第13講 能量的轉(zhuǎn)化和守恒（原卷版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)生活中常見(jiàn)的能量；2.了解各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的；3.掌握在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能量的總量是保持不變的；4.能夠舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例；5.具有用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。【基礎(chǔ)知識(shí)】知識(shí)點(diǎn)一、能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移1.能量的存在形式2.能量的轉(zhuǎn)化在一定條件下，能量可以從一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，這種現(xiàn)象叫能量的轉(zhuǎn)化。自然界轉(zhuǎn)化各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉(zhuǎn)化。如圖為能量轉(zhuǎn)化示意圖。3.能量的轉(zhuǎn)移能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。例如，在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，或從物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分，這屬于能量的轉(zhuǎn)移。 特別提醒：能量的“轉(zhuǎn)化”和“轉(zhuǎn)移”的區(qū)別（1）能量的轉(zhuǎn)化：能量的轉(zhuǎn)化時(shí)能的形式發(fā)生了改變。在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，一種形式的能量增加了，必然其他形式的能量減少了。（2）能量的轉(zhuǎn)移：能量的轉(zhuǎn)移是指能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，能量的形式?jīng)]有改變。知識(shí)點(diǎn)二、能量守恒定律1.能量守恒定律（1）能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變。（2）對(duì)能量守恒定律的理解：①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無(wú)論是物理學(xué)問(wèn)題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問(wèn)題，所有能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，都遵從能量守恒定律。②能量守恒定律包括“能量轉(zhuǎn)化”和“能量轉(zhuǎn)移”兩個(gè)方面。特別提醒：機(jī)械能守恒和能量守恒的區(qū)別與聯(lián)系（1）機(jī)械能守恒需要滿足一定的條件，能量守恒不需要條件。（2）機(jī)械能守恒是能量守恒的特殊情況。2.永動(dòng)機(jī)（1）不少人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫做永動(dòng)機(jī)。然而，從沒(méi)有一種永動(dòng)機(jī)成功過(guò)。（2）能量守恒定律使人們認(rèn)識(shí)到：任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，而不能無(wú)中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永動(dòng)機(jī)。【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：能量轉(zhuǎn)化類(lèi)型的識(shí)別“嫦娥一號(hào)”靠太陽(yáng)能電池板提供電能，它能將多余的能量?jī)?chǔ)存在蓄電池里，這種能量的轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存的方式是（　?。?/span>。A.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為電能   B.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為光能考點(diǎn)二：能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的表述中，正確的是（　?。?/span>。A．汽油機(jī)做功沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B．蓄電池充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；C．勻速上升的電梯中的人，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；D．電飯鍋工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能考點(diǎn)三：能量守恒定律的應(yīng)用請(qǐng)閱讀下面的介紹，回答相關(guān)問(wèn)題。焦耳是一位偉大的物理學(xué)家，他成功地發(fā)現(xiàn)了焦耳定律，測(cè)出了熱功當(dāng)量……。但他在探索科學(xué)真理的道路上，也走過(guò)彎路。年輕的時(shí)候，焦耳也和許多人一樣設(shè)想能制作出一種“永動(dòng)機(jī)”——不需要給它提供任何動(dòng)力（即不消耗任何能源）就能自動(dòng)工作起來(lái)的機(jī)械裝置。他曾通宵達(dá)旦地冥思苦想，不斷地設(shè)計(jì)、制作，但沒(méi)有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思，他沒(méi)有像有些人那樣“執(zhí)迷不悟”，而是反思原來(lái)的設(shè)想，重新確定新的探究課題。經(jīng)過(guò)不懈地努力，他終于在新的研究領(lǐng)域中取得了成功，發(fā)現(xiàn)了科學(xué)真理。（1）“永動(dòng)機(jī)”制造一直失敗的原因是：它違背了______________________。（2）你從焦耳科學(xué)探究的歷程中得到的啟示是: ______________________。考點(diǎn)四：能量的轉(zhuǎn)化中的效率問(wèn)題海水的潮汐能是由于地球、月球和太陽(yáng)相互作用產(chǎn)生的能量，一日兩次，日稱(chēng)潮，夜稱(chēng)汐。世界上潮汐能蘊(yùn)藏量約為10億千瓦，我國(guó)約有1.1億千瓦。我國(guó)東南沿海某海灣如圖所示，經(jīng)測(cè)量海灣水域面積約為1.0×107米2。漲潮時(shí)水深20米，此時(shí)關(guān)上閘門(mén)，可使水位保持20米不變。退潮時(shí)，壩外水位降至18米。假如利用此水壩建潮汐水力發(fā)電站，高出壩外水面的海灣內(nèi)的水流向大海時(shí)，重力對(duì)水所做的功有10%變?yōu)殡娔苊刻煊袃纱螡q潮（兩次漲潮落差相同），求該電站一天能發(fā)電多少焦？（可把水受到的重力看作都集中在重心上，海水的密度取1.0×103千克/米3）【真題演練】1.（2021·湖南常德市）2021年5月29日20時(shí)55分，貨運(yùn)飛船“天舟二號(hào)”在海南文昌發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，并在8小時(shí)后與“天和核心艙”成功實(shí)現(xiàn)自主交會(huì)對(duì)接。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（  ）。A．用氫作燃料，是因?yàn)闅涞臒嶂荡?/span>；B．“天舟二號(hào)”打開(kāi)太陽(yáng)能帆板后可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；C．火箭向下噴燃?xì)獠拍苌仙且驗(yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?/span>；D．“天舟二號(hào)”和“天和核心艙”對(duì)接時(shí)，兩者的動(dòng)能均為02.（2021·貴州中考真題）有人設(shè)想的“永動(dòng)機(jī)”如圖所示。下列對(duì)該裝置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后的分析正確的是（  ）。A．裝置所具有的機(jī)械能始終不變；B．如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下來(lái)；C．根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去；D．裝置中小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能不會(huì)相互轉(zhuǎn)化3．（2021·貴州黔東南苗族侗族自治州）如圖所示，用力將活塞迅速下壓，玻璃筒內(nèi)硝化棉燃燒起來(lái)，該過(guò)程能量是由______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能，這一特點(diǎn)與汽油機(jī)______沖程相同。完全燃燒0.5kg的汽油，放出的熱量是______J（已知汽油的熱值為4.6107J/kg）。4．（2021·廣東中考真題）如圖為火箭發(fā)射的場(chǎng)景，火箭的燃料使用了液態(tài)氫，主要是因?yàn)樗腳_____大，火箭發(fā)射升空時(shí)，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能，再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，這個(gè)過(guò)程中火箭的機(jī)械能______（選填“守恒”或“不守恒”）。5．（2021·黑龍江中考真題）2020年5月5日，我國(guó)“長(zhǎng)征五號(hào)B”大型運(yùn)載火箭首飛成功，火箭使用液態(tài)氫作燃料是因?yàn)橐簯B(tài)氫的______較大；火箭向下噴射燃?xì)猥@得推力加速上升，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能。【過(guò)關(guān)檢測(cè)】1.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，你認(rèn)為說(shuō)法正確的是(　　)。A．水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電﹣電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；B．燃料燃燒﹣化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；C．汽油機(jī)的做功沖程﹣機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D．給蓄電池充電﹣化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2.以下關(guān)于能量的說(shuō)法中，不正確的是（   ）。A．所有能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，都遵守能量守恒定律；B．汽油機(jī)的做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；C．電動(dòng)機(jī)在工作的過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率小于1 ；D．物體受到平衡力的作用時(shí)，其重力勢(shì)能一定保持不變3.目前，市區(qū)里的老舊小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了一種打孔工具一沖擊鉆，沖擊鉆工作時(shí)，鉆頭在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，不斷沖擊墻壁打出圓孔。如圖，沖擊鉆在工作過(guò)程中，關(guān)于其能量轉(zhuǎn)化正確的是（     ）。A.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；      B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能；C.只有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化；D.有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化4.學(xué)習(xí)了能量的轉(zhuǎn)化和守恒后，同學(xué)們?cè)谝黄鹗崂碇R(shí)時(shí)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，交流了以下想法，你認(rèn)為正確的是（　?。?/span>。A．各種形式的能在一定條件下都可以相互轉(zhuǎn)化；B．一個(gè)單擺擺動(dòng)多次后最終停了下來(lái)，說(shuō)明能量的總量逐漸減小；C．空調(diào)既可以制熱也可以制冷，說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移沒(méi)有方向性；D．用電蒸鍋蒸煮醫(yī)療器械，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能5.下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的表述中，正確的是（　　）。A．汽油機(jī)做功沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B．蓄電池充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；C．勻速上升的電梯中的人，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；D．電飯鍋工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能6.下列關(guān)于能量的說(shuō)法中，正確的是（　　）。A．洗衣機(jī)工作時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；B．電水壺工作時(shí)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能；C．用熱水泡腳，身體會(huì)感覺(jué)暖和，說(shuō)明內(nèi)能可以轉(zhuǎn)移；D．能量無(wú)論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，能量總和會(huì)逐漸減少7.把一個(gè)薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾圈，并迅速地來(lái)回拉動(dòng)繩子，過(guò)一會(huì)兒，你會(huì)看到塞子跳了起來(lái)，如圖所示。從能量的角度分析,這個(gè)現(xiàn)象表明_______內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能__________________。8.細(xì)心的小明同學(xué)在觀看“神舟八號(hào)”返回艙落地時(shí)，發(fā)現(xiàn)艙外有燒焦的痕跡，如圖所示，他仔細(xì)思考后認(rèn)為這是返回艙在急速下降時(shí)與空氣摩擦， ________能轉(zhuǎn)化為 ________能，使返回艙的溫度升高所致。

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