浙教版初中科学九年级上册3.8 能量的转化与守恒

【例 1】 氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解， 温度会降低，这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样 的转化？
【解析】 温度升高表示溶液内能增大，则一定有一种能量减小， 氢氧化钠溶解在水中时增大的能量是物质的化学能，即“化学能→ 内能” 。 温度降低表示溶液内能减小，则一定有一种能量增大，硝酸铵 溶解在水中时增大的能量是物质的化学能，即“内能→化学能” 。 【答案】 氢氧化钠在水中溶解：化学能→内能；硝酸铵在水中溶 解：内能→内能；硝酸铵在水中溶解：内能→化学能。
1．各种形式的能量：电能、热能、化学能、生物能、机械能(包括 动能和势能)、光能、太阳能、水能、风能、核能、地热能、潮 汐能等。 2．能量的相互转化实质上是能量的转移或转化过程，包括“消耗 能量”“利用能量”和“获得能量”。 3．能量转化和守恒定律：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，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 4．常见的能量有化学能、太阳能、电能、机械能、动能、势能、 内能等，这些能量之间都可以相互转化或转移。
1．能量的转化是普遍存在的，如动能可以转化为势能，化学能可 以转化为电能，生物能可以转化为势能，电能可以转化为光能 和热能等。 2．常见物质中，溶解时溶液温度升高的有氢氧化钠、浓硫酸等， 溶解时溶液温度降低的有氯化铵、硝酸铵等。
3．能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最基本的定律。而机械 能守恒是有条件的。
【解析】 (1) “不倒翁” 的摆动过程实质是机械能中重力势能与动能的相互转化。
(2)“不倒翁”会停在位置 2。由于“不倒翁”底部与桌面存在摩擦，使其机 械能逐渐地转化为内能，直到全部以内能的形式散失在空气中。 (3)要延长“不倒翁”的摇摆时间，就应尽量减小它与桌面的摩擦，这样可以 减慢其机械能的损失。 【答案】 (1)动能→动能→重力势能 (2)最后停在位置 2 (3)减小摩擦
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【例 3】 如图 3.8－3 是位于水平桌面上的玩具“不 倒翁”摆动过程的示意图，O 点是“不倒翁”的重 心。 将“不倒翁”扳到位置 1 后静止释放， “不倒翁” 向右摆动，经过竖直位置 2，到达另一侧最大摆角的 位置 3。请分析说明： (1)“不倒翁”由位置 1 经 2 到 3 的摆动过程中机械 能是如何转化的？ (2)最后“不倒翁”会停在什么位置？ (3)怎样延长“不倒翁”的摇摆时间？
4．永动机是违反能量转化和守恒定律的，能量的转化和转移是有 一定的方向性的。
永动机为什么不能永动 动能和势能可以相互转化， 那么能不能造出不需要消耗任何能量而永 远转动的机器呢？ 大约 800 年前，有一位叫翁乃古的法国人为了减轻农 民的劳累，设计了一台“永动机”，如图 3.8－1 所示，在 一个转轮旁边安装着一些带重锤的短杆，他认为无论轮子 的位置怎样，轮子右边的各个重物一定比左边的重物离轮 心远，所以右边的重物总要往下压，于是轮子就转动了， 而且可以无限地转动下去。 可是翁乃古的永动机却转不动， 除非人去用力推它。 大约 470 年前，意大利有位著名的科学家和画家达·芬 奇，设计并制造了如图 3.8－2 所示的一台永动机，他想， 轮子一边的钢球总比另一边的离轮心远一些，因此，在它
【例 2】 下列关于能量转化的实例和分析， 你认为正确的是( A. 水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能 B. 燃料燃烧 ——化学能转化为内能 C. 钻木取火 ——内能转化为机械能 D. 给蓄电池充电——化学能转化为电能
)
【解析】 发电机发电是将机械能转化为电能；钻木取火是将机械 能转化为内能；蓄电池充电是将电能转化为化学能储存起来。燃料 具有化学能，燃烧时将化学能转化为内能。 【答案】 B
们的重力作用下，一定会使轮子旋转不息，可当造好后，立即发现了自己 设计上的错误，他对着那台并不转动的永动机说：“什么永动机，这简直 是一桩蠢事！ ”因为在他的设计中，右边的球始终离轴远。也就是力臂长 一些，左边的球始终离轴近，力臂短一些，但是造出后，发现右边的个数 总比左边少一点，即力臂长的那边总是重力要小一些，结果两边的“力× 力臂”总相等，谁也压不动谁。 几百年来，许多人都在设计制造永动机，始终没有成功，但从失败中 总结出了能量的转化和守恒定律。从现实生活中可知，无论是什么样的机 器，都需要输入这样或那样的能量， 即使是传说中的外星人或各种各样的 机器人，到一定时候都要补充能量，真正的永动机是不可能制造成功的。