【最新】九年級物理下冊《16.5 能的轉(zhuǎn)化和守恒》 魯教版

1、5.12大地震能量的釋放二、化學能二、化學能1、燃料的燃燒是一種化學變化，燃燒時產(chǎn)生、燃料的燃燒是一種化學變化，燃燒時產(chǎn)生 的光和熱就來源于燃料儲存的化學能。的光和熱就來源于燃料儲存的化學能。2、食物也具有化學能，人們的生活、工作所消、食物也具有化學能，人們的生活、工作所消 耗的能量就來源于食物里儲存的化學能耗的能量就來源于食物里儲存的化學能三、核能三、核能內(nèi)能、機械能、電能、內(nèi)能、機械能、電能、光能、化學能、核能光能、化學能、核能活動一：活動一：比一比比一比:哪組知道的能量形式最多哪組知道的能量形式最多?（分組討論，記錄下來哦?。ǚ纸M討論，記錄下來哦?。┪覀冎赖哪芰坑形覀冎赖哪芰坑?一

2、起探討:這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？這些能量之間有聯(lián)系嗎？有什么聯(lián)系呢？討論與思考討論與思考根據(jù)圖中箭頭標出的各種能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系請

3、你列舉其中三個事例，說明它們是如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的？ 光能一、能量轉(zhuǎn)化的普遍性一、能量轉(zhuǎn)化的普遍性能量之間可以能量之間可以相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化想一想：想一想：通過剛才的學習通過剛才的學習, ,你對能量有何你對能量有何 新的認識呢新的認識呢? ?地熱能從地球內(nèi)部地熱能從地球內(nèi)部轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到水中到水中站在太陽底下，全身會熱起來站在太陽底下，全身會熱起來金屬湯匙放入開水中金屬湯匙放入開水中,金屬柄會燙手金屬柄會燙手熱能從太陽中熱能從太陽中轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移給人給人熱能從開水中熱能從開水中轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到金屬柄中到金屬柄中這些變化過程是否也伴隨著能量的轉(zhuǎn)化呢？這些變化過程是否也伴隨著能量的轉(zhuǎn)化呢？你能否再舉些能量你能否再舉些能量

4、發(fā)生轉(zhuǎn)移的事例？發(fā)生轉(zhuǎn)移的事例？能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（2）熱傳遞）熱傳遞（1）運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球）運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球能量轉(zhuǎn)移：能量轉(zhuǎn)移：能量轉(zhuǎn)化：能量轉(zhuǎn)化：小朋友滑滑梯；小朋友滑滑梯；水力發(fā)電；水力發(fā)電；火力發(fā)電；火力發(fā)電；電流通過電熱器時。電流通過電熱器時。特點：能量的形式?jīng)]有變特點：能量的形式?jīng)]有變特點：能量的形式發(fā)生變化特點：能量的形式發(fā)生變化能量也可以相互能量也可以相互轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移平時我們說的平時我們說的“消耗能量消耗能量”、“獲得能獲得能量量”“利用能量利用能量”其其實質(zhì)實質(zhì)是是什么呢？什么呢？能量的相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量的相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移通過剛才的分析通過剛才

5、的分析,我們又可以知道什么呢？我們又可以知道什么呢？想一想想一想氫氧化鈉在水中溶解，溫度升高；硝酸銨氫氧化鈉在水中溶解，溫度升高；硝酸銨在水中溶解，溫度要降低。這兩種物質(zhì)在溶解在水中溶解，溫度要降低。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？過程中，能量的形式各發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？氫氧化鈉溶于水氫氧化鈉溶于水：化學能：化學能 熱能熱能硝硝 酸酸 銨溶于水銨溶于水：熱：熱 能能 化學能化學能思考題思考題能量在相互轉(zhuǎn)化的過程中遵循怎能量在相互轉(zhuǎn)化的過程中遵循怎樣的規(guī)律？樣的規(guī)律？能量守恒定律能量守恒定律: :能量既不會能量既不會憑空消憑空消滅滅，也不會，也不會憑空產(chǎn)生憑空產(chǎn)生，它只會從，

6、它只會從一種一種形式形式轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為其他為其他形式形式，或者，或者從一個物體從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體，到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變的總量保持不變; ;能量之間可以能量之間可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移二、消耗能量二、消耗能量 利用能量利用能量 獲得能量獲得能量實質(zhì)：實質(zhì)：能量的利用或轉(zhuǎn)移能量的利用或轉(zhuǎn)移3、能量守恒定律的歷史意義、能量守恒定律的歷史意義 ：能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是分析解決問題能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是分析解決問題的一個極為重要的方法，它比機械能守恒的一個極為重要的方法，它比機械能守恒定律更普遍。例如：物體在空中下落受到定律更普

7、遍。例如：物體在空中下落受到阻力作用時，物體的機械能不守恒，但包阻力作用時，物體的機械能不守恒，但包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量是守恒的。括內(nèi)能在內(nèi)的總能量是守恒的。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀自然科學中三大發(fā)世紀自然科學中三大發(fā)現(xiàn)之一，也莊嚴宣告了永動機幻想的徹底破滅。現(xiàn)之一，也莊嚴宣告了永動機幻想的徹底破滅。十九世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)：十九世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)：一、細胞學說一、細胞學說二、達爾文進化論二、達爾文進化論三、能量守很定律三、能量守很定律 歷史上曾有不少人都想設(shè)計一種歷史上曾有不少人都想設(shè)計一種機器，他們希望這種機器不消耗任機器，他們希望這種機器不消耗任何能量和燃料，卻能

8、源源不斷地對何能量和燃料，卻能源源不斷地對外做功。這種機器被稱為外做功。這種機器被稱為“永動機永動機” “永動機永動機”的設(shè)計方案。輪子中央有一個的設(shè)計方案。輪子中央有一個轉(zhuǎn)動軸，輪子邊緣安裝著轉(zhuǎn)動軸，輪子邊緣安裝著1212個可活動的短個可活動的短桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球。方案桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球。方案的設(shè)計者認為，右邊的球比左邊的球離軸的設(shè)計者認為，右邊的球比左邊的球離軸遠些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩要遠些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩大。這樣，輪子就力矩大。這樣，輪子就會永無休止地沿著箭頭會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動下

9、去，所指的方向轉(zhuǎn)動下去，并且?guī)訖C器轉(zhuǎn)動。你并且?guī)訖C器轉(zhuǎn)動。你認為它真會那樣嗎？認為它真會那樣嗎？我們能制造出不消耗能量的永動機我們能制造出不消耗能量的永動機嗎？嗎？2 2、永動機給我們的啟示、永動機給我們的啟示人類利用和改造自然時，必須遵循自然規(guī)律。下面讓我們來看看幾種永動機模型下面讓我們來看看幾種永動機模型 。見識一下人。見識一下人們對永動機的研究情況：們對永動機的研究情況：能量守恒定律是認識自然、改造自然的有力武器，這個定律將廣泛的自然科學技術(shù)領(lǐng)域聯(lián)系起來，使不同領(lǐng)域的科學工作者有一系列的共同語言。1 1、 第一類永動機第一類永動機概念概念：不消耗能量的機器。不消耗能量的機器。結(jié)果結(jié)果

10、：無一例外地歸于失敗。：無一例外地歸于失敗。原因原因：違背了能量守恒定律。：違背了能量守恒定律。三、永動機三、永動機不可能制成不可能制成著名科學家達 芬奇早在15世紀就提出過永動機不可能的思想，他曾設(shè)計過一種轉(zhuǎn)輪，如圖1所示， 在轉(zhuǎn)輪邊沿安裝一系列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動有可能使轉(zhuǎn)輪永遠地轉(zhuǎn)動，但是經(jīng)過仔細研究之后，得出了否定的結(jié)論。他從許多類似的設(shè)計方案中認識到永動機的嘗試是注定要失敗的。他寫道：“永恒運動的幻想家們！你們的探索何等徒勞無功！還是去做淘金者吧！” 圖圖1 達達芬奇設(shè)想的永動機芬奇設(shè)想的永動機 滾球永動機滾球永動機 17世紀，英國有一個被關(guān)在倫敦塔下叫馬

11、爾基斯的犯人，他做了一臺可以轉(zhuǎn)動的“永動機”，如圖2所示。 轉(zhuǎn)輪直徑達4.3米，有40個各重23千克的鋼球沿轉(zhuǎn)輪輻翼外側(cè)運動，使力矩加大，待轉(zhuǎn)到高處時，鋼球會自動地滾向中心。據(jù)說，他曾向英國國王查理一世表演過這一裝置。國王看了很是高興，就特赦了他。其實這臺機器是靠慣性來維持短時運動的。 圖圖2 滾球永動機滾球永動機 軟臂永動機軟臂永動機 19世紀有人設(shè)計了一種特殊機構(gòu)，如圖3所示。 它的臂可以彎曲。臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長的臂端，使力矩增大。轉(zhuǎn)到另一側(cè)，軟臂開始彎曲，向軸心靠攏。設(shè)計者認為這樣可以使機器獲得轉(zhuǎn)矩。然而，他沒有想到力臂雖然縮短了，阻力卻增大了，轉(zhuǎn)輪只能停止在原地。 圖圖3 軟

12、臂永動機軟臂永動機 阿基米得螺旋永動機阿基米得螺旋永動機 1681年，英國有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個建議，利用阿基米得螺旋（圖4） 把水池的水提到高處，再讓升高的水推動水輪機，水輪機除了帶動水磨做功以外，還可使阿基米得螺旋轉(zhuǎn)不斷提水，如此周而復始，不就可以無需擔心天旱水枯了嗎？一時間，響應他的人大有人在，形形色色的自動水輪機陸續(xù)提出，竟出 現(xiàn)了熱潮。 1.水溝 2.阿基米得螺旋 3.水輪 4.水磨 圖圖4 阿基米得螺旋永動機阿基米得螺旋永動機 磁力永動機磁力永動機 大約在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實現(xiàn)永動機。他的設(shè)計如圖5所示， A是一個磁石，鐵球G受磁

13、石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的E處，從小洞B落下，經(jīng)曲面BFC返回，復又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運動下去。大概他那時還沒有建立庫侖定律，不知道磁力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認真想一想，其荒謬處就一目了然了。 圖圖5 磁力永動機磁力永動機 如果說永動機的“發(fā)明”對人類有點益處的話，那就是人們可以從中吸取教訓：一切違背能量轉(zhuǎn)化與守恒定律等自然規(guī)律的“創(chuàng)造”都是注定要失敗的 就在一些人熱衷于制造永動機的同時，科學家們從力學基本理論的研究中逐步認識到了自然界的客觀規(guī)律性。繼達芬奇之后，斯蒂文于1568年寫了一本靜力學基礎(chǔ)，其中討論斜面上力的分解問題時，明確地提出了永動機不可能實

14、現(xiàn)的觀點。 他所用的插圖畫在該書扉頁上，見圖6，圖的上方寫著：“神奇其實并不神奇。”將14個等重的小球均勻地用線穿起組成首尾相連的球鏈，放在斜面上，他認為鏈的“運動沒有盡頭是荒謬的”，所以兩側(cè)應平衡。 右圖右圖6為為 “神奇其實并不神奇神奇其實并不神奇” 說一說：下圖呈現(xiàn)的現(xiàn)象中主要說一說：下圖呈現(xiàn)的現(xiàn)象中主要體現(xiàn)了哪些能量的變化？體現(xiàn)了哪些能量的變化？光能轉(zhuǎn)化為化學能光能轉(zhuǎn)化為化學能光能轉(zhuǎn)化為熱能光能轉(zhuǎn)化為熱能勢能轉(zhuǎn)化為動能勢能轉(zhuǎn)化為動能膠片感光成像膠片感光成像激光切割金屬激光切割金屬百人跳傘百人跳傘水力發(fā)電站水力發(fā)電站化學能轉(zhuǎn)化為熱能化學能轉(zhuǎn)化為熱能光能轉(zhuǎn)化為化學能光能轉(zhuǎn)化為化學能植物生長

15、需要陽光植物生長需要陽光森林火災森林火災機械能轉(zhuǎn)化為電能機械能轉(zhuǎn)化為電能青蛙捕食時，消耗了什么能？這些能哪里去了？青蛙捕食時，消耗了什么能？這些能哪里去了？消耗體內(nèi)的化學能消耗體內(nèi)的化學能, ,轉(zhuǎn)化成了機械能和熱能轉(zhuǎn)化成了機械能和熱能它獲得了化學能，它獲得了化學能，這些能來自害蟲這些能來自害蟲它從害蟲中又獲得了什么能？這些能量來自哪里？它從害蟲中又獲得了什么能？這些能量來自哪里？人造衛(wèi)星在太空中工作人造衛(wèi)星在太空中工作所需的電能來自哪里？所需的電能來自哪里？太陽能轉(zhuǎn)化為電能太陽能轉(zhuǎn)化為電能環(huán)保太陽能公廁環(huán)保太陽能公廁已在上海市投入已在上海市投入使用，其頂部是使用，其頂部是大面積太陽能電大面積太

16、陽能電池板，它所轉(zhuǎn)移池板，它所轉(zhuǎn)移及儲存的能量可及儲存的能量可滿足廁所內(nèi)所需滿足廁所內(nèi)所需的電力供應，經(jīng)的電力供應，經(jīng)連續(xù)三天充分日連續(xù)三天充分日照后，它可供無照后，它可供無日照情況下使用日照情況下使用一周一周間歇泉間歇泉（斷斷續(xù)續(xù)向斷斷續(xù)續(xù)向外噴出熱泉水）外噴出熱泉水）地熱能地熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為水的機械能水的機械能熱泉水噴發(fā)的能量是來自哪里呢？熱泉水噴發(fā)的能量是來自哪里呢？生活中你留意過下列現(xiàn)象嗎？生活中你留意過下列現(xiàn)象嗎？熱水瓶的瓶塞有時會被彈起熱水瓶的瓶塞有時會被彈起熱能熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能水燒開時，水壺蓋會跳動水燒開時，水壺蓋會跳動地熱能地熱能是來自地球深處的是來自地球深處的熱能熱能。它來源于。它來源于地球地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水的深。地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水而到達地面，這種