資源簡介

14.3能量的轉化和守恒
【學習目標】
1．知道各種形式的能是可以相互轉化的。
2．知道各種能在轉化的過程中，能量的總量是保持不變的。
3．會應用能量守恒定律解釋有關的物理現象。
【學習重點】
能量的轉化與守恒定律的理解。
【學習難點】
能量的轉化與守恒定律的應用。
【學習過程】
一、知識準備。
1．機械能守恒：如果只有動能和勢能的轉化，機械能的總量保持不變。
2．內燃機的一個工作循環包括_______、_______、________、________四個沖程，其中壓縮沖程活塞向上運動，壓縮缸體內氣體，_____能轉化為_______能，做功沖程，燃燒產生的高位高壓氣體推動活塞向下運動，________能轉化為_______能。
3．對物體做功，物體的內能______，從能量轉化的角度上我們說，_______能轉化為了物體的_______能；物體對外做功，內能_______，物體的________能轉化為________能。一定條件下，內能可以與機械能之間互相轉化。
二、新課講解。
探究一：能量的轉化和轉移。
1．如圖，是一種設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉動用來對外做功，同時帶動抽水器將水抽到高處，從而循環工作。請你從能量守恒的角度說一說它能不能一直工作下去？
三、知識總結。
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另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
四、延伸應用。
一、單選題
1．關于圖所示的熱現象，說法正確的是（　　）
A．圖甲中炙熱的鐵水具有內能，冰冷的冰塊沒有內能
B．圖乙中冬天搓手取暖是將內能轉化為機械能
C．圖丙中用濕毛巾冷敷降溫是通過熱傳遞的方式減小人體的內能
D．圖丁中能量轉化與汽油機做功沖程能量轉化都是機械能轉化為內能
2．瀑布從高峰傾瀉而下，驅動發動機轉動發電，在此過程中，能量轉化的順序為（　　）
A．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→動能→電能
C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→電能→動能
3．關于圖所示的四幅圖，下列說法中正確的是（　　）
A．甲圖，軟木塞飛出時，管內氣體的內能轉化為軟木塞的機械能
B．乙圖，工人鋸木頭，是通過熱傳遞使木頭的內能改變
C．丙圖，迅速下壓活塞，是通過熱傳遞改變筒內空氣的內能
D．丁圖，冬天我們使用暖水袋取暖是通過做功的方式實現的
4．如圖所示，一輛電動汽車在水平路面上勻速行駛，下列說法正確的是（　　）
A．若汽車突然剎車，乘客向前傾倒，是由于汽車的慣性造成的
B．汽車受到的支持力是由于汽車輪胎發生形變產生的
C．行駛過程中，電池儲存的能量全部轉化為汽車的機械能
D．車身上方比車身下方空氣流速大，壓強小
5．如圖所示，2022年4月16日9時56分，神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，三位航天員身體狀態良好，標志著神舟十三號載人飛行任務取得圓滿成功。下列關于飛船返回艙返回過程的說法正確的是（　　）
A．返回艙進入大氣層時宛如一顆“火流星”，是因為內能轉化為機械能
B．返回艙進入大氣層時艙體表面敷設的特殊材料升華放熱，具有降溫作用
C．返回艙距地面10千米左右，降落傘依次打開開始減速下降，其機械能保持不變
D．返回艙距地面1.2米，反推發動機點火“剎車”利用力的作用是相互的原理，平穩著陸
6．人們在實際生活中使用下列設備時，所涉及到的能量轉化正確的是（　　）
A．用天然氣灶炒菜，是電能轉化為內能
B．電梯運行過程中，是機械能轉化為電能
C．用太陽能電池板，是太陽能轉化為電能
D．秋千向下擺的過程中，是動能轉化為重力勢能
7．下列有關說法正確的是（　　）
A．壓縮沖程中柴油機氣缸里的氣體內能減小
B．物體吸收熱量后，內能增大，溫度一定升高
C．搓手時感到暖和是因為產生了熱量
D．給手機充電時是將電能轉化為化學能
二、填空題
8．利用氣球可以完成下列實驗：
（1）在氣球上粘上小塑料顆粒，代表宇宙中的天體，氣球膨脹時，任意一個塑料顆粒周圍的其他的塑料顆粒都與它___________，可模擬宇宙膨脹現象。
（2）如圖1所示，充滿氣體的氣球向左噴氣而向右飛出，說明___________，此過程發生的能量轉化與圖___________（選填“2”或“3”）中的能量轉化是一致的。
9．恰逢中秋佳節到來，2021年9月20日，長征七號運載火箭成功發射天舟三號貨運飛船，為空間站送去“專屬中秋大禮”。燃料燃燒時，將______能轉化為______能。火箭加速升空時，能量的總和是______（選填“增大”“減小”或“不變”）的。
10．廣泛使用在營養計量中的“卡路里”簡稱“卡”，是能量的一個單位，“1卡”等于一標準大氣壓下，1g水溫度升高1℃所吸收的熱量，那么1卡等于 _____J。人吃下食物后，食物的化學能轉化為內能、機械能等其它形式的能量，在這個過程中，能的總量 _____（選填“增大”、“減小”或“保持不變”）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
11．用知識解決問題：
（1）小明到海水浴場玩，他光著腳踩在沙灘上，感到沙子燙腳；當身體進入水中時，覺得水非常涼，原因是根據公式Q＝cmΔt可知，相同質量的海水和沙子相比，在同樣受熱時，吸收的熱量 _____（選填“相同”或“不相同”），由于水的比熱容比沙子 _____（選填“大”或“小”），沙子升高的溫度比海水 _____（選填“多”或“少”）。
（2）如圖甲所示，小朋友從滑梯上滑下來臀部會感到灼熱，這是什么？
答：因為小朋友從滑梯上滑下來時，_____轉化為內能，內能 _____（選填“增加”或“減少”），溫度升高，所以臀部會感到灼熱。
（3）如圖乙所示是用相同的熱源加熱、質量為1.5kg的冰的熔化全過程，根據圖像請求出a～b段，它吸收的熱量是 _____J[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。
12．明朝時我國發明一種叫“火龍出水”的火箭，以黑火藥為燃料；點火后，燃料的_____能轉化為_____能，再轉化為火箭的機械能，使火箭運動；現代火箭采用液態氫做燃料，是因為它的_____大。
參考答案：
1．C
2．B
3．A
4．D
5．D
6．C
7．D
8． 遠離 力的作用是相互的 3
9． 化學 內 不變
10． 4.2 保持不變
11． 相同 大 多 機械能 增加
12． 化學 內 熱值

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