20.3能量的转化与能量守恒
能量的转化与守恒
能量的转化与守恒能量是物理学中一个重要的概念，它存在于宇宙万物之中，贯穿着我们的生活。
能量的转化与守恒原理是指能量在物质间相互转化，且在转化过程中总能量保持不变的规律。
一、能量的转化能量的转化可以发生在不同的形式之间，包括机械能、热能、化学能、电能等。
下面我们以常见的能量形式为例，来探讨能量的转化过程。
1. 机械能的转化机械能是物体运动和位置所具有的能量，包括动能和势能。
当物体在高处具有势能时，其下降过程中势能会转化为动能。
例如，将一个弹簧压缩起来，当我们松开手时，弹簧会迅速弹开，弹簧的势能转化为运动的动能。
2. 热能的转化热能是物体内部分子和原子的运动所具有的能量。
热能的转化可以通过热传导、辐射和对流等方式进行。
例如，将一杯热水倒入冷水中，热水分子的热运动会传递给冷水分子，热能逐渐转化为冷水的热能。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
当物质发生化学反应时，原子和分子之间的键被打破或形成，化学能会转化为其他形式的能量。
例如，我们吃食物时，人体会将食物中的化学能转化为身体所需的能量。
4. 电能的转化电能是电荷在电场中具有的能量。
电能转化主要发生在电路中，通过电流的流动，电能可以转化为其他形式的能量，如光能、热能等。
举个例子，当我们打开电灯开关，电能会转化为光能，照亮整个房间。
二、能量守恒定律能量守恒定律是指在封闭系统中，能量总量始终保持不变。
这个定律是基于能量的可转化性和不可破坏性而建立的。
在自然界的任何一个过程中，能量既不会凭空产生，也不会消失，只会在不同形式之间转化。
能量守恒定律可以通过以下几个方面进行解释：1. 闭合系统能量守恒定律适用于封闭系统，也就是在该系统内部没有能量的流入和流出。
在这种情况下，系统中的能量总量始终保持不变。
例如，一个密封的容器内气体的总能量在物质间的碰撞、分子的运动过程中保持不变。
2. 不同形式能量之间的转化能量在不同形式之间可以相互转化，但总能量保持不变。
安徽专版2022年九年级物理下册第二十章能源与能量守恒定律20.3能的转化与能量守恒课件新版粤教沪版
能力提升练
14．如图所示，磨刀师傅磨菜刀时用手接触刀刃感觉有点 “烫手”，有经验的磨刀师傅洒一些水给菜刀降温，请 回答：
(1)磨菜刀时能量发生了怎样的转化？ 解：磨刀时，克服摩擦做功，刀的温度升 高，是通过做功的方式改变物体的内能， 机械能转化为内能。
7．世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在我国酒泉卫 星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射。火箭 升空时，燃料燃烧将__化__学__能转化为内能，再转化为 火箭的__机__械__能；火箭使用的燃料主要是液态氢，这 是因为氢的__热__值__大；卫星绕地飞行时在遭遇月食期 间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内 能__减__小____(填“增大”“不变”或“减小”)。
能力提升练
________(填“能”或“不能”)上升到与原来等高的位置， 请从能量转化的角度简述理由：___________________ _____________________。
能力提升练
【点拨】金属圆环从曲面上由静止释放沿抛物线下滑， 圆环在进磁场和出磁场的过程中会产生感应电流，有 热量产生，在自然界中能量守恒，那么金属圆环的部 分机械能会转化成金属圆环的内能，所以机械能减小， 金属圆环不能上升到与原来等高的位置。 【答案】不能；金属圆环的部分机械能转化成内能了
1．①烧水时，水慢慢变热；②飞驰而过的流星拖着一条 发光的尾巴；③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来；④ 晒太阳感到暖和；⑤在砂轮上磨刀时，刀会变热。以 上五个过程中，属于能量转化的是___②__③__⑤___，属于 能量转移的是___①__④_____。(均填序号)
基础巩固练
2．【2021·黑龙江牡丹江】现在流行一款鞋，穿上它走路时， 鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理， 从能量转化的角度分析正确的是( ) A．机械能转化为电能，再转化为光能 B．电能转化为机械能，再转化为光能 C．机械能转化为光能，再转化为电能 D．光能转化为机械能，再转化为电能
能量守恒定律能量的转化与守恒
能量守恒定律能量的转化与守恒能量守恒定律：能量的转化与守恒能量，作为物理世界中的基本概念，贯穿着自然界的各个方面。
能量守恒定律是自然界中一个重要的基本定律，它描述了能量在物理系统中的转化和守恒。
本文将深入探讨能量守恒定律以及能量的转化过程。
一、能量守恒定律的表述能量守恒定律，又称为能量守恒原理，指的是在任何封闭系统中，能量的总量是恒定不变的。
换言之，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
这一定律的基本表述可以用以下数学公式表示：∑E = 0其中，∑E代表系统中所有能量的总和，它始终等于零。
这意味着在任意能量转化过程中，能量的总量保持不变。
二、能量的转化过程能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
在自然界中，能量的转化过程涉及到各种物理和化学现象。
1. 动能与势能的转化动能是物体由于运动而具有的能量，而势能则是物体在一定的位置或状态下具有的能量。
动能与势能之间可以相互转化。
例如，当一个物体从高处下降时，其势能减少，而动能增加；当物体被抛起时，动能减少，势能增加。
2. 热能的转化热能是由物体分子之间的热运动而产生的能量。
热能可以通过传导、对流和辐射等方式传递。
在能量转化中，热能可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
反过来，其他形式的能量也可以转化为热能。
热能的转化过程在能量守恒定律中发挥着重要的作用。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
化学反应中，化学能可以被释放出来，转化为其他形式的能量。
例如，燃烧是一种常见的化学反应，燃烧过程中化学能被转化为热能和光能。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律不仅在物理学中有广泛应用，也在其他学科领域中发挥着重要作用。
1. 工程领域在工程领域，能量守恒定律被广泛应用于能源的转化与利用。
例如，发电厂中的火力发电、水力发电和核能发电等过程都是能量的转化过程，能量守恒定律为各类能源的有效利用提供了理论基础。
2. 环境保护能量守恒定律也在环境保护领域发挥着重要作用。
能量的转化和守恒
定夺。 有了朋友，生命才显出它全部的价值。——罗曼·罗兰 只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。 人类的精神与动物的本能区别在于,我们在繁衍后代的同时,在下一代身上留下自己的美理想和对于崇高而美好的事物的信念。——苏霍姆林斯 基
。
2、将实验中的电源换成电灯，让重物落下，随着重物 的下落，重物的 重力势能 转化为重物的 动能 ；细绳 带动电机转轴转动，电机将动能 转化电为能 电；能 通 过导线传输到灯泡，灯泡将发光并会发热，此时灯泡将
电能 转化为 光能 和 内能 ；电机转动一段时间后还会 发热，则电机还将 电能 转化为 内能 。
碰撞时物体之间会发生能量的转移
地球上的能量主要来自太阳
1、随着电机的转动，电池中的 化学能 转化为 电能 ；
电能 通过导线传给电机，电机的转动将 电能 转化
为 动能 ； 转轴的转动将重物提起，重物在上升的过程
中将获得 动能 和 重力势能 ；电机转动一段时间后
还会发热，则电机还将 电能 转化为 内能
能量的转化和守恒
一、多种形式的能量
1、对于能，你们知道一些什么知 识。或你们有什么问题？
电闪雷鸣
高山流水
对于能我们并不陌生，在以前的 教学中，我们学习过内能、机械 能、电能、电磁能 等，在化学的 学习中，我们还学习了化学能， 从生活中我们还了解核能。
二、化学能
学习进步！
五、能量守恒定律
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，而能的总量保持不变。
20.3能的转化与能量守恒
能在转移和转化中的方向性
• 1.能在转化和转移中是有方向性的。 • 比如把热水倒进冷水里，在热传递中，能量 总是从 高温→到低温，反过来就不行！ • 2.尽管能量在转化过程中能量守恒，但总有 一部分能量是不能有效利用的—“无用的能量” 而且这些“无用能量”又不能反转化过来。 • 例：电动机在工作时（马达） （电能 → 大部分机器能+少部分内能） • 因为电流通过导体会发热！（无法避免） 例：汽车在行驶 燃料的化学能→动能+克服 摩擦力的能量（无用的能量）
20.3能的转化与能量守恒
地球上的能量主要来自太阳
3、蔬菜瓜果
4、波涛汹涌
对于能我们并不陌生，之前 ，我 们学习过内能、机械 能、电能、电磁 能 等，在化学的学习中，我们还学习 了化学能，从生活中我们还了解核能。
一、化学能
1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。 2、食物也具有化学能，人们的生活、工作所消 耗的能量就来源于食物里储存的化学能
二、能量守恒定律
能量既不会消灭，也不会凭 空产生， 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， 而能 的总量保持不变。
永动机
各种各样的“永动机”都失败。
无法实现的“永动机“ 1.“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。 2.由能量守恒定律知：无法实现 3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用 能源的途径，并减少机器运转过程中不必要 的能量损耗，而不是去研制永远无法实现的 “永动机”。
二、核能
交流与讨论
你能说出图中各种物体所具有的能量吗？
电能
重力势能
动能
内能
化学能
人们发现
《能量的转化与守恒》 PPT实用课件
自然界中能量的各种形式 电能 机械能 内能 光能
化学能
问:各种形式的能之间是否可以相互转化？
人的化学能转化为机械能
来自太阳的能被转化， 储存在煤中
炽热的铁水具有内能
内能转化成机械能
快速的化学反应能使烟火冲上天空，转化为光能
光合作用
光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖 以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。
《能量的转化与守恒》 PPT实用课件
内能） 化学能）
能量可以从一个物体转移到另一个物体
①机械能从一个物体转移到另一个物体的实例 两小球相撞，使静止的小球具有了初速度
②电能从一个物体转移到另一个物体的实例 发电机发电使电灯发亮
③内能从一个物体转移到另一个物体的实例 靠近火炉取暖
小结： 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转
化和转移 。
•
6强 调 “ 道 ” 和“人 ”之间 不可分 割、相 互联系 的重要 涵义之 一，是 肯定道 所具有 的各种 意义唯 有通过 人自身 的知和 行、认 识世界 和改变 世界的 过程， 才能呈 现出来 。正如 深山中 的花自 开自落 ，并无 美或不 美的问 题，只 有在人 的审美 活动中 ，它的 审美意 义才得 到呈现 。
•
5.西方文化将“物性”表现得非常极致 ，他们 的物质 文化可 以非常 发达， 而物质 文化的 手段﹣ ﹣科技 ，也相 应的可 以非常 发达。 西方设 计的许 多制度 特征也 是“物性 ”的， 尽量排 除人的 情感因 素。西 方所说 的“自由 ”是指 人身及 其行为 的自由 ，而中 国人的 自由更 多是“心 性”的 自由。
•
不过，“德”既有跨越时空的通达一 面，往 往又是 与时俱 进、随 地而异 的。能 历久不 衰而长 传的道 德典范 不多， 因“立 德”而 青史留 名的例 子也很 少。加 以中国 历代皇 帝都想 要作之 君作之 师，所 以士人 自然也 多朝立 功立言 的方向 努力。 大体上 ，真能 两者兼 具的读 书人， 重立功 仍胜于 立言。
能量守恒定律能量的转化与守恒
能量守恒定律能量的转化与守恒能量守恒定律：能量的转化与守恒能量，作为物理世界的基本量，贯穿着自然界的方方面面。
能量守恒定律是能量转化与守恒的基本原理，它揭示了能量在各种物理过程中的变化规律。
本文将深入探讨能量守恒定律的概念、能量的转化方式以及能量守恒在不同领域中的应用。
一、能量守恒定律的概念能量守恒定律，又称为能量守恒原理，是物理学中一个基本的定律。
它表明在封闭系统中，能量不会凭空消失或产生，只会在不同形式之间相互转化，总能量保持不变。
简言之即“能量不会凭空消失或产生，只会转移和转化”。
这一定律是基于对大量真实实验与观察事实的总结而得出的。
二、能量的转化方式能量可以通过多种方式进行转化，常见的有下列几种：1. 力学能转化：当一个物体沿着斜面下滑时，重力势能转化为动能，而动能则转化为热能和声能等其他形式的能量。
2. 热能转化：热能可以通过传导、传热等方式转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
3. 化学能转化：在化学反应中，化学能可以转化为热能、电能等形式。
4. 电能转化：电能可以通过电能转换装置转化为机械能、光能等。
5. 核能转化：核能在核反应中可以转化为热能、电能等。
三、能量守恒在不同领域中的应用1. 能源利用与节约：能量守恒定律是能源利用和节约的基础。
了解能量的转化与守恒规律，可以指导人们在生产和生活中合理利用能源，降低能源的浪费。
2. 环境保护与减排：能源的利用与转化往往伴随着能源的消耗和废气的排放。
通过对能量守恒定律的应用，可以提高能源的利用效率，减少废物和废气的产生，达到环境保护和减排的目的。
3. 建筑设计与能效改善：在建筑设计中，通过运用能量守恒定律，可以优化建筑结构，提高能源利用效率，减少能源消耗。
4. 交通出行与能源利用：交通运输是能源消耗的重要领域，通过研究交通工具的能量转化与守恒，可以推动新能源技术的发展，改善交通出行的能源利用效率。
5. 新能源开发与利用：能量守恒定律为新能源的开发与利用提供了指导。
2022年九年级物理下册第二十章能源与能量守恒定律20.3能的转化与能量守恒习题课件新版粤教沪版
夯实基础逐点练
9.【中考•嘉兴】各种形式的能量都不是孤立的，它们可 以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向 性的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的 是( )
A．①②③④ C．②①③④
B．②③④① D．①③④②
夯实基础逐点练
【点拨】树木通过光合作用，将太阳能转化为化学能 贮存起来；树木埋在地下经过漫长的地质年代会变成 煤；燃煤电厂给空调提供电能。 【答案】C
夯实基础逐点练
【点拨】自然界的总能量是守恒的，能量不可能凭空 消失，也不可能凭空产生，但随着能量耗散，可利用 的能量减少了，所以会有能源危机，因此我们要节约 能源。所以A、B、D均错，而C正确。 【答案】C
夯实基础逐点练
7．不同形式的能量，在一定条件下可以相互_转__化___； 同时，能的转化和转移过程是有_方__向__性___的。
整合方法提升练
(1)从a点到最低点b的过程中，铁锁的动能、重力势能如 何变化？ 【点拨】铁锁在摆动时与空气摩擦，会有一部分机械 能转化为内能，使得机械能减少，当再次摆回到右侧 最高点时，动能为零，重力势能比释放时小，故铁锁 无法到达初始位置。 解：从a点到b点过程中，重力势能减少，动能增加。
整合方法提升练
探究培优拓展练
【方法规律】本题采用实验归纳法，即通过大量实验 分析得出能量守恒定律。 【答案】升高；对水做功，水的内能增加；机械能转 化为内能
探究培优拓展练
(2)科学家某次实验测得数据如下：小配重重力G小＝100 N， 大配重重力G大＝520 N，每升降一次配重各自移动的距离 h＝1 m，热量计中水的质量m＝500 g，升降次数与水温 变化的关系如下表： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是
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安徽铜都双语学校自主发展型人本跨界大课堂物理学道九年级班姓名日期2月24日编号
课题：§20.3能的转化与能量守恒课型设置：自研·互动45分钟+ 展示45分钟
一、学习目标: 1.知道能量守恒定律； 2.能举出日常生活中能量守恒的例子； 3.初步了解现实生活中能量的转化和转移有一定
的方向性。
4.通过能量转化和转移认识效率。
二、定向导学·互动展示：
自研自探环节合作探究环节展示提升环节
质疑评价环节
总结归纳环节自学指导内容、学法、时间互动内容、形式、时间展示方案内容、方式、时间随堂笔记（成果记录·知识生成·同步演练）
导学一：能的转移和转化
学法指导：认真阅读P80-82的内容，首先明确自然界中能量的形式多种多样，通过图文结合的方式，领悟这些能量不仅可以转移，而且可以转化。
自主思考并完成活动2中的填空，标注疑难，准备在互动中寻求帮助：
导学二：能量守恒定律
学法指导：认真阅读P82-83的内容，看懂图20-18中的示意图，最好给图中每个球标上序号，再通过图文结合的方式，能够说明永动机失败的原因。
自主思考并完成下列问题，标注疑难，准备在互动中寻求帮助：
导学三：能在转移和转化过程中的方向性
学法指导：先看下面老师给你提供的几个问题，再带着问题认真阅读P84的内容，认真领悟“方向”和“回收”，明白节约能源的意义和价值。
自主思考并完成下列问题，标注疑难，准备在互动中寻求帮助：
1.能量是否能重复使用？
2.耗散的能量能否回收？
（20min）交流与分享
A.两人小对子：
对子间检查并评
定自研成果，针
对自学的内容相
互解疑。
针对能量守恒定
律相关知识进行
交流讨论。
（ 5min ）
冲刺与挑战
B、五人互助组：
小组长主持：
重点讨论：
①重点对板块一
的转移和转化交
流讨论；
③对板块三的永
动机给小球标上
序号并画出中垂
线来突破难点。
（ 5min ）
准备与预展
C、十人共同体：
获得任务后，3名
同学完成展示板
的规划。
有问题的同学继
续寻求帮助。
剩余同学在组长
组织预展。
（ 5min ）
展示单元一预设：
组代表借助导学
一，将重点内容板书
在黑板上，标注关键
词，要求对照实例展
示转移和转化。
分析随堂笔记中
的两道题，给出答
案，与全班互动展示
更好。
最后将能的转移
和转化进行归纳。
展示单元二预设：
组代表必须板画
两个永动机的结构
示意图，最好给小球
标上序号，画出中垂
线来分析永动机失
败的原因，自然引出
能量守恒定律，并当
堂消化。
分析下面
这道题,给出正确答
案和理由，要求写出
已知、公式和解题过
程。
展示单元三预设：
组代表必须提炼
出课本例子中的关
键词，并板书在黑板
上，重点展示能量转
移和转化的方向性。
借助随堂笔记的内
容，给出正确结果和
理由，分析归纳“方
向性”。
展示单元四：
结合三个板块的内
容，尝试对当堂反馈
给出正确答案，并给
出答案的理由，按照
计算题写出规范的
解题格式，重点展示
解题的切入点、关键
点、易错点。
一：能的转移和转化
⒈自然界物质运动的形式多种多样，每一种运动形式都对应一种能量，如机械运
动对应有能，分子运动对应能，化学运动对应有能，
电磁运动对应有光能、电能，原子运动对应有核能。
2.你还能列举生活中机械能、内能、电能之间的相互转化的实例吗？
二：能量守恒定律
1.图20-17中电动机在工作中消耗了能，是否都转化成了机械能？
还转化成哪些形式的能?
2.任选图20-18一种“永动机”谈谈失败的原因是什么？
3.能量守恒定律的内容是什么？
议题二：1.小明家新买的电热淋浴器的铭牌如下表所示，小明按说明书要求给淋浴
器装满水，通电50min，观察到淋浴器上温度计示数由23℃上升到45℃。
求：
⑴在加热过程中，水箱中的水吸收多少J的热量？C水=4.2×103J/(㎏·℃)
⑵电淋浴器加热过程中消耗的电能是多少J？
⑶比较⑴、⑵两问的计算结果，你认为有没有违背能量守恒定律？为什么？
三：能量在转移和转化过程中的方向性
1.能量在转移和转化过程中，具有什么规律性？
2.从能量在转移和转化过程中的规律性，你认为节约能源的意义和价值在哪里？
3.能量转化和转移是有的，具有性。
例如：火炉把内能传递给
周围空气，而这些内能却不能自动收集起来再利用。
4.通常能量在转移或转化过程中，总伴随着“热”的产生，以发电机与电动机对
接为例，无论是电动机或发电机，它们在转动过程中总是有摩擦存在的，摩擦生
热现象必然发生；电流通过线圈时，电流的热效应也是不可避免的。
请你谈谈，
上述例子中，什么能量的耗散无法回避？被耗散的这种能量可以回收吗？
（30分钟）对子评定等级：
额定电压220V
输入功率1600W
水箱容积50L
【知能转化】
通过自研，同学们尝试完成当堂反馈的基本常识题，第3题思考白天和夜晚交通指示灯都会亮，第4题从能源的分类、使用、守恒等方面归纳，第5题要求写出规范的解题格式。
（10min）
拓展性运用（知识生成、拓展提高、规律总结、知识框架）。
三、当堂反馈（10 + 8 min）
1.请你列举下列几个能量转化的例子：
（2）机械能转化为电能：；（1）电能转化为机械能：；
（3）电能转化为内能：；（4）内能转化为电能：；（5）机械能转化为内能：；（6）内能转化为机械能：。
2.请你写出核电站的发电过程中，从核能到电能经历了哪些能量转化？
3.城市交通指示灯及路灯照明系统已使用太阳能。
请你写出其中经历了哪些能量转化？
4.既然能量是守恒的。
为什么还要说“能源危机”并倡导合理利用和节约能源？
5.某地区的平均风速是6m/s，已知空气的密度是1.2㎏/m3。
此地有一风车，风车的叶转动时可以形成面积约1200m2的圆面，求：(1)平均1s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面？
(2)已知1㎏空气以这样的速度运动时具有的动能为18J，假如这个风车能将流过此圆面内气流动能E动的10%转变为电能，则该风车平均每秒钟发出的电能E电是多少？
四、【培辅课】（附培辅单）
疑惑告知：
效果描述：
五、【反思课】：
今日心得：
今日不足：
【教师寄语】在自主探究中感受乐趣·在互动交流中学会合作·在展示体验中成就自我。