第13講能量的轉化和守恒（原卷版）【學習目標】1.認識生活中常見的能量；2.了解各種形式的能量是可以相互轉化的；3.掌握在轉化的過程中，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例；5.具有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。【基礎知識】知識點一、能量的轉化與轉移1.能量的存在形式2.能量的轉化在一定條件下，能量可以從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量，這種現象叫能量的轉化。自然界轉化各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉化。如圖為能量轉化示意圖。3.能量的轉移能量可以從一個物體轉移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉移到另一部分。例如，在熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體，或從物體的高溫部分轉移到低溫部分，這屬于能量的轉移。特別提醒：能量的“轉化”和“轉移”的區別（1）能量的轉化：能量的轉化時能的形式發生了改變。在能量轉化過程中，一種形式的能量增加了，必然其他形式的能量減少了。（2）能量的轉移：能量的轉移是指能量從一個物體轉移到另一個物體，或從物體的一部分轉移到另一部分，能量的形式沒有改變。知識點二、能量守恒定律1.能量守恒定律（1）能量守恒定律內容：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。（2）對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，也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。②能量守恒定律包括“能量轉化”和“能量轉移”兩個方面。特別提醒：機械能守恒和能量守恒的區別與聯系（1）機械能守恒需要滿足一定的條件，能量守恒不需要條件。（2）機械能守恒是能量守恒的特殊情況。2.永動機（1）不少人曾設想制造一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫做永動機。然而，從沒有一種永動機成功過。（2）能量守恒定律使人們認識到：任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永動機。【考點剖析】考點一：能量轉化類型的識別“嫦娥一號”靠太陽能電池板提供電能，它能將多余的能量儲存在蓄電池里，這種能量的轉化和儲存的方式是（）。A.太陽能轉化為電能，再轉化為電能

B.太陽能轉化為電能，再轉化為化學能C.太陽能轉化為內能，再轉化為化學能

D.太陽能轉化為電能，再轉化為光能考點二：能量的轉化和轉移下列有關能量轉化的表述中，正確的是（）。A．汽油機做功沖程中，機械能轉化為內能；B．蓄電池充電時化學能轉化為電能；C．勻速上升的電梯中的人，動能轉化為重力勢能；D．電飯鍋工作時電能轉化為內能考點三：能量守恒定律的應用請閱讀下面的介紹，回答相關問題。焦耳是一位偉大的物理學家，他成功地發現了焦耳定律，測出了熱功當量……。但他在探索科學真理的道路上，也走過彎路。年輕的時候，焦耳也和許多人一樣設想能制作出一種“永動機”——不需要給它提供任何動力（即不消耗任何能源）就能自動工作起來的機械裝置。他曾通宵達旦地冥思苦想，不斷地設計、制作，但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思，他沒有像有些人那樣“執迷不悟”，而是反思原來的設想，重新確定新的探究課題。經過不懈地努力，他終于在新的研究領域中取得了成功，發現了科學真理。（1）“永動機”制造一直失敗的原因是：它違背了______________________。（2）你從焦耳科學探究的歷程中得到的啟示是:______________________。考點四：能量的轉化中的效率問題海水的潮汐能是由于地球、月球和太陽相互作用產生的能量，一日兩次，日稱潮，夜稱汐。世界上潮汐能蘊藏量約為10億千瓦，我國約有1.1億千瓦。我國東南沿海某海灣如圖所示，經測量海灣水域面積約為1.0×107米2。漲潮時水深20米，此時關上閘門，可使水位保持20米不變。退潮時，壩外水位降至18米。假如利用此水壩建潮汐水力發電站，高出壩外水面的海灣內的水流向大海時，重力對水所做的功有10%變為電能每天有兩次漲潮（兩次漲潮落差相同），求該電站一天能發電多少焦？（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55分，貨運飛船“天舟二號”在海南文昌發射場成功發射，并在8小時后與“天和核心艙”成功實現自主交會對接。則下列說法中錯誤的是（）。A．用氫作燃料，是因為氫的熱值大；B．“天舟二號”打開太陽能帆板后可將太陽能轉化為電能；C．火箭向下噴燃氣才能上升，是因為力的作用是相互的；D．“天舟二號”和“天和核心艙”對接時，兩者的動能均為02.（2021·貴州中考真題）有人設想的“永動機”如圖所示。下列對該裝置開始轉動后的分析正確的是（）。A．裝置所具有的機械能始終不變；B．如果沒有能量補充，裝置最終會停下來；C．根據能量守恒定律，裝置可以一直轉動下去；D．裝置中小球的動能和重力勢能不會相互轉化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，玻璃筒內硝化棉燃燒起來，該過程能量是由______能轉化為______能，這一特點與汽油機______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）如圖為火箭發射的場景，火箭的燃料使用了液態氫，主要是因為它的______大，火箭發射升空時，燃料的化學能轉化為______能，再轉化為火箭的機械能，這個過程中火箭的機械能______（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“長征五號B”大型運載火箭首飛成功，火箭使用液態氫作燃料是因為液態氫的______較大；火箭向下噴射燃氣獲得推力加速上升，是內能轉化為______能。【過關檢測】1.下列關于能量轉化的實例，你認為說法正確的是()。A．水輪機帶動發電機發電﹣電能轉化為機械能；B．燃料燃燒﹣化學能轉化為內能；C．汽油機的做功沖程﹣機械能轉化為內能；D．給蓄電池充電﹣化學能轉化為電能2.以下關于能量的說法中，不正確的是（）。A．所有能量轉化過程，都遵守能量守恒定律；B．汽油機的做功沖程中，內能轉化為機械能；C．電動機在工作的過程中，電能轉化為機械能的效率小于1；D．物體受到平衡力的作用時，其重力勢能一定保持不變3.目前，市區里的老舊小區正在進行水路改造，改造中用到了一種打孔工具一沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下，不斷沖擊墻壁打出圓孔。如圖，沖擊鉆在工作過程中，關于其能量轉化正確的是（）。A.內能轉化為機械能；B.內能轉化為電能；C.只有機械能和內能的轉化；D.有電能、機械能和內能的轉化4.學習了能量的轉化和守恒后，同學們在一起梳理知識時根據生活經驗，交流了以下想法，你認為正確的是（）。A．各種形式的能在一定條件下都可以相互轉化；B．一個單擺擺動多次后最終停了下來，說明能量的總量逐漸減小；C．空調既可以制熱也可以制冷，說明能量的轉化和轉移沒有方向性；D．用電蒸鍋蒸煮醫療器械，將電能轉化為內能5.下列有關能量轉化的表述中，正確的是（）。A．汽油機做功沖程中，機械能轉化為內能；B．蓄電池充電時化學能轉化為電能；C．勻速上升的電梯中的人，動能轉化為重力勢能；D．電飯鍋工作時電能轉化為內能6.下列關于能量的說法中，正確的是（）。A．洗衣機工作時是將機械能轉化為電能；B．電水壺工作時是將內能轉化為電能；C．用熱水泡腳，身體會感覺暖和，說明內能可以轉移；D．能量無論是轉化還是轉移，能量總和會逐漸減少7.把一個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，并迅速地來回拉動繩子