第十四章內能的利用第1節能量的轉化與守恒學習目標1.能列舉生活中機械能、內能、電能等不同形式能量的轉化實例，說明能量轉化的普遍性。2.通過秋千擺動、小球彈跳等案例，歸納能量守恒定律的內涵，能用定律解釋“永動機不可能制成”的原因。3.能分析自然界和生活中能量轉化過程，說明能量總量保持不變。4.體會科學理論的發展歷程，形成“守恒”的物理思維方法。5.關注能量利用與社會發展的關系，認識節能的重要性，樹立可持續發展觀念。課前導入任務一：探索能量轉化的多樣性問題1：摩擦雙手的實驗中，你感受到了什么？這種能量是如何轉化的？自主學習：想想做做，回答下列問題。機械能轉化為內能自主學習：想想做做，回答下列問題。問題2：曬太陽時，水溫上升，這是哪種能量轉化成了哪種能量？問題3：太陽能風扇，哪種能量轉化成了哪種能量？問題4：塑料筆桿摩擦后能吸紙片，這說明了什么能量轉化？太陽能轉化為內能太陽能轉化為機械能機械能轉化為電能問題5：你能舉例說明生活中的一些能量轉化例子嗎？電能轉化為機械能化學能轉化為內能化學能轉化為光能機械能轉化為電能電能轉化為機械能一個小球轉移到另一個小球高溫物體轉移到低溫物體光能轉化為化學能能量的轉移469587213469587213問題6：不同形式的能量可以在一定條件下相互轉化，圖中給出了兩個實例，你能補充其它的嗎？摩擦生熱做功沖程電動機發電機地熱發電火藥爆炸壓縮二氧化氮太陽帆敲擊生火花469587213高溫物體發光太陽能熱水器光合作用充電器充電呼吸作用電池供電太陽能電池燃料燃燒吸熱化學反應469587213任務二：理解能量守恒定律問題1：為什么秋千和小球會越擺/跳越低？減少的機械能去哪里了？在秋千和小球的運動中，看似能量減少了，其實是在運動過程中，有一部分機械能轉化成了內能。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。這就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

要使機器持續不斷地做功，即要有水不斷地流下來，就要消耗能量把流到低處的水抽到高處，而做機械運動的各部件之間有摩擦，會產生內能，機械能就會逐漸減少，使流下的水不能全部抽回。圖14.1-4是一種設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，使葉片轉動來對外做功，同時帶動抽水機將水從低處抽到高處，從而循環工作。你能不能從能量守恒的角度說明它為什么不能一直工作下去?任務三：深入探究能量轉化的具體實例能量轉化和轉移過程是有方向性的。問題：冰箱是如何利用能量來保持食物新鮮的？它涉及哪些能量轉化過程？冰箱利用電能驅動壓縮機工作，將電能轉化為機械能；通過制冷循環，將冰箱內部的熱量轉移到外部環境中，這個過程中涉及到了制冷劑的內能變化（雖然不直接說是機械能轉化為內能，但制冷循環是能量轉移的關鍵）和熱量的傳遞。能量在利用的過程中，總有一部分能量無法自動轉化為其他形式的能量，因而無法再利用。熱量只能自發的從高溫物體向低溫物體轉移，而不能自發的反向轉移。若要實現其反相轉移，需要外界適當干預，或滿足一定條件。如冰箱可以將熱量從高物體向高溫物體轉移，但外界必須做功。判斷：熱量只能從高溫物體傳遞向低溫物體。課堂小結一:能量轉化的多樣性二：能量守恒定律三：能量轉化各種利用內能做功的機械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能量轉化和轉移過程是有方向性的課堂訓練1.下列關于能量轉化轉移現象的說法中，正確的是（）A.蓄電池充電時，化學能轉化為電能B.暖瓶賽跳起時，機械能化為內能C.用熱水袋取暖時，內能發生了轉移D.電動機工作時，機械能轉化為電能2.根據能量守恒定律，下列情形可能發生的是（

）A.隨著科學技術不斷發展和提高，永動機是可以制成的。B.兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面。C.電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續下去。D.出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續運動。CB課堂訓練3.在某密閉隔熱的房間內有一電冰箱，現接通電源使電冰箱開始工作，并打開電冰箱的門，則過段時間后室內的溫度將（）A．降低 B．不變 C．升高 D．無法判斷C課堂訓練4．如圖所示為生活中常用的熱水瓶，其外壁采用鍍銀的雙層玻璃，并將中間抽成真空，這是為了減少____________。注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，軟木塞會跳起來，這一過程中瓶內氣體的_______能轉化為軟木塞的機械能。汽油機的_______沖程也發生同樣的能量轉化。熱量散失內做功課堂訓練5.一個同學把乒乓球從1m高處自然放手，反彈后不能上升到高于1m的地方。（1）這是不是違反了機械能轉化和守恒規律？為什么？（2）若要使乒乓球反彈的高度超過1m，你該怎么辦？解：（1）沒有違反機械能轉化和守恒規律；因為乒乓球在下落的過程中和碰撞過程中，需要克服空氣摩擦阻力來做功和能量損耗，消耗掉一部分能量，發生了能量的轉化；課堂訓練解：（2）用力向下