20.3能量的转化与能量守恒20.4能源、环境与可持续发展学案（学生版+答案版） 2025-2026学年物理沪粤版九年级下册

20．3　能量的转化与能量守恒 20．4　能源、环境与可持续发展 学习目标 1. 认识生活中常见的能量。 2. 掌握在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 3. 了解各种形式的能量是可以相互转化的。 4. 能够举出日常生活中能量守恒的实例。 能量的转移与转化 问题1：荡秋千时(如图)，停止用力，秋千为什么会越摆越低？ 答：荡秋千时，机械能越来越小，通过摩擦把机械能转化成了空气的内能。 问题2：把烧热的金属工件投到冷水中，冷水、盛水的容器以及周围的空气温度会升高，这说明了什么问题？ 答：冷水、盛水的容器以及周围的空气温度会升高，因为此时发生了热传递，金属工件放出热量，冷水、盛水的容器以及周围的空气会吸收热量，温度升高；能量发生了转移。 问题3：大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有__方向性__，即自然进行的能量转化和转移过程是__不可逆的__。 1. 转化是能量由一种形式变为其他形式，能量存在的形式变化了；转移是能量由一个物体到达其他物体，能量存在的形式没有变化。 2. “消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质都是能量的转化或转移过程。 3. 能量的转移和转化具有方向性。 【应用1】汽车发动机的主要部分是汽油机，它是把汽油燃烧放出的__内能__转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有__方向性__，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 特别提醒：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。 能量守恒定律 　　如图所示，将一个乒乓球从一定的高度自由落下，观察乒乓球每一次弹起的高度是否相同。 问题1：观察到的现象是什么？ 答：乒乓球每一次弹起的高度越来越低，最后会停下来。 问题2：这个现象说明乒乓球的机械能__越来越小__。这个过程中除了动能和重力势能的相互转化之外，还有__机械能转化为内能__。 问题3：按照物质的不同运动形式分类，能量可分为哪些种类？ 答：机械能、化学能、内能、电能、核能、光能等。 问题4：能量守恒定律的内容是能量既不会__凭空产生__，也不会__凭空消失__，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。能量在转移和转化过程中，总量__保持不变__。能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一。 问题5：不少人曾经设想制造一种永动机。这种永动机是否存在呢？想一想为什么？ 答：不存在永动机。所有能量转化的过程都遵循能量守恒定律。任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。 1. 能量的存在形式 2. 能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。能量在转移和转化过程中，总量保持不变。 【应用2】 现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有__方向性__。此种“能量回收装置”工作时__遵循__(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。 知识点一　能量的转移与转化 1. 下列关于能量转化实例说法错误的是 (　D　) A. 过山车向下运动时将重力势能转化为动能 B. 水电站将水的机械能转化为电能 C. 自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D. ... ...