第节 能量的转化和守恒(配套学案P7)
(对应学生用书第8页)
一、能的转化
1.能的形式:自然界中存在着各种形式的能,如机械能、内能、电能、光能、化学能等.
2.在一定条件下,这些不同形式的能可以(选填“可以”或“不可以”)相互转化.
3.写出下列实例的能的转化.
(1)摩擦生热:机械能转化为内能.
(2)水轮机带动发电机发电:机械能转化为电能.
(3)电动机带动水泵把水送到高处:电能转化为机械能.
(4)木材燃烧:化学能转化为内能.
(5)植物进行光合作用:光能转化为化学能.
二、能量守恒定律
1.内容:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
2.普遍性:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一.
(对应学生用书第8~9页)
一、实验探究:能的转化和守恒定律
1.实验装置:如图所示.
2.实验现象:水蒸气将木塞弹出.
问题1:酒精燃烧,把化学能转化为内能.
问题2:水蒸气膨胀将木塞弹出,消耗了水蒸气的内能,得到了木塞的机械能,这实际上是内能转化为机械能.
问题3:木塞获得的机械能比酒精燃烧释放的化学能要少,为什么?
答案:燃烧过程中热量散失.
二、知识探究
探究:区别能量的转移和转化
能量转移
能量转化
内容
能量从一个物体转移到另一个物体
能量从一种形式转化为另一种形式
特点
能量形式不变
能量形式改变
实例
用炉子烧水,煤的内能转移给水
摩擦生热,机械能转化为内能
【典例】 近年来,我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐能发电站,其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作.从能量转化的角度,潮汐能发电是将( A )
A.海水的机械能转化成电能
B.海水的化学能转化成电能
C.电能转化成海水的势能
D.电能转化成海水的机械能
解析:海水涨潮、退潮时具有很大的机械能,流动的海水推动发电机转动,把机械能转化为电能储存起来,故选A.
(对应学生用书第9页)
【课堂小结】
【中考在线】
1.(2012福州)下列实例中,属于机械能转化为内能的是( A )
A.流星穿过大气层时发热发光
B.冬天,嘴对着双手哈气
C.汽油机的做功冲程
D.不锈钢汤勺放在热汤中
解析:陨石坠入地球大气层成为流星,是陨石和空气摩擦生热的过程,是机械能转化为内能的过程,A符合题意;冬天,嘴对着双手哈气,是利用热传递的方式改变内能的,B不符合题意;汽油机的做功冲程是内能转化为机械能,C不符合题意.不锈钢汤勺放在热汤中,是内能的一种转移,D不符合题意.
2.(2012烟台)如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( D )
解析:由滑梯上滑下,臀部会有灼热感,机械能转化为内能,A错;搓手取暖,钻木取火,都是机械能转化为内能,B、C错;水蒸气顶开软木塞,是利用水蒸气的内能来做功,把内能转化为机械能,D对.
3.(2012鸡西)下列关于能量转化的实例,你认为正确的是( B )
A.水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能
B.燃料燃烧——化学能转化为内能
C.汽油机的做功冲程——机械能转化为内能
D.给蓄电池充电——电能转化为化学能
解析:水轮机带动发电机发电是机械能转化为电能,A 错;燃料燃烧是化学能转化为内能,B对;汽油机的做功冲程是内能转化为机械能,C错;给蓄电池充电是化学能转化为电能,D 错.
(对应学生用书第70页)
【测控导航】
知识点
题号
能量形式
1、2、3、4、6
能的转化和守恒定律
1、2、3、4、5、6、7、8
(注:右上角一个“*”为中档题,两个“*”为难题,无标识为基础题)
【基础达标】
一、选择题
1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示).在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉意.该装置的能量转化情况是( A )
A.太阳能→电能→机械能
B.太阳能→机械能→电能
C.电能→太阳能→机械能
D.机械能→太阳能→电能
解析:小电扇在阳光照射下能转动,可断定是利用太阳能来工作的.能量转化应是太阳能转化为电能,电能再转化为机械能,选A.
2.根据能量守恒定律,下列四幅图中仅发生能量转移的一组是( D )
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
解析:试管内的冷水放入热水中,冷水变热,是冷、热水之间发生热传递,内能从热水转移到冷水中,是发生了能量转移;煤气炉将冷水烧热是煤气燃烧,化学能转化为内能,是能的转化;一球上升机械能增加,一球下降机械能减少,是机械能从一球转移到另一球,是能的转移;小灯泡通过发光,是电能转化为光能和内能,是能的转化.故选D.
3.有一种新型太阳能公共卫生间,该卫生间的照明全部由位于顶部的太阳能电池板提供,它还能将多余的能量储存在蓄电池里.其能量转化和存储的方式是( B )
A.太阳能转化为光能,再转化为电能
B.太阳能转化为电能,再转化为化学能
C.太阳能转化为内能,再转化为化学能
D.太阳能转化为电能,再转化为光能
解析:太阳能电池板是把太阳能转化为电能,太阳能电池板还将多余的能量储存在蓄电池里,即给蓄电池充电,是电能转化为化学能.故选B.
4.如图所示是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花.花盆表面的太阳能电池板在光照下,产生电流驱动电动机,使小花左右摆动.下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是( C )
A.叶片将光能转化为化学能
B.电动机将机械能转化为电能
C.太阳能电池板将太阳能转化为电能
D.小花将动能转化为化学能
解析:题目中指出小花是塑料花,不可能发生光合作用,A错;太阳能电池板是太阳能转化为电能的装置,C对;太阳能电池板产生电流驱动电动机,使小花左右摆动,是电能转化为机械能,B、D错.
5.下列说法中错误的是( A )
A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B.能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
C.只要有能的转化和转移,就一定遵从能量守恒定律
D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量是保持不变的
解析:能的转化和守恒定律是自然界中最基本的定律之一,具有普适性,是人们认识自然和利用自然的有力武器,因此A错,B对;并且只要有能的转化和转移,能的总量保持不变,因此C、D都对.故选A.
二、填空题
6.火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下突破地壳,喷涌而出.这说明流出的岩浆具有动能,它是由内能转化来的.岩浆冲上山坡,又将其动能转化为重力势能.
解析:炽热的岩浆膨胀,喷涌而出,是内能转化为机械能(动能).岩浆冲上山坡,相对于地面高度增加,重力势能增加.
7.如图,是我国最大地热发电站——西藏羊八井地热站示意图,分析原理图,从地下井→汽轮机→发电机,其能量转化过程是:内能→机械能→电能.
解析:水蒸气膨胀推动汽轮机转动,是内能转化为机械能,发电机再把机械能转化为电能.
【能力提升】
8.在一试管里装入质量为100 g的干燥细沙,用软木塞把管口封住,在塞子中间插入温度计,测得此时细沙的温度为20 ℃,然后用手指捏住试管上下晃动,过了一会儿,发现温度计的示数变为21 ℃.[c细沙=0.92×103 J/(kg·℃)]
(1)在这个过程中,细沙增加了多少内能?
(2)细沙的内能是通过什么途径增加的?
解析:试管上下晃动时,细沙相互摩擦做功,机械能转化为内能,使细沙的内能增加,温度升高.已知m=100 g=0.1 kg.Q=c细沙m(t-t0)=0.92×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(21 ℃-20 ℃)=92 J.
答案:(1)92 J
(2)通过做功的方式使内能增加的
