人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能量的转化与守恒教学演示ppt课件

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能量的转化与守恒教学演示ppt课件，共10页。PPT课件主要包含了导入新课，情景1，情景2，能量的转化，能量的转移，探究新知，压弯的直尺，耸立的危石，太阳光，想想做做等内容，欢迎下载使用。
达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，如图所示。达·芬奇认为，右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，致使两边受力不均衡，轮子会沿箭头方向转动不息。
你认为这种“永动机”能够实现吗？
我们知道，刀具在砂轮上磨削时，刀具会发热；在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水会变热……这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的，还是由其他形式能转化来的呢？
磨削加工零件时为什么火花四溅？
来回迅速摩擦双手，为什么会热？
暖气片上的冷水为什么会变热？
能量的转化和转移过程中数量之间有什么关系？
探究点1 热量的转化
自然界中各种形式的能：
（1）来回迅速摩擦双手。（2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。（3）将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光。（4）将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。
上述事例发生了哪些能量的转化？
一段时间后温度计示数升高
塑料笔杆会发热，并同时吸引小纸片
你还能指出一些事实，说明力现象与热现象有联系、力现象与电现象有联系、电现象与热现象有联系吗？
各种形式的能量可以互相转化
尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？
观察图片并分析体会各种形式能量之间的转化。
(1)搓手小实验表明一部分机械能转化为了内能，导致双手发热，可见不同形式的能量在一定条件下可以相互转化。(2)在自然界中，能量的转化是普遍存在的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。
探究点2 能量守恒定律
各种形式的能量之间在发生转化的过程中，是不是越来越少呢？
掉在地上的弹性小球会跳起，为什么越跳越低？
为什么小球弹起的高度越来越低？损失的能量到哪儿去了？能量是否在不断消失？
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。这就是能量守恒定律。(“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是：能量转化或转移的过程)
能量守恒定律的表达形式(1)保守力学系统在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能(动能和势能)，能量守恒定律具体表达为机械能守恒定律。
(2)热力学系统能量表达为内能、热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律(热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变)。
(3)相对论力学在相对论里，质量和能量可以相互转变。即质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。
(4)流体力学在流体力学中有一种边界层表面效应，又称“伯努利效应”，是指流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加，伯努利效应是流体力学中的能量守恒定律。伯努利因发现这一现象并成功解释它而创立了流体力学。
(5)电磁学根据楞次定律，感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，这种阻碍的结果就使得电磁感应的过程中将其他形式的能量转化为电能，感应电流形成回路，再将电能转化为其他形式的能量。也就是说，楞次定律所揭示的感应电流与原磁场的关系本质仍然是能量转化的关系，即能量守恒定律。
现代社会日新月异，当科学技术发展到一定程度时，永动机可以实现吗？
视频：形形色色的永动机
讨论上述图片中机械的工作过程，并猜想永动机能否实现？
永动机是不可能实现的，因为能量转化是有方向的，虽然能量的总量保持不变，但物体在运动过程中，总会有一部分机械能转化为内能，能够被再次利用的机械能越来越少，所以永动机不可能“永动”。
永动机的发展研究 永动机的想法起源于印度，最终传到了西方。在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。从哥特时代起，永动机的设计方案越来越多。17世纪和18世纪时期，人们又提出过各种永动机设计方案，有采用“螺旋汲水器”的，有利用轮子的惯性、水的浮力或毛细作用的，也有利用同名磁极之间排斥作用的。宫廷里聚集了形形色色的企图以这种虚幻的发明来挣钱的方案设计师。有学识的和无学识的人都相信永动机是可能的。这
一想法像海市蜃楼一样吸引着研究者们，但是，所有这些方案都无一例外的以失败而告终。他们长年累月地在原地打转，创造不出任何成果。通过不断地实践和尝试，人们逐渐认识到：任何机器对外界做功，都要消耗能量；不消耗能量，机器是无法做功的。这时的一些著名科学家如斯台文、惠更斯等都开始认识到了用力学方法不可能制成永动机。 19世纪中叶，一系列科学工作者为正确认识做功和能量转化以及其他物体运动形式相互转化关系作出了巨大贡献，不久后伟大的能量守恒定律被发现了。
人们认识到：自然界的一切物体都具有能量，能量有各种不同的形式，可从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递的过程中能量的总和保持不变。能量守恒定律为辩证唯物主义提供了更精确、更丰富的科学基础，有力地打击了那些认为物体运动可以随意创造和消失的唯心主义观点，它使永动机幻梦被彻底地打破了。 在制造第一类永动机的一切尝试失败之后，一些人又梦想着制造另一类永动机，希望它不违反热力学第一定律，而且既经济又方便。比如，这种热机可直
接从海洋或大气中吸取热量使之完全变为机械功。由于海洋和大气的能量是取之不尽的，因而这种热机可永不停息地运转做功，故其也是一种永动机。然而，在大量实践经验的基础上，英国物理学家开尔文于1851 年提出了一条新的普遍原理：物质不可能从单一的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响。这样，第二类永动机的想法也破灭了。永动机的想法在人类历史上持续了几百年，这个神话的被驳倒，不仅有利于人们正确地认识科学，也有利于人们正确地认识世界。
各种形式的能量：如机械能、内能、电能、化学能、太阳能等
在一定条件下、各种形式的能量之间都可以互相转化
内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只是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
意义：是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一
1. 2022 年 11 月 16 日，我国在酒泉卫星发射中心成功发射谷神星一号遥四运载火箭，将 5 颗卫星送入太阳同步轨道。下列说法正确的是（ ）A. 燃料燃烧时，将化学能转化为内能B. 火箭加速升空时，将动能转化为重力势能C. 卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能D. 火箭加速上升时，机械能守恒
2. 有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）A. 装置所具有的机械能始终不变B. 如果没有能量补充，装置最终会停下来C. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去D. 装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
3. 现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了______________。