能量的转化和转移

机械能守恒：能量转化和转移的原则一、能量守恒定律1.定义：能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量总量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。

2.表达式：ΔE = W + Q，其中ΔE表示系统内能的变化，W表示系统对外做的功，Q表示系统吸收的热量。

二、机械能的概念1.定义：机械能是指物体由于其位置或速度而具有的能量。

2.分类：动能（Kinetic Energy, KE）和势能（Potential Energy, PE）。

a)动能：物体由于运动而具有的能量，公式为KE = 1/2mv²，其中m为物体质量，v为物体速度。

b)势能：物体由于位置而具有的能量，包括重力势能和弹性势能。

•重力势能：物体在重力场中由于位置而具有的能量，公式为PE = mgh，其中m为物体质量，g为重力加速度，h为物体相对于参考点的高度。

•弹性势能：物体由于形变而具有的能量，公式为PE = 1/2kx²，其中k为弹簧系数，x为弹簧的形变量。

三、机械能守恒的条件1.定义：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，但总的机械能（动能加势能）保持不变。

a)系统内只有重力或弹力做功。

b)系统内没有非保守力做功，如摩擦力、空气阻力等。

四、机械能守恒的运用1.判断机械能是否守恒：分析物体在受力过程中，是否只有重力或弹力做功，如果没有其他非保守力做功，则机械能守恒。

2.计算物体在转化过程中的能量：根据物体所处的状态（静止、匀速直线运动、抛体运动等）和受力情况，运用动能和势能的公式，计算物体在转化过程中的能量。

五、能量转化和转移的原则1.能量守恒定律：能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。

2.能量转化和转移的方向性：能量转化和转移具有方向性，如热能自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地反向传递。

生命历程中的能量转换和转移在生命的历程中，能量的转换和转移是一个不断进行的过程。

能量对于生命的维持和发展具有至关重要的意义，是生命的一种本质属性。

由于生命过程是一个巨大而复杂的系统，因此能量的转换和转移也存在着不同的方式和形式。

一、能量的来源和转换生命过程中的能量主要来源于食物。

食物中的有机物质经过消化、吸收和代谢后，被转化成为能够被细胞利用的能量，形成了细胞的内能。

比如，葡萄糖通过细胞呼吸途径被氧化，释放出大量的能量，以三磷酸腺苷（ATP）的形式存在于细胞内，为细胞提供持续不断的能量供给，以维持正常的代谢功能。

在人体内，碳水化合物、脂肪和蛋白质是主要的能量来源。

碳水化合物主要是由糖类组成，糖类是体内最重要的能源和组织结构单元。

脂肪是生命过程中最高效的储能物质，它含有丰富的化学键，可提供大量的能量，是人体贮存能量最主要的途径。

蛋白质不仅是组成细胞结构的重要物质，也是能够被氧化分解产生能量的物质。

不同的营养成分在体内通过代谢途径进一步转化为能量，供给不同的生命过程，如生长、细胞分裂、运动和免疫等。

二、能量的转移和分配人体的内能不会存在大量的积累，需要时刻地供给细胞和组织结构，以维持身体正常的功能。

能量的转移和分配是由心血管系统和呼吸系统进行调节的。

心血管系统负责将血液从心脏输送到全身各处，供给组织和器官，呼吸系统则是将氧气从空气中吸入体内，送达不同的细胞，供给呼吸作用之需。

能量的转移和分配应当是一个有序和平衡的过程。

过多的能量转移会使身体负荷过大，导致过度肥胖、糖尿病等疾病的发生。

同时，能量分配的不均衡也可能导致身体的某些器官获得不足的供应，造成功能减退或疾病的发作。

因此，我们应该通过科学的饮食和运动方式，确保身体得到合适的营养和能量供应，保持身体的健康状态。

三、能量的转换与机体保护人体内部的自我调节机制能够确保能量的合理转换和分配。

为了避免过多的内能积累影响细胞和器官的正常运转，机体会将多余的能量转化为储存能量或热能。

能量的转化与转移达・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．他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向不停地转动，但实验的结果却是否定的．达・芬奇的“永动机”为什么不能“永动”呢?一、各种各样的能量能量的形式有机械能、内能、电能、光能、声能、磁能、化学能、核能等.（1）机械能：机械能又包括动能和势能．例如：绷紧的橡皮筋、山上的石头、水库中蓄积的水等，都具有势能．当松开绷紧的橡皮筋时，它会动；山崩时，石头会向下移动；水库泄洪时，水流急下等，这些物质的移动表现出动能；（2）内能：燃烧木柴，就是氧化分解木柴中的碳氢化学键，释放出能量，使周围的温度升高，这就是热能，又称内能；（3）电能：电流具有的能量．电能可以使电器用品产生作用，如电锅将电能转变为热能；电灯将电能转化为光能；电风扇将电能转化为机械能；（4）光能：燃料燃烧时，部分的能量会以光的形式来表现；阳光也有光能，可以使我们温暖，另外可以供植物进行光合作用；（5）声能：声音也有能量，例如声音可以震动耳膜，巨大的声响可以震破玻璃；（6）磁能：磁铁在吸引铁时所表现出的能就是磁能；（7）化学能：由于物质之间发生化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量．例如：木材的燃烧是一种化学反应，燃烧时产生的光和热，就来源于木材里储存的化学能；（8）核能：是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量．例如：原子弹、氢弹爆炸时释放的能量就来源于原子核的反应；练习：自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量类型分别是（）①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A．①④⑤B．①③⑤C．①②③D．①③④二、能量的转化和转移探究：在生活中，我们经常能见到如下现象：（1）来回迅速摩擦双手，手感到发热；（2）流动的水可以带动水轮机发电；（3）给小灯泡通电，它就会发光；（4）火柴头达到着火点以后，产生火焰；（5）冬季，手捧冒着热气的热水，一会儿就变凉了；（6）运动的小球去碰静止小球，静止的小球运动起来；（7）手握冰块，冰块很快溶化成水。

能量的相互转化【知识点1】各种形式的能量：1、能的存在形式：山顶的雪会发生雪崩，说明自然界存在着能，能有很多种形式，常见2、区分能量和能源两个概念：（1）能量：能量是能的一种量度和存在形式，包括机械能、化学能、电能、声能、风能、光能、内能等多种形式。

（2）能源：是为人类能提供能量的所有资源，它可以是一种能量形式，如电能、风能、大阳能；也可以是一种具体的含有能量的物质，如煤、石油、天然气、垃圾、木柴等。

3.能量的转化和转移：（1）能量的转化是伴随着物体做功而表现出来的，能量的形式发生改变，如打铁时铁块温度升高，内能增加，是通过做功（打铁）的过程使机械能转化成了内能，再如：电炉发热，是电流做功时使电能转化成了内能，一种形式的能量增加了，肯定有别的形式的能量减少。

（2）能量的转移是指同一种能量从一个物体转移到另一个物体或是从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式并没有发生变化，如：热传递时内能从高温物体转移到低温物体，再如：流水推动水轮机，水的机械能转移到水轮机上。

典型例题例1．（1）公交车使用天然气做燃料的好处是。

文中涉及的节能环保、变废为宝的方法是利用发电。

（2）风力发电是将能转化为电能。

与火力发电相比，核能发电的优点是。

例2. 关于能源与环境，下列说法正确的是（）A. 光的应用不会造成环境污染，城市建筑可以随意使用玻璃幕墙B. 彩电、空调、手机等家用电器在使用中，对人和环境不会产生任何不利的影响C. 石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏D. 太阳能是一种既无污染，又取之不尽的新能源例3. 利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化A. 化学能→内能→电能B. 太阳能→内能→电能C. 核能→内能→电能D. 电能→太阳能→内能一、选择题*1. 为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了太阳能电池板。

白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电。

这样白天与晚上的能量转化形式是（）A. 白天：太阳能→内能→电能B. 白天：太阳能→电能→化学能C. 晚上：化学能→电能→太阳能D. 晚上：化学能→电能→化学能2. 下列设施或过程不属于利用太阳能的是（）A. 太阳能电池B. 太阳能热水器C. 核电站D. 植物的光合作用（双选）3. 开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，下图中符合节约能源且安全的做法是（）A. 开门后关好B. 白天尽量采用自然光C. 用煤气灶取暖D. 每次只洗一件衣服*4. 能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述中正确的是（）A. 洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能B. 汽车加速起动时，将机械能转化为内能C. 炉灶中煤饼燃烧时，将内能转化为化学能D. 用电热水器烧水时，将电能转化为内能5. 一只垒球以某一速度飞向木栅栏，会被木栅栏弹回来，而一辆汽车以相同的速度撞向一木栅栏，木栅栏就会被汽车撞倒。

14.3《能量的转化和守恒》精选同步习题一、选择题1.关于能量的转化与转移，下列说法中不正确的是（）A. 内能可以从温度高的物体向温度低的物体转移，也可以从温度低的物体向温度高的物体转移B. 内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能C. 内能在转化或转移过程中一定有能量损失D. 能量可以从一种形式转化为其他形式，也可以从一个物体转移到其他物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变2.下列关于能量的说法中，正确的是（）A. 洗衣机工作时是将机械能转化为电能B. 电水壶工作时是将内能转化为电能C. 用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移D. 能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少3.下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（）A. 电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能B. 热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发从低温物体传递到高温物体C. 动能可以和重力势能相互转化D. 机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能4.下列过程，属于内能转化为机械能的是（）A. 从滑梯上滑下时臀部发热B. 电热水壶烧水C. 内燃机的做功冲程D. 向下压活塞引燃棉花5.前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。

下列对该事件的看法错误的是（）A. 氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B. 水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量C. 对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹D. 该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源6.现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。

则这款鞋发光的原理从能量转化的角度分析正确的是（）A. 电能转化为机械能，再转化为光能B. 机械能转化为电能，再转化为光能C. 机械能转化为光能，再转化为电能D. 光能转化为机械能，再转化为电能7.有一种利用玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸“，末端接上电池不久后就会发热，用它可以包装面包等小食品，这种“发热纸”中发生的能量转化是（）A. 内能转化为电能B. 电能转化为内能C. 化学能转化为电能D. 电能转化为化学能8.世界上还有许多欠发达地区至今用不上电．美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（）A. 动能→电能→化学能→光能B. 电能→动能→化学能→光能C. 动能→电能→光能→化学能D. 电能→动能→光能→化学能9.双响炮是一种爆竹，燃放时里面的火药发生爆炸并将它推动飞上高空。

能量改变的方法能量转化和转移一、能量转化：能量转化是指能量在不同形式之间相互转换的过程。

根据能量守恒定律，能量不会增加也不会减少，只会发生形式的转化。

下面列举了几种常见的能量转化过程：1. 动能和势能之间的转化：动能是物体由于运动而具有的能量，而势能是物体由于位置而具有的能量。

当物体运动时，动能增加，而势能减少；当物体停止运动时，动能减少，而势能增加。

例如，一个自由落体的物体在下落过程中，动能不断增加，而势能则不断减少。

2. 热能和机械能之间的转化：热能是物体由于温度而具有的能量，而机械能是物体由于运动和位置而具有的能量。

当物体的内能增加，热能增加；当物体的机械能增加，热能减少。

例如，蒸汽机将热能转化为机械能，而摩擦会将机械能转化为热能。

3. 光能和电能之间的转化：光能可以转化为电能，这是光伏效应的基础。

当光线照射到光伏电池上时，光能被光伏电池吸收，并转化为电能。

反过来，电能也可以通过光能转化为光信号，这是光电效应的基础。

例如，在太阳能发电中，将太阳能转化为电能供给家庭使用。

二、能量转移：能量转移是指能量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统的过程。

能量转移可以通过几种方式进行：1. 热传导：热传导是指热能通过物体内部的分子振动和碰撞进行传递的过程。

当两个物体处于接触状态时，高温物体的分子振动能量会传递给低温物体，使其温度升高。

例如，炉子烧热锅底，底部的热量通过热传导传递给锅内的食物。

2. 热辐射：热辐射是指热能通过热辐射波（通常是红外线）的形式进行传递的过程。

热辐射可以在真空中传播，无需介质。

例如，太阳向地球发射的热能就是通过热辐射进行传递的。

3. 传导：传导是指能量通过物质的固体或液体部分进行传递的过程。

当物质的一部分受热时，其分子会通过振动和碰撞将能量传递给相邻的分子，使得整个物质的温度升高。

例如，将炉火底下的冷水加热，水的底部先受热，然后热能通过传导从底部传递到整个水体。

4. 辐射传输：辐射传输是指能量通过电磁辐射的形式进行传递的过程。

课时14.3能量的转化与守恒（帮课堂）（原卷版）【学习目标】1.认识生活中常见的能量；2.了解各种形式的能量是可以相互转化的；3.掌握在转化的过程中，能量的总量是保持不变的；4.能够举出日常生活中能量守恒的实例；5.具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。

【知识导图】【基础知识】知识点一、能量的转化与转移1.能量的存在形式2.能量的转化在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。

自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。

如图为能量转化示意图。

3.能量的转移能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。

例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。

特别提醒：能量的“转化”和“转移”的区别（1）能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。

在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。

（2）能量的转移：能量的转移是指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，能量的形式没有改变。

【典例】“嫦娥一号”靠太阳能电池板提供电能，它能将多余的能量储存在蓄电池里，这种能量的转化和储存的方式是（）。

A．太阳能转化为电能，再转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能C．太阳能转化为内能，再转化为化学能 D．太阳能转化为电能，再转化为光能知识点二、能量守恒定律1.能量守恒定律（1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

（2）对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。

大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。

能量的转移和转化能量是宇宙中存在的一种基本属性，也是构成宇宙的重要组成部分。

在我们的日常生活中，能量的转移和转化无处不在，它影响着我们的生活和环境。

本文将探讨能量的转移与转化，并讨论其在不同领域中的应用。

首先，让我们了解能量的转移是如何发生的。

能量转移指的是能量从一个物体或系统转移到另一个物体或系统的过程。

根据热力学第一定律，能量不会被创建也不会被销毁，只会转移到其他形式或其他物体。

例如，当我们将手放在热茶杯上时，身体失去能量，而热茶杯则获得了这部分能量。

这是因为热量会沿着温度梯度从高温物体流向低温物体。

能量的转移也可以通过其他方式实现，比如电流的传导、声波的传播等。

除了能量的转移，能量的转化也是非常重要的。

能量转化是指能量在不同形式之间的相互转换。

根据能量守恒定律，在一个封闭系统中，能量总量保持不变。

然而，能量可以从一种形式转化为另一种形式，比如机械能可以转化为电能或热能。

一个典型的案例是汽车引擎的工作原理。

汽车引擎将燃油的化学能转化为机械能，推动汽车行驶。

在这个过程中，部分能量会以热能的形式散失，从而给汽车冷却系统带来能量。

能量的转移和转化在生活中有着诸多应用。

一个典型的例子是太阳能的利用。

太阳能是一种可再生能源，通过太阳能电池板，太阳辐射的能量可以转化为电能。

这种电能可以用于供电、加热水或驱动电动车等等。

此外，能量的转移和转化也广泛应用于工业领域。

例如，燃料电池可以将化学能转化为电能，用于提供清洁的能源供应。

另外，计算机和手机等电子设备也需要能量转化以实现正常工作。

电压的转化、电能的转化为磁能等过程都是电子设备中能量转化的关键环节。

能量的转移和转化对于环境保护也至关重要。

现在我们正面临气候变化和能源短缺等严峻的问题。

通过提高能源转换效率和发展可再生能源，可以减少对有限资源的依赖并减少对环境的污染。

例如，智能电网的发展可以更好地管理电网中的能量转移和转化，提高能源利用效率。

此外，能源的储存技术也发挥了重要作用。

九年级物理第二十二章第四节能源与可持续发展文光初级中学吴莹华一、教学目标（一）知识与技能1．知道能量的转化和转移有一定的方向性。

2．了解我国和世界的能源状况和能源消耗的趋势。

3．了解未来理想能源的特征。

4、了解21世纪人类消耗能源的趋势，知道解决能源问题的重要性和主要出路。

（二）过程与方法通过收集信息、阅读材料、相互交流，认识能源的利用对环境的影响，能用辩证的观点来看待资源利用与环境保护的关系。

（三）情感态度和价值观认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识。

初步认识科技给人类带来的负面效应，培养学生节能意识、环保意识。

二、教学重难点本节内容是由“能量转移和能量转化的方向性”、“能源消耗对环境的影响”、“能源与可持续发展”三部分内容组成的。

根据能量守恒定律可知，使用能量的过程中，能量的总量保持不变，那么还会出现能源危机吗？因为能量在转化和转移的过程中具有方向性，把能量转化或转移后，能量不能自动再转化到原来形式或转移到原来的物体，这部分内容学生不太容易理解，是本节教学的难点。

通过了解世界和我国使用能源状况，全世界对能源的需求量在不断增大，并且以不可再生能源为主，所以人类不得不面对能源危机，要实现能源与可持续发展，需要开发和探索各种新能源。

所以了解世界和我国的能源状况是本节的教学重点。

重点：了解世界和我国的能源状况、能源消耗对环境的影响。

难点：知道能量转化和转移的方向性。

三、教学策略提出能量转移和转化的方向性的问题，通过分析实例来说明能量转移和转化的方向性，如汽车散失的热不能收集起来，虽然能量守恒，但散失的能量无法再次被使用。

通过资料、图片、等介绍在能源使用过程中对环境造成的危害，通过一些触目惊心的图片，使学生认识到使用能源时要注意环境保护，要辩证地看待能源的使用与环境保护间的关系。

展示我国近年来消耗能源的结构和数量，了解地球上储存的不可再生能源是有限的，人类正面对着能源危机，需要开发和利用新能源来解决这个问题。