木取火：機(jī)械能→內(nèi)能A3.下列四種現(xiàn)象中，只發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移而不發(fā)生轉(zhuǎn)化的是(

)A.閉合開關(guān)后，燈泡發(fā)光

B.燒水時(shí)，水蒸氣頂起壺蓋

C.冬天