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第十一章 物理學與能源技術
第1節 能量守恒定律
思考：在這些能量轉化過程中遵循怎樣的規律呢？
新知引入
1.了解各種不同形式的能，知道能量是一個重要的物理量。
2.理解能量守恒定律，知道能源和能量的耗散。
3.能用能量守恒的觀點分析、解釋實際問題。
學習目標
不同的運動形式，對應不同的能量，常見的能量有機械能、內能、電能、光能等。
交流討論：下列物體具有什么形式的能量。
在空中運動的足球
燙手的暖氣片
一縷陽光
電池
機械能
太陽能
太陽能是由太陽內部氫原子發生聚變釋放出巨大核能而產生的能，來自太陽的輻射能量。
新知學習
知識點一：形形色色的能量
交流討論：下列物體具有什么形式的能量。
在空中運動的足球
燙手的暖氣片
一縷陽光
電池
機械能
太陽能
內能
化學能
（暖氣片內的水中，大量水分子在做無規的熱運動）
（電池一旦接入閉合回路，它內部的化學成分將持續發生反應，它具有化學能）
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。
化學能轉化為內能
電能轉化為機械能
新知學習
知識點二：不同形式能量的相互轉化
皮球從空中落向地面時，皮球的勢能轉化為它的動能；將電池接人電路中，電池儲存的化學能便轉化為了電能。同時電燈發出光和熱，電能轉化為光能和內能。
1.觀察你能說出下面能量之間的轉化嗎？
小球左右擺動，動能、勢能不斷相互轉化。
小球上下運動，動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）不斷相互轉化。
由 a點出發，以速度 v 運動的木塊在摩擦力作用下到 b 點停止，木塊的動能全部轉化為內能。
電能轉化為光能和內能。
2.電能
發電機發電，把機械能轉化成電能
電動機工作，把電能轉化成機械能
使用電熨斗，把電能轉化成內能；給電池充電，把電能轉化為化學能……我們在生產、生活、工作中不斷地將一種能量轉化為另一種能量。
洗衣、除
塵、健身
通信
餐飲
交通
電能
照明
娛樂
空調、冷藏
從能量利用和轉化角度來講，現代化的生活就是以電能為中心的能量轉化和利用的過程。
3.觀察下圖，認識能量來源。
太陽能熱水器 風的形成 水循環 動植物生長 食品
風力 水力 石油、煤 化工燃料
照明 發電機 汽車 燃氣灶
家庭影院 筆記本電腦 電熨斗 電車 機床
太陽
燃燒
通過上圖可以發現，我們生產、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。
我們在力學部分已知道，在只有重力或彈力 對物體做功的條件下 (或者不受其他外力的作用下），物體的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發生相互轉化，機械能守恒。
新知學習
知識點三：能量守恒定律
為什么小球擺動過程中達到的最高點越來越低？
為什么機械鐘要定時上發條？
思考
勢能最大
動能最大
這是因為小球或鐘擺在擺動過程中受到了空氣的阻力，不斷產生熱量所以機械能不守恒。但是如果把小球或鐘擺和空氣分子的內能加上，總能量仍然不變。
能量守恒定律
大量事實表明，能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
所有能量轉化和轉移過程，都遵守能量守恒定律。
歷史上曾有人妄想，不用消耗能量就能使機器運轉，或用很少的能量就能使機器永不停息地運轉，并為此設計、制作了各種各樣的“永動機”，結果都失敗了。如圖所示是歷史上兩種“永動機”的模型示意圖。
新知學習
知識點四：永動機是不可能實現的
討論交流 如圖所示是一位“發明家”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電機發電，然后，利用發電機發出的電能驅動抽水機把下水池的水再抽回上水池。這樣不斷循環下去，就可以制成一個永動機。在此過程中，水輪發電機
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
能持續運轉。你能分析一下這種永動機失敗
的原因嗎？
永動機不可能實現，因為抽水機在此過程中，機械存在摩擦,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。
永動機的失敗，從反面證明了能量守恒定律的正確性。
能量守恒定律
形形色色的能量
不同形式能量的轉化
能量守恒定律
永動機是不可能實現的
課堂小結
1. 下列說法中正確的是（ ）
A.冬天對著手哈氣，手變暖是機械能轉化為內能
B.用酒精燈給水加熱，是機械能轉化為內能
C.高速行駛的汽車爆胎是很危險的，從能量角度來看，是機械能與內能的相互轉化
D.滑冰時冰刀與冰之間相互摩擦，出現一道痕跡，是內能轉化為機械能
C
課堂練習
2．生活中能量轉化的實例很多。下列描述中，錯誤的是（　　）
A.摩擦生熱是把機械能轉化為內能
B.摩擦起電是把電能轉化為機械能
C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能
D.燃料燃燒放熱是把化學能轉化為內能
B
3．美國哈弗大學的學生設計制作了一種發電足球，球在被踢的過程中，其內部裝置能夠發電，并將產生的電能儲存在蓄電池中，用來點亮LED燈，該過程中的能量轉化形式是（　　）
A.動能→電能→化學能→光能
B.電能→動能→化學能→光能
C.動能→電能→光能→化學能
D.電能→動能→光能→化學能
A
4．下列關于能量轉化的實例，你認為說法正確的是（　　）
A.水輪機帶動發電機發電：電能轉化為機械能
B.電動機工作：機械能轉化為電能
C.燃料燃燒：化學能轉化為內能
D.汽油機的壓縮沖程：內能轉化為機械能
C

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