143能量的轉(zhuǎn)化和守恒（重難點(diǎn)突破）

20222023學(xué)年九年級物理重難點(diǎn)分類突破14.3能量的轉(zhuǎn)化和守恒（重難點(diǎn)突破）一．重點(diǎn)：能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化（共7小題）1．各種形式的能之間可以在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化，請按表中示例完成表格。能量轉(zhuǎn)化實(shí)例示例光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能植物進(jìn)行光合作用（1）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能用電熱水壺?zé)?）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電【解析】用電熱水壺?zé)畷r消耗電能，水的內(nèi)能增大，溫度升高，所以用電熱水壺?zé)畬㈦娔苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能；風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時，將風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?！敬鸢浮浚?）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電。2．觀察自己家中的家用電器的能量轉(zhuǎn)化，填寫表格。電器名稱方式洗衣機(jī)電燈熱水器電扇電視電熱毯電能轉(zhuǎn)變成其他能量形式【解析】洗衣機(jī)在工作時，消耗電能，產(chǎn)生機(jī)械能，故是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程；電燈在工作時，消耗電能產(chǎn)生光能熱能，故是將電能轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能的過程；熱水器在工作時，消耗電能，產(chǎn)生內(nèi)能，故是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；電扇在工作時，消耗電能，產(chǎn)生機(jī)械能，故是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程；電視在工作時，消耗電能，產(chǎn)生光能和內(nèi)能，故是將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能的過程；電熱毯在工作時，消耗電能，產(chǎn)生內(nèi)能，故是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程?！敬鸢浮侩娖髅Q方式洗衣機(jī)電燈熱水器電扇電視電熱毯電能轉(zhuǎn)變成其他能量形式機(jī)械能光能、內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能光能、內(nèi)能內(nèi)能3．下列各種能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況是：（1）雙手掌用力搓，手心會發(fā)熱機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（2）打開開關(guān)后，電風(fēng)扇會轉(zhuǎn)動電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（3）冬天將腳泡在熱水里，覺得暖和熱傳遞?！窘馕觥浚?）雙手掌用力搓，手心會發(fā)熱，是克服摩擦做功，消耗機(jī)械能，得到內(nèi)能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）打開開關(guān)后，電風(fēng)扇會轉(zhuǎn)動，是利用電流來做功，消耗電能，得到機(jī)械能，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（3）冬天將腳泡在熱水里，覺得暖和，是通過熱傳遞的方式來增大物體內(nèi)能的。【答案】（1）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（3）熱傳遞。4．2017年1月，北京舉行全系列環(huán)衛(wèi)電動車交付儀式，車輛應(yīng)用了鐵電池，直流交流逆變等多項全新技術(shù)，鐵電池放電過程中把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電動環(huán)衛(wèi)車所用的電動機(jī)在工作時把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！窘馕觥胯F電池放電過程中消耗化學(xué)能，得到電能，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程；電動環(huán)衛(wèi)車在工作時消耗電能，得到機(jī)械能，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！敬鸢浮炕瘜W(xué)；電；電。5．下列對能量轉(zhuǎn)化的描述不正確的是（）A．發(fā)電機(jī)工作：機(jī)械能﹣﹣電能 B．蓄電池放電：電能﹣﹣化學(xué)能 C．螢火蟲發(fā)光：生物質(zhì)能﹣﹣光能 D．內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能﹣﹣內(nèi)能﹣﹣機(jī)械能【解析】A、發(fā)電機(jī)工作：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；B、蓄電池放電時，蓄電池相當(dāng)于電源，將電能轉(zhuǎn)化其他形式的能，故B錯誤；C、螢火蟲發(fā)光：將自身的生物質(zhì)能（化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為光能，故C正確；D、內(nèi)燃機(jī)工作時，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確。【答案】B。6．如圖所示，小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放向右側(cè)擺動，B點(diǎn)是小球擺動的最低點(diǎn)，C點(diǎn)是小球擺到右側(cè)的最高點(diǎn)，且A，C兩點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直距離hA＞hC．，下列說法中不正確的是（）A．A點(diǎn)的機(jī)械能最大 B．小球的機(jī)械能總量逐漸變小 C．小球的機(jī)械能總量保持不變 D．小球的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化【解析】小球從A到B的過程中，質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，同時高度降低，重力勢能變小，大部分重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；從B到C的過程中，質(zhì)量不變，速度變小，同時高度升高，大部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。由于與空氣有摩擦，擺動過程中部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以A點(diǎn)的機(jī)械能最大，擺動過程中機(jī)械能總量逐漸變小。故ABD正確，C錯誤?！敬鸢浮緾。7．某智能百葉窗的葉片上貼有太陽能板，在光照時發(fā)電，給電動機(jī)供電以調(diào)節(jié)百葉窗的開合。該過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是（）A．電能→機(jī)械能→光能 B．光能→機(jī)械能→電能 C．光能→電能→機(jī)械能 D．機(jī)械能→電能→光能【解析】太陽能板，在光照時發(fā)電，即把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；電能供給電動機(jī)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，調(diào)節(jié)百葉窗的開合；故該過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是光能→電能→機(jī)械能?！敬鸢浮緾。二．重點(diǎn)：能量守恒定律（共9小題）8．有關(guān)能量守恒定律下列說法錯誤的是（）A．能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 B．只要有能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，就一定遵循能量守恒定律 C．能量守恒定律是人們認(rèn)識自然的有力武器 D．任何一種形式的能在轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程中，消耗多少某種形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能量的總量保持不變【解析】A、能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化。故A錯誤；B、只要有能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，就一定遵守能量守恒定律，故B正確。C、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是人們認(rèn)識自然和利用自然的有力武器，我們可以利用它為人類服務(wù)。故C正確。D、任何一種形式的能在轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程中，消耗了多少某種形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的總量保持不變。故D正確?！敬鸢浮緼。9．如圖是一種設(shè)想中的永動機(jī)，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉(zhuǎn)動用來對外做功，同時帶動抽水器將水從低處抽到高處，從而循環(huán)工作。這種永動機(jī)不能成功的原因是（）A．科學(xué)技術(shù)還不夠先進(jìn) B．違背了能量守恒定律 C．機(jī)器不能對外輸出能量 D．機(jī)器只能轉(zhuǎn)移能量，不能轉(zhuǎn)化能量【解析】設(shè)想中的永動機(jī)不能一直工作下去，因為抽水器在工作過程中，有部分機(jī)械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機(jī)械能會逐漸減少，根據(jù)能量守恒定律，最后會停止工作；永動機(jī)違背了能量守恒定律，故B正確，ACD錯誤。【答案】B。10．如圖所示是某科技館的一臺“永動機(jī)”，由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，進(jìn)入熱水后因葉片伸展“劃水”而轉(zhuǎn)動，離開熱水后形狀記憶合金迅速復(fù)原。關(guān)于該“永動機(jī)”的說法正確的是（）A．科技發(fā)展制造出了永動機(jī) B．轉(zhuǎn)動會使水溫升得更高 C．“永動機(jī)”依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量 D．水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能【解析】A、從能量守恒定律可知，科技再發(fā)展也不可能制造出永動機(jī)，故A錯誤；B、永動機(jī)轉(zhuǎn)動時，不斷從熱水中吸收熱量，熱水的溫度會降低，故B錯誤；C、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動的過程中克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)輪的速度越來越小，所以要維持轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動需要外力做功，故C錯誤；D、輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，其具有熱漲冷縮的性質(zhì)，當(dāng)其進(jìn)入熱水后受熱膨脹而伸展，在水的反作用力作用下而轉(zhuǎn)動，水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確?！敬鸢浮緿。11．如圖，兩只相同的塑料瓶，分別裝有相等質(zhì)量的水和沙子，從斜面的相同高度同時由靜止?jié)L下，結(jié)果裝水的瓶子會先到達(dá)終點(diǎn)，原因是裝水的瓶子在下滾過程中，通過克服摩擦做功把勢能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能較少，從而獲得較大的動能。【解析】水與沙子相比，水和瓶的摩擦小，沙子和瓶的摩擦大（沙子較粗糙）；瓶子滾下時，水和瓶子的摩擦比沙子的小，克服摩擦做功把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能較少，則裝水的瓶子獲得較大的動能，其速度較大，會先到達(dá)終點(diǎn)?！敬鸢浮克谎b水的瓶子在下滾過程中，通過克服摩擦做功把勢能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能較少，從而獲得較大的動能。12．動車組列車進(jìn)站前的減速過程分為兩個階段進(jìn)行：第一階段采用“再生剎車”技術(shù)，速度從250km/h減至90km/h，這期間停止動力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；第二階段采用機(jī)械剎車，速度從90km/h開始不斷減小直至停止。關(guān)于列車進(jìn)站過程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是（）A．第一階段減小的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，即電能等于減小的動能 B．第一階段減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能 C．第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能等于減小的動能 D．第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能大于減小的動能【解析】A、B、第一階段減速過程中，由于速度變小，所以動能變小，由于繼續(xù)行駛并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，故將一部分動能轉(zhuǎn)化為電能。減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能；故A錯誤，B正確；C、D、第二階段減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有一部分轉(zhuǎn)化成了電能，所以內(nèi)能小于減小的動能，故C錯誤，D錯誤。【答案】B。13．如圖所示，是小孩玩的滑梯游戲。（1）若不計摩擦和空氣阻力，小孩在下滑過程中，機(jī)械能不變。（2）若小孩在滑梯上勻速下滑，在這一過程中，他的機(jī)械能變小。（3）若小孩在滑梯上下滑時，屁股有灼熱的感覺，在這一過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（4）根據(jù)能力守恒定律，小孩開始滑下時具有1600J機(jī)械能，而滑到中點(diǎn)時他只剩下1300J的機(jī)械能，設(shè)小孩受到的摩擦力大小不變，那么滑到滑梯底端時，他的動能為1000J，整個過程有600J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！窘馕觥浚?）若不計摩擦和空氣阻力，則小孩在下滑的過程中，動能增大，重力勢能減小，機(jī)械能沒有損失，總量不變；（2）若小孩在滑梯上勻速下滑，在這一過程中，動能不變，重力勢能減小，因此他的機(jī)械能變小；（3）若小孩在滑梯上下滑時，臀部有灼熱的感覺，在這一過程中，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（4）根據(jù)能量守恒定律，依題意，滑行一半路程所放出的熱能為Q1＝1600J﹣1300J＝300J，由于摩擦阻力的大小不變，在另一半路程還將有同樣多的熱能放出，即Q2＝Q1＝300J，故知：整個過程有Q＝Q1+Q2＝600J機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能所以滑到滑梯底端時，他還剩下的機(jī)械能為1600J﹣600J＝1000J了，在底端，他的勢能為零，所剩下的機(jī)械能即為他的動能?！敬鸢浮浚?）不變；（2）變小；（3）機(jī)械；內(nèi)；（4）1000；600。14．混合動力汽車擁有汽油機(jī)和電動機(jī)兩套動力系統(tǒng)。某輛油電混合動力汽車在平直路面上加速行駛時，儀表盤上顯示只有汽油機(jī)在工作。在這個過程中，汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能。某一時刻，汽車的動能為E1，駕駛員踩下制動踏板。在車輛停下來的過程中，儀表盤顯示汽車正在進(jìn)行“動能回收”，把回收的能量轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能E2，進(jìn)行儲存。當(dāng)汽車再次起步時，儀表盤顯示此時只有電動機(jī)在提供動力，蓄電池和電動機(jī)把剛才儲存下來的能量又重新轉(zhuǎn)化為車的動能E3。你認(rèn)為E1、E2、E3的大小關(guān)系是E1＞E2＞E3?！窘馕觥科蜋C(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，汽油機(jī)工作過程中，將燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽車的動能為E1，駕駛員踩下制動踏板，汽車把回收的能量轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能E2，由于在能量的轉(zhuǎn)化過程中有能量散失，則E1＞E2；當(dāng)汽車再次起步時，電動機(jī)在提供動力，蓄電池和電動機(jī)把剛才儲存下來的能量又重新轉(zhuǎn)化為車的動能E3，由于在能量的轉(zhuǎn)化過程中有能量散失，則E2＞E3；故E1、E2、E3的大小關(guān)系是：E1＞E2＞E3?！敬鸢浮績?nèi)；機(jī)械；E1＞E2＞E3。15．2013年6月11日我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射“神舟十號”飛船。（1）火箭在加速上升過程中，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能；火箭的機(jī)械能增大（填“增大”、“減小”或“不變”），它是利用向后噴出氣流而使自身受力前進(jìn)的，這是運(yùn)用了力學(xué)中物體間力的作用是相互的規(guī)律。（2）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因為它的密度小且熱值大；（3）當(dāng)火箭在大氣層中快速飛行時，會與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，其溫度會升高，內(nèi)能會增大，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；航天飛船進(jìn)入太空以后，在沒有太陽照射時，其表面的溫度會急劇下降，這時飛船的內(nèi)能會減?。ㄟx填“增大”或“減小”），這種改變內(nèi)能的方式屬于熱傳遞。（4）已知飛行器沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程中機(jī)械能守恒，則“天宮一號”在軌道上從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)運(yùn)行的過程中，勢能變小，速度變大。（變大/變小/不變）【解析】（1）火箭在加速上升過程中，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能；火箭上升時，速度增大、高度增大，所以機(jī)械能增大；利用向后噴出氣流而使自身受力前進(jìn)的，這是運(yùn)用了力學(xué)中物體間力的作用是相互的規(guī)律。（2）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因為它的密度小，所以同體積時質(zhì)量較小，同時其熱值大，燃燒相同的液態(tài)氫會放出更多的熱量；（3）當(dāng)火箭在大氣層中快速飛行時，會與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，其溫度會升高，內(nèi)能會增大，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；航天飛船進(jìn)入太空以后，在沒有太陽照射時，其表面的溫度會急劇下降，這時飛船的內(nèi)能會減小，這種改變內(nèi)能的方式屬熱傳遞。（4）飛行器在軌道上從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)運(yùn)行的過程中，其質(zhì)量不變，高度變小，故重力勢能變小；同時其質(zhì)量不變，速度變快，即其動能變大?！敬鸢浮浚?）內(nèi)能；機(jī)械能；增大；物體間力的作用是相互的；（2）熱值；（3）升高；增大；做功；減?。粺醾鬟f；（4）變小；變大。16．神舟五號﹣﹣﹣﹣我們的飛天夢2003年10月15日9時，隨著火箭發(fā)動機(jī)的轟鳴，長征二號F運(yùn)載火箭將我國第一艘載人航天飛船“神舟五號”送入太空，實(shí)現(xiàn)了中華民族五千年的飛天夢，（見圖所示）資料庫﹣﹣火箭發(fā)動機(jī)它是噴氯發(fā)動機(jī)的一種，自帶烯料和氧化劑，它工作時不需要空氣，可以在大氣層外工作。點(diǎn)火時，燃料和氧化劑在烯燒室混合燃燒，向后噴出強(qiáng)大的氣液，同時氣體對火箭產(chǎn)生一個向前的反作用力，從而推動火箭前進(jìn)。長征二號F火箭的發(fā)動機(jī)是一種二級火箭發(fā)動機(jī)。小宇利用星期天到青島會展中心觀看了有關(guān)“神舟五號”的航天展