14.1能量的转化与守恒（课件）（35页PPT）人教版2025-2026学年九年级物理全册

(课件网) 14.1 能量的转化与守恒 一、形形色色的能量 （一）常见能量形式 机械能：物体由于机械运动而具有的能量，包括动能和势能。动能与物体的质量和速度有关（\( E_k=\frac{1}{2}mv^2 \)），势能分为重力势能（\( E_p = mgh \)，与质量、高度有关）和弹性势能（与弹性形变程度有关）。例如，运动的汽车具有动能，被举高的重物具有重力势能，拉开的弓具有弹性势能。 内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。内能与物体的温度、质量、体积和状态有关。任何物体在任何温度下都具有内能，如热水比冷水内能大，相同质量的冰熔化成水时内能增加。 电能：与电荷的运动和电场相关的能量。生活中，各种电器设备都依赖电能工作，如电灯发光、冰箱制冷、电脑运行等，都是电能转化为其他形式能量的过程。 化学能：储存在物质的化学键中的能量。燃料（如煤炭、汽油、天然气）燃烧时，化学能转化为内能和光能，为人类提供热能和动力；电池放电时，化学能转化为电能，驱动各种电子设备。 光能：以光的形式存在的能量。太阳是地球上光能的主要来源，太阳能热水器将光能转化为内能用于加热水；植物通过光合作用，将光能转化为化学能储存在体内。 核能：原子核内部蕴含的巨大能量。核电站利用核反应堆中核燃料（如铀）的裂变反应，将核能转化为电能；而太阳内部则通过核聚变反应释放出核能，为地球带来光和热。 （二）能量形式的相对性 同一种现象可能涉及多种能量形式的描述。例如，摩擦生热过程，从宏观角度看，是机械能转化为内能；从微观角度分析，是物体内部分子的机械运动加剧，导致分子动能增加，宏观表现为内能增大，这体现了机械能与内能在微观层面的紧密联系。 二、能量的转化 （一）能量转化的定义与实例 定义：能量从一种形式转变为另一种形式的过程。 实例： 机械能与内能的转化： 摩擦生热：双手相互摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，手的温度升高。 热机工作：以汽油机为例，燃料燃烧将化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，从而使汽车获得动力。 电能与其他形式能量的转化： 电动机工作：电能通过电动机转化为机械能，带动各种机械设备运转，如洗衣机的脱水桶转动、电风扇的叶片旋转等。 电灯泡发光：电能转化为光能，同时由于电流的热效应，部分电能也转化为内能，所以电灯泡使用一段时间后会发热。 光能与化学能的转化： 植物光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着化学能的有机物，并释放出氧气，实现了光能到化学能的转化。 太阳能电池：将光能直接转化为电能，广泛应用于太阳能发电站、太阳能热水器控制系统、卫星等设备中。 （二）能量转化的条件与普遍性 条件：能量转化通常需要一定的物理过程或装置。例如，电能转化为机械能需要电动机，化学能转化为电能需要电池等电源装置。 普遍性：在自然界和日常生活中，能量转化无处不在。从宏观的天体运动到微观的化学反应，从工业生产到日常生活，各种形式的能量不断地相互转化，维持着物质世界的运动和变化。 三、能量的转移 （一）能量转移的概念与方式 概念：能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中能量的形式保持不变。 方式： 热传递：是内能转移的主要方式，包括热传导、对流和热辐射。例如，用热水袋取暖，是通过热传导将热水袋的内能转移到人体；烧开水时，水的内部通过对流实现内能的转移；太阳辐射到地球的热量，则是通过热辐射进行能量转移。 物体间的碰撞：在弹性碰撞或非弹性碰撞过程中，动能在物体之间发生转移。例如，台球比赛中，母球撞击目标球，母球的动能部分或全部转 ... ...