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(共30張PPT)
第十一章 物理學與能源技術
第1節(jié) 能量守恒定律
你知道自然界中有哪些常見的能量嗎？
新知導入
1.了解能量及其存在的不同形式。
2.通過實驗認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體，不同
形式的能量可以相互轉化。
3.知道能量守恒定律；能舉出日常生活中能量守恒的實例。
學習目標
1.常見的能量：機械能、內能、電能、光能，電磁能、化學能、原子能、生物能、太陽能等。
你能說出下圖中各物質具有什么能量嗎？
從八年級上冊第二章就開始接觸能量，你能說出常見的能量有哪些嗎？
一、形形色色的能量
新知學習
2.討論交流：物體具有的能量
在空中運動的皮球
一縷陽光
在空中運動的皮球具有機械能，一縷陽光具有太陽能，太陽能是由太陽內部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來自太陽的輻射能量。
燙手的暖氣片
電池
暖氣片內的水中，大量水分子在做無規(guī)的熱運動具有內能。電池一旦接入閉合回路，它內部的化學成分將持續(xù)發(fā)生反應，它具有化學能。
動手試試：1．來回迅速摩擦雙手。
2．用鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后再靠近細小的紙片。
觀察實驗發(fā)生的現(xiàn)象，討論發(fā)生了哪些能量轉化？
自然界中，能量不僅可以從一個物體轉移到另一個物體，不同形式能量的相互轉化能量之間還可以相互轉化。
快速摩擦雙手,機械能轉化成內能
筆桿摩擦靠近紙片,機械能轉化為電能和內能
二、不同形式能量的相互轉化
各種形式的能可以互相轉化
鉆木取火
機械能轉化為內能
水電站里水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電
機械能轉化為電能
電動機帶動水泵把地下水送到地面
電能轉化為機械能
植物吸收太陽光
進行光合作用
燃料燃燒時發(fā)熱
光太陽能電池
光能轉化為化學能
化學能轉化為內能
光能轉化為電能
各種形式的能可以互相轉化
風車發(fā)電
機械能轉化為電能
行駛的內燃機車
內能轉化為機械能
電能轉化為化學能
電池充電
各種形式的能可以互相轉化
既然不同形式的能量是可以相互轉化的，為了便于傳遞、輸送，我們利用最廣泛的能量形式是哪一種呢？
電動機工作，把電能轉化為機械能
使用熨斗，把電能轉化成內能
給電池充電，把電能轉化成化學能
從能量利用和轉化角度來講，現(xiàn)代化的生活就是以電能為中心的能量轉化和利用的過程。
嘗試一下，按圖中給出的實例，你能做些補充嗎？
思考：我們生產(chǎn)、生活中的能量從哪里來？
（1）各種植物通過光合作用，把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。
（2）煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。
（3）此外，水能、風能等也都是由太陽能轉換來的。也就是說地球上的能量大部分來自太陽能。
由此我們生產(chǎn)、生活中利用的能量追根溯源，大都來自太陽。太陽的輻射，向地球傳遞了巨大的能量。
做一做：取一皮球，掉在地上觀察其每次反彈高度的變化。
其結果是一次比一次低，直至靜止為止。
2.減少的機械能到哪里去了？
小球跟空氣和地面摩擦，一部分的機械能轉化為內能。
1.小球的高度逐漸降低說明了什么？
說明了小球的機械能逐漸減少。
三、能量守恒定律
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，只能從一個物體轉移到其他物體，或者從一種形式轉化為其他形式。
能量守恒定律的內容：能量在轉移和轉化的過程中，能的總量保持不變。
討論：有人曾設想制造一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫永動機。
　　這種機器有可能制成嗎？為什么？
1.永動機：
不消耗能量，就可以永遠地運動下去，并連續(xù)不斷地做功的機器。
四、永動機是不可能實現(xiàn)的
任何一種機器在進行工作時，都不可避免地克服機械自重、機械摩擦等做額外功，從而損耗一部分能量。即在所謂的“永動機”工作過程中，自身所具有的機械能不斷損耗，轉化為內能散失掉。
2.如圖所示是達·芬奇設想的永動機，你認為能實現(xiàn)嗎？________，請說明理由 。
水銀的流動能不能使這個輪子不停地轉下去呢？
不能
違背能量守恒定律
【分析】雖然自然界中的能量是守恒的，它既不會消滅，也不會創(chuàng)生，但由于自然界里無論什么運動都會產(chǎn)生熱，熱向四周擴散，成為無用的能量。如不補給能量，任何運動著的機器都會停下來。
【解答】給永動機一個動力后，由于水銀的流動，永動機在一定時間內能夠保持轉動，但由于摩擦力的存在，將有一部分能量以熱量的形式散失掉，如果不補充能量，則機器不能永遠運動，所以自然界中不可能存在永動機，它違背了能量守恒定律。故答案為：不能；違背能量守恒定律。
3.討論交流：分析一種永動機
一位“發(fā)明家”設計的一種永動機。他的設想是：利用上水池的水向下的沖力使水輪發(fā)電機發(fā)電，然后，利用發(fā)電機發(fā)出的電能驅動抽水機把下水池的水再抽回上水池。這樣不斷循環(huán)下去，就可以制成一個永動機。在此過程中，水輪發(fā)電機還可以抽出一部分電能供用電器使用。真是一種美妙的設想！遺憾的是，這個永動機不能持續(xù)運轉。你能分析一下這種永動機失敗的原因嗎？
一種永動機的示意圖
【分析】在能量轉化的過程中，總會有一部分能量以熱的形式向四周擴散，成為無用的能量，所以抽水機的機械能會逐漸減小。
【解答】永動機不可能實現(xiàn)，因為抽水機在此過程中，有部分機械能會轉化為內能，即機械能會逐漸減少，所以機械能總量不守恒，永動機裝置不能實現(xiàn)。
能量及其轉化
世界上存在著不同形式的能量，能量之間可以相互轉化
能量守恒定律
能量是守恒的、永動機是不存在的
能量守恒定律
課堂小結
1.如圖所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料小花?；ㄅ璞砻娴奶柲茈姵匕逶诠庹障拢a(chǎn)生電流驅動電動機，使小花左右擺動。下列有關該小花在擺動過程中能量轉化的描述正確的是(　　)
A．葉片將光能轉化為化學能
B．電動機將機械能轉化為電能
C．太陽能電池板將太陽能轉化為電能
D．小花將動能轉化為化學能
C
隨堂練習
2．下列關于能量的轉化和守恒的說法中錯誤的是(　　)
A．高山上滾下的石塊越來越快，說明重力勢能轉化為動能
B．酒精燃燒時，將化學能轉化為內能
C．發(fā)電機發(fā)電時，將機械能轉化為電能
D．人們對太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生
D
3．能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一，下列能量轉化過程中，屬于內能的轉移的是（ ）
A．用電燈照明
B．光合作用
C．用暖水袋取暖
D．天然氣的燃燒
C

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