2019年秋九年级物理全册 第十四章 内能的利用 第3节 能量的转化和守恒同步课件 （新版）新人教版.pptx

1、第十四章 内能的利用,初中物理（人教版）九年级 全一册,知识点一 能量的转化,1.能量的形式有多种,如机械能、内能、电能、光能、声能、磁能、化 学能、核能等。,2.能量在一定条件下可以从一种形式转化为另一种形式,也可以从一个 物体转移到另一个物体(如图14-3-1所示)。图14-3-1 温馨提示 (1)要正确区分“转化”和“转移”两个概念,“转移”是 指能量的形式不变,但能量的载体发生变化,“转化”则指能量的形式 发生变化。(2)能量的转移和转化具有一定的方向性。,例1 (2018湖南株洲中考)智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优 势,零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中 (

2、) A.电能转化为机械能 B.内能转化为机械能 C.机械能转化为电能 D.机械能转化为内能,解析 根据题意可知,智轨列车的动力系统在输出动力的过程中,消耗 了电能,得到了机械能,是依靠电动机实现能量转化的。选A。,答案 A,点拨 本题考查了能量的转化,在做这类题时,我们要注意分析哪种能 量增加了,哪种能量减少了,因为总是减少的这种能量转化为增加的那 种能量。能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总 结归纳。,知识点二 能量守恒定律,注意 能量的转化和转移是有方向性的。(1)能量的转化是指通过做功 使能的形式发生了改变,是一种形式的能转化为另一种形式的能。(2) 能量的转移是指同一

3、种形式的能从一个物体转移到另一个物体,或从物 体的一部分转移到另一部分。但能的形式没有改变,如热传递。,例2 (2018四川内江中考)根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是 ( ) A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的 B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去 D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动,解析 永动机违反了能量守恒定律,不可能实现,故A错误;两个斜面相 对接,小球从左斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右斜面,故B正确; 电水壶里的水沸腾后断电,水不再吸收热量,水的沸腾会停止,故C错误; 高速运动

4、的子弹具有动能,射穿木板的过程中,由于摩擦生热会使动能 减小,速度减慢,故D错误。选B。,答案 B,点拨 各种能量相互转化是有方向和条件限制的。,题型 能量转化或转移的判断,例 (2017黑龙江牡丹江中考)下列有关能量转化的说法正确的是 ( ) A.人造地球卫星从远地点运动到近地点,重力势能转化为动能 B.风力发电机将电能转化为机械能 C.蓄电池放电时,化学能转化为电能 D.汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,解析,答案 ACD,点拨 能量转化是中考中的热点,多以选择题、填空题为主。解决此类 题目的关键是明确过程前后的能量形式,看哪种形式的能减少了,哪种 形式的能增加了,则减少的那种形式的能转

5、化为增加的那种形式的能。,知识点一 能量的转化,1.(2017江苏常州武进二模)芬兰奥卢大学的研究团队研发出一种新型 钙钛矿材料,该材料虽只在光照、温度变化、压力变化的情况下产生电 能,但仍有着广阔的应用前景,该材料不能直接实现的能量转化是 ( ) A.光能电能 B.内能电能 C.机械能电能 D.化学能电能,答案 D 该材料可以在光照的情况下产生电能,故可以将光能转化为 电能,故A不符合题意;该材料可以在温度变化的情况下产生电能,故可 以将内能转化为电能,故B不符合题意;该材料可以在压力变化的情况下 产生电能,故可以将机械能转化为电能,故C不符合题意;由题意可知,该 材料不能在发生化学变化时产

6、生电能,故不能直接实现从化学能向电能 的转化,故D符合题意。,2.生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是 ( ) A.摩擦生热是把内能转化为机械能 B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能 C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D.摩擦起电是把电能转化为机械能,答案 C 摩擦生热是克服摩擦做功,摩擦过程中,消耗了机械能,内能 增大,机械能转化为内能,故A错误;燃料燃烧放热是把化学能转化为内 能,故B错误;电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,故C 正确;摩擦起电消耗了机械能,获得了电能,故是把机械能转化为电能,故 D错误。选C。,知识点二 能量守恒定律,3.(2017

7、山西平定东关中学月考)下列说法中错误的是 ( ) A.能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B.宇宙中能量总量是保持不变的 C.能量的转化和转移,遵从能量守恒定律 D.能量守恒定律有利于人们认识自然,答案 A 能量守恒定律适用于自然界中任何形式的能的变化,故A错 误;据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变,故B正确;能量守恒定律既 适用于能量转化过程,又适用于能量转移过程,故C正确;能量守恒定律 有利于人们认识自然,故D正确。,(2018河北邢台宁晋期末)自然界各种形式的能量可以相互转化。下列 关于机械能与其他形式能量的转化的说法不正确的是 ( ) A.帆船行驶时,风能转化为动能 B.水电站将水的

8、电能转化为机械能 C.汽车刹车过程中,刹车片会发热,将动能转化为内能 D.自行车运动员奋力蹬车时,人体内的部分化学能转化为动能,答案 B 帆船行驶时,消耗风能,使帆船运动,将风能转化为动能,故A 正确;水电站工作时,消耗水的机械能,产生电能,将机械能转化为电能,故 B错误;汽车刹车过程中,刹车片会发热,其内能增大,把汽车的动能转化 为刹车片的内能,故C正确;自行车运动员奋力蹬车时,人体内的部分化 学能转化为人和车的动能,故D正确。选B。,1.(2017湖北黄冈中学实验班自主招生)动车组列车进站前的减速过程 分为两个阶段进行:第一阶段采用“再生刹车”技术,速度从250 km/h 减至90 km/

9、h,这期间停止动力供给,列车依靠惯性继续前行,并带动发电 机发电;第二阶段采用机械刹车,速度从90 km/h开始不断减小直至停 止。关于列车进站过程中的能量转化,下列说法中正确的是 ( ) A.第一阶段减小的动能全部转化为电能,即产生的电能等于减小的动能 B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能,即产生的电能小于减小的 动能 C.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且产生的内能小于减小的动能 D.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且产生的内能大于减小的动能,答案 B 第一阶段减速过程中,由于速度变小,所以动能变小,由于继 续行驶并带动发电机发电,故将一部分动能转化为电能,由于需要克服 摩擦等阻力

10、做功减小的动能还有一部分转化为内能,即产生的电能小于 减小的动能,故A错误,B正确;第二阶段减小的动能全部转化为内能,所 以产生的内能等于减小的动能,故C、D错误。,2.(2019广东佛山南海实验中学月考)冬天晒太阳感觉暖和,这是能量的 ;搓双手感觉暖和,这是能量的 (前两空选填“转化” 或“转移”);“永动机”制造一直失败的原因是: 。,答案 转移 转化 违背了能量守恒定律,解析 冬天晒太阳感觉暖和,这是能量的转移,是通过热传递改变物体 的内能;搓双手感觉暖和,这是能量的转化,是通过做功改变物体的内能; 机器在运转时都会产生热量,热量向四周扩散,成为无用的能量,如不补 给能量,任何运动着的机

11、器都会停下来,“永动机”制造一直失败的原 因是违背了能量守恒定律。,1.(2018湖北孝感安陆期中)(多选)关于能量的转化与转移,下列说法正 确的是 ( ) A.内能可以从温度高的物体向温度低的物体转移,也可以从温度低的物 体向温度高的物体转移 B.内能可以转化为机械能,机械能也可以转化为内能 C.内能在转化或转移过程中一定有能量损失 D.能量可以从一种形式转化为其他形式,也可以从一个物体转移到其他 物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,答案 BCD 热传递的条件是存在温度差,内能从温度高的物体向温 度低的物体转移,不能从温度低的物体向温度高的物体转移,故A错误; 内能和机械能之间可

12、以相互转化,内能可以转化为机械能,机械能也可 以转化为内能,故B正确;内能在转化或转移过程中不可避免地有能量损 失,故C正确;由能量守恒定律可知,能量可以从一种形式转化成另一种 形式,也可以从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能 量的总量保持不变,故D正确。选B、C、D。,2.(2017山东烟台中考)各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请 你仿照图14-3-1中给出的两个示例,写出电能转化为机械能、化学能转 化为电能、光能转化为内能的实例。图14-3-1,答案 见解析,解析 电能转化为机械能的实例有电风扇、电动机、吸尘器、吹风机 等。化学能转化为电能的实例有干电池、水果电池等

13、。光能转化为内 能的实例有太阳能热水器等。,(2018河北秦皇岛海港期中,1,)下列对能量转化的描述不正确的 是 ( ) A.发电机工作:机械能电能 B.蓄电池放电:电能化学能 C.萤火虫发光:生物质能光能 D.内燃机工作:化学能内能机械能,答案 B 发电机工作:机械能转化为电能,故A正确;蓄电池放电时,蓄 电池相当于电源,将化学能转化为电能,故B错误;萤火虫发光将自身的 生物质能转化为光能,故C正确;内燃机工作时,燃料的化学能转化为内 能,内能再转化为机械能,故D正确。,(2019内蒙古通辽奈曼旗三中期中,8,)如图所示,在试管中装些水, 用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出。

14、(1)在这个过程中,燃料的 能转化为 能,一部分转移给 水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去时,水蒸气的 能转化为塞子 的 能。 (2)在液体沸腾过程中,水的内能 (选填“增加”“减少”或 “不变”),水的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)这个实验基本反映出了热机的工作原理,即可以利用能对外做功,它 与汽油机的 冲程的原理相同。,答案 (1)化学 内 内 机械 (2)增加 不变 (3)做功,解析 (1)在实验过程中,燃料燃烧将化学能转化为内能,内能的一部分 转移给试管内的水和水蒸气,当水蒸气的内能增大到一定程度时,水蒸 气的内能会转化为塞子的机械能,把塞子冲出去;(2)在沸腾过程中,

15、水会 吸收热量,内能变大,但水的温度不变;(3)实验中塞子冲出过程的能量转 化是内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程原理相同。,(2017黑龙江龙东中考,7,)下列关于能量转化转移现象的说法中, 正确的是 ( ) A.蓄电池充电时,化学能转化为电能 B.暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能 C.用热水袋取暖时,内能发生了转移 D.电动机工作时,机械能转化为电能,答案 C 蓄电池充电时,消耗电能得到化学能,所以是电能转化为化学 能,故A错误;暖瓶塞跳起时,瓶内气体的内能减少,瓶塞获得了机械能,所 以是内能转化为机械能,故B错误;利用热水袋取暖时,热水袋温度降低 内能减少,人体温度升高内能增加,所以是内

16、能的转移,故C正确;电动机 工作时,消耗电能,得到机械能,所以是电能转化为机械能,故D错误。,(2018浙江温州中考,2,)某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在 光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量 转换是 ( ) A.电能机械能光能 B.光能机械能电能 C.光能电能机械能 D.机械能电能光能,答案 C 太阳能板在光照时发电,即把光能转化为电能;电能供给电动 机,电动机将电能转化为机械能,调节百叶窗的开合。故该过程中发生 的能量转换是光能电能机械能。选C。,(2019广东佛山禅城月考)如图14-3-1所示,这是物理学家焦耳设计并制 作的实验装置。装置中的两个配重重力不

17、等,释放后大配重下降,小配 重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致 热量计中水的温度上升,实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如 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:,(1)请计算配重升降一次对动叶轮做功是 J。 (2)水温度升高0.2 吸收了 J的热量。 (3)在该实验中 能转化为 能,根据第一组数据减小的 机械能 增加的内能(选填“大于”“小于”或“等于”)。 (4)本实验中的误差来源于 (写出一条即可)。 (5)焦耳在这个实验的基础上继

18、续研究,率先提出了 定 律。,图14-3-1,答案 (1)420 (2)420 (3)机械 内 等于 (4)克服摩擦做功 (5)能 量守恒,解析 本题通过呈现物理学家焦耳设计并制作的实验装置来考查能量 转化和热量的计算的有关问题。能量在转移和转化的过程中,总量是不 变的。提升学生用所学知识和科学的思维方法来分析问题、解决问题 的能力。(1)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,即绳子一端移动的距离是1 m。所以升降一 次对动叶轮做的功为:W=G大h-G小h=520 N1 m-100 N1 m=420 J;(2)由 表格知,升降一次水温

19、升高0.2 ,水吸收的热量是Q=cmt=4.2 103J/(kg)0.5 kg0.2 =420 J;(3)在实验过程中,机械能转化为内能。根据第一组实验数据可以看出,减小的机械能等于增加的内能;(4)由于摩擦是 不可避免的,所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功;(5)由物理 史实可知,焦耳在这个实验的基础上继续研究,率先提出了能量守恒定律。,(2017山东潍坊模拟)微波是一种很有“个性”的电磁波。微波一碰到 金属就发生反射,金属根本无法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶 瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;微波碰到含有水分的食物,其能 量大部分被食物吸收,过量的微波辐射对人体有害。微波炉的

20、外壳用不 锈钢等金属材料制成,装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉内的磁 控管能产生振动频率为2.45109 Hz的微波,直达食物内部5 cm深,使食 物中的水分子也随之振动,剧烈振动产生大量的内能被食物吸收,于是 食物“煮”熟了,用微波炉烹饪的速度比其他炉灶快4至10倍,热效率高 达80%以上。 (1)微波炉内产生的微波属于 。,A.声波 B.电磁波 C.超声波 D.红外线 (2)家庭使用微波炉工作时,实现的能量转化的过程是 。 (3)微波炉在使用时,食物不能用金属容器装入后放进炉内加热,试根据 短文内容简述其原因: 。 (4)与其他灶具相比,微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因是: 。,答

21、案 (1)B (2)电能转化为内能 (3)金属材料只反射,不吸收和传导 微波能量,食物无法获得能量 (4)微波可以穿过绝缘材料,不会消耗 能量,直接把能量传给食物;微波能直达食物内部5 cm深,在食物内、 外部同时加热,其能量大部分被食物吸收,解析 通过阅读材料考查学生的“物理观念”“能量观念”的构 建。微波的知识在二十一章才有涉及,本题通过让学生阅读相关知识, 帮助学生构建能量观念,因知识结构的原因,问题比较简单。(1)根据题 干提供的信息微波是一种很有“个性”的电磁波,可知微波是一种电磁 波;(2)微波炉工作时,其产生的电磁波,使食物中的水分子随之振动,剧烈 振动产生大量的内能被食物吸收,内能增加了,所以能量转化过程是电 能转化为内能;(3)根据题文中的信息可知,微波一碰到金属就发生反射, 金属根本无法吸收或传导它,所以食物不能用金属容器装入后放进炉内 加热;(4)由题文的信息,微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,微波一 碰到金属就发生反射,装食物的容器则用绝缘材料制成,所以微波在金 属外壳、食物容器上几乎不消耗能量;微波能直达食物内部5 cm深,食物 的内部和外部几乎同时变熟,其能量大部分被食物吸收,所以微波炉烹饪 速度快且热效率高。,