能量的转化和守恒定律
能量转化与守恒的基本原理
能量转化与守恒的基本原理能量在物理学中是一个重要的概念，它存在于我们周围的一切事物当中。
能量转化与守恒的基本原理是指能量在不同形式之间的转化与守恒，它是自然界中一条重要的物理规律。
一、能量的转化能量在自然界中可以以不同的形式存在，如热能、机械能、化学能等。
而能量的转化则是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
1.1 热能的转化热能是指物体内部的分子运动所带来的能量。
当物体受热时，内部的分子运动加剧，热能将会转化为其他形式的能量。
例如，燃烧时化学能转化为热能，可以用来加热食物或驱动发动机。
1.2 机械能的转化机械能是指物体由于位置和运动而具有的能量。
当一个物体在运动过程中，它的机械能可以转化为其他形式的能量。
例如，物体下落时，其重力势能会转化为动能；而摩擦力将机械能转化为热能。
1.3 其他能量的转化除了热能和机械能外，还存在化学能、电能、光能等形式的能量。
这些能量也可以相互转化。
例如，电能可以通过电池转化为机械能，用于驱动电动汽车。
二、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量总量是恒定的，能量既不能创造也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律是自然界中一个最基本的定律。
2.1 封闭系统的能量守恒对于一个封闭系统来说，系统内的能量总量是恒定的。
这意味着，系统中能量的损失必然会导致其他能量形式的增加。
例如，一个封闭的瓶中有一定量的气体，当气体发生燃烧时，其化学能将转化为热能，但总的能量值保持不变。
2.2 开放系统的能量守恒对于一个开放系统来说，它可以与外界进行能量交换。
虽然系统内的能量量会发生变化，但总能量的守恒仍然成立。
例如，一个热水器中的水在不断加热的过程中，会吸收外界的热能，而系统内的总能量也随之增加。
三、能量转化与守恒的应用能量转化与守恒的基本原理在日常生活中具有广泛的应用。
3.1 能源利用能源是社会发展与生产活动所必需的，而能量转化与守恒的原理使得我们可以将一种形式的能量转化为另一种形式，方便我们使用。
能量的转化和守恒定律的内容
能量的转化和守恒定律的内容能量是宇宙中一切事物的基本属性，它存在于各种不同的形式和类型中。
能量的转化和守恒定律是物理学中的基本原理，它描述了能量在不同形式之间的转化过程以及能量在封闭系统中的守恒规律。
能量的转化是指能量从一种形式或类型转变为另一种形式或类型的过程。
在这个过程中，能量并没有被创造或消灭，只是转化为了不同的形式。
例如，当我们将木柴燃烧时，化学能被转化为热能和光能；当我们将弹簧压缩时，机械能被转化为弹性势能。
这些转化过程遵循能量守恒定律，即能量总量在转化过程中保持不变。
能量守恒定律是物理学中的一个基本原理，它可以用以下方式描述：在一个封闭系统中，能量的总量是恒定的，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着在任何一个封闭系统中，能量的转化过程中总能量的和保持不变。
能量的转化和守恒定律可以通过多种实例来说明。
首先，考虑一个弹簧振子的例子。
当我们将弹簧拉伸或压缩时，机械能被转化为弹性势能。
当我们释放弹簧时，弹性势能转化为机械能，使得弹簧振动。
在这个过程中，能量的转化符合能量守恒定律。
另一个例子是电能的转化。
当我们将电能输入到电灯泡中时，电能被转化为光能和热能，使得电灯泡发光。
同样地，当我们使用太阳能电池板将太阳能转化为电能时，能量的转化也符合能量守恒定律。
能量的转化和守恒定律在日常生活中也有很多应用。
例如，汽车的燃烧过程中，化学能被转化为机械能，使得汽车能够运动。
在电力工业中，燃煤或核能发电厂通过将燃料的化学能转化为热能，再将热能转化为机械能，最后再转化为电能，实现了能量的转化和守恒。
总结起来，能量的转化和守恒定律是物理学中的重要原理，它描述了能量在不同形式之间的转化过程以及能量在封闭系统中的守恒规律。
这个定律告诉我们能量是宇宙中不可创造和不可消灭的，只能从一种形式转化为另一种形式。
在日常生活中，我们可以通过各种实例来理解和应用能量的转化和守恒定律，从而更好地理解能量在自然界中的作用和变化。
能量转化与能量守恒定律
能量转化与能量守恒定律能量是指物体所拥有的做工能力或产生热的能力。
它可以存在于多种形式，包括动能、势能、热能、电能等等。
能量在不同形式之间可以相互转化，但总能量始终保持不变，符合能量守恒定律。
本文将探讨能量转化的过程以及能量守恒定律的原理。
一、能量的转化过程能量转化是指能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
常见的能量转化包括以下几种：1. 动能和势能转化：当物体处于高处时，具有较大的势能；当物体下落时，势能转化为动能。
同样地，在物体上升过程中，动能被转化为势能。
2. 动能和热能转化：当物体在运动过程中受到摩擦力的作用时，动能会逐渐转化为热能，使物体温度升高。
3. 电能和热能转化：当电流通过导线时，导线内部会因电阻而产生热量，将电能转化为热能。
4. 光能和电能转化：光能可以通过光电效应转化为电能，例如光伏效应。
5. 化学能和热能转化：化学反应中，化学能可以转化为热能，产生放热反应。
通过以上几个例子可以看出，能量的转化是一个普遍存在且不可逆转的过程。
虽然能量可以在不同形式间转化，但总能量始终保持不变。
二、能量守恒定律的原理能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量在任意时刻都保持不变。
即使在能量转化的过程中，能量的总量仍然恒定。
能量守恒定律可以从不同的角度解释和证明：1. 内能守恒定律：封闭系统内的能量守恒可以通过内能守恒定律来解释。
内能守恒定律指出，封闭系统内各个部分的内能总和保持不变。
即使能量在不同形式间转化，系统的总内能仍然保持不变。
2. 质能守恒定律：质能守恒定律是指物体的质量和能量之间的换算关系。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量和能量是可以相互转化的。
当物体发生核反应或粒子撞击等过程时，质量和能量可以相互转换，但总质能保持不变。
3. 动量守恒定律：能量转化与动量守恒密切相关。
根据动量守恒定律，物体在一个封闭系统中的总动量在任意时刻都保持不变。
当能量转化导致物体的速度或方向发生改变时，动量的变化可以通过能量转化的过程来解释。
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律能量是物体或系统在运动、变化或相互转化过程中所具有的性质。
在自然界中，能量可以互相转化，但总能量的数量保持不变，这就是能量守恒定律。
能量的转化与守恒定律给予我们对世界运动和变化的深刻认识和理解。
本文将介绍能量的转化过程、能量守恒定律的基本原理以及它们在生活中的应用。
一、能量的转化过程能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
常见的能量形式包括机械能、热能、化学能、光能等。
能量的转化过程通常遵循一定的规律和原理。
1. 机械能的转化机械能是物体由于运动而具有的能量，可以分为动能和势能两种形式。
当物体运动时，动能会增加；当物体从高处下落时，势能会转化为动能。
这种能量转化是运动力学中一个重要的概念，我们在日常生活中能够观察到很多机械能的转化例子，比如小球滚下斜坡时的动能增加、弹簧受力变形时的弹性势能等。
2. 热能的转化热能是物体内部粒子的热运动所具有的能量，热能的传递是指物体间由于温度差异而发生的能量传递过程。
热能可以通过传导、辐射和对流等方式进行传递。
例如，我们在用火取暖时，燃烧产生的热能会通过传导和辐射方式传递到周围的空气和物体中。
此外，热能的转化还可以引起物质的相变，比如冰融化时吸收热能，水汽凝结时释放热能。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
化学反应是指物质发生化学变化时，原子、离子或分子间的能量转化过程。
例如，火柴燃烧时，化学能转化为热能和光能，火药燃烧时，化学能转化为机械能和热能。
化学能的转化是现代工业生产和生活中不可或缺的一个过程。
4. 光能的转化光能是指由电磁波形式的光所具有的能量。
光能的转化过程包括光的吸收、反射和折射等。
当光线照射到物体上时，光能可以被物体吸收，并转化为热能或化学能。
例如，太阳光照射到地球上，被植物吸收后转化为光合作用所需的化学能。
光能的转化对于光电技术、光催化和光伏发电等领域具有重要的应用价值。
二、能量守恒定律的原理能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
能量的转化与能量守恒定律
能量的转化与能量守恒定律能量是指物体产生运动、发光、发热以及其他各种形式的能力。
在自然界中，能量可以相互转化，但总能量的量是恒定不变的，这就是能量守恒定律。
一、能量的转化能量可以以不同的形式存在，包括动能、势能、热能、电能、化学能等等。
在物体的运动过程中，能量会发生转化。
1. 动能与势能的转化动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
而势能是物体由于位置的不同而具有的能量，常见的包括重力势能和弹性势能。
当一个物体从静止状态开始做运动时，它的势能会逐渐转化为动能。
例如，我们将一个物体从高处抛出，当物体下落的过程中，重力势能逐渐转化为动能，最终物体落地时全部转化为动能。
反过来，当物体从运动状态停止下来时，它的动能会转化为势能。
例如，我们将一个物体抛上空中，当物体上升过程中，动能逐渐转化为重力势能，最终物体到达最高点时全部转化为势能。
2. 其他形式能量的转化除了动能和势能之外，能量还可以以其他形式进行转化。
例如：- 热能与机械能的转化：蒸汽机利用燃料燃烧时释放的热能来产生机械能，实现机械的运动。
- 电能与光能的转化：电灯利用电能来产生光能，使空间被照亮。
- 化学能与热能的转化：火焰是化学能转化为热能和光能的产物。
二、能量守恒定律根据能量守恒定律，能量在转化的过程中总量保持不变。
能量守恒定律的基本原理可以通过闭合系统的角度来解释。
闭合系统是指系统内部不与外界有能量和物质的交换，系统内部的能量转化只能在系统内部进行。
在一个闭合系统中，各个形式的能量之间可以相互转化，但总能量的量保持不变。
换句话说，能量既不能创造，也不能消失，只能在不同形式之间进行转换。
例如，我们考虑一个弹簧，将其压缩到一定程度后松开，弹簧的弹性势能会转化为动能，将物体推动。
在现实的物理过程中，能量的转化往往不是完全有效的，会有一部分能量转化为无用的热能散失到周围环境中。
这是能量守恒定律与能量转化效率的关系。
总结起来，能量的转化是物质运动和相互作用的结果，能量守恒定律指出能量在转化过程中总量保持不变，不会凭空消失或新增。
物理学中的能量转化和守恒原理
物理学中的能量转化和守恒原理在物理学中，能量转化和守恒原理是最根本的概念之一。
它们是解释世界运动和复杂现象的基础，涉及到如何找到系统内的不同形式的能量，并将它们进行转化的问题。
本文将介绍能量转化和守恒原理并探讨它们在现实中的应用。
一、能量转化能量转化是指能源（如光能、热能、电能等）在物理系统中的转换和传递的过程。
在物理学中，能量转化是自然界的基本定律之一，它关注的是能量在不同形式之间的转换。
例如，将化学能转化为热能或将电能转化为机械能等。
这些转换都涉及到能量守恒定律，即能量不能被创造或销毁，只能被转化。
在人类生活中，能量转化非常普遍。
例如，在太阳能电池板上，太阳能被转换成电能。
当我们做饭时，我们将电能转化为热能。
在跑步时，人体把化学能转化成机械能。
这些都是能量转化的例子。
任何一个物理系统都处于一种或多种能量状态下。
当能量从一个状态转移到另一个状态时，它必须遵守物理定律和原则。
只有当能量在转换过程中守恒，物理系统才能保持平衡状态。
如果不存在能量的转化，那么物理系统就会处于静态状态。
因此，能量转化是使物理系统处于运动状态的根本原因之一。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学的基本定律之一，它指出在一个封闭系统内，能量总量保持不变。
这条定律说明了能量不可能被创造或消失，只能转化成不同的形式。
例如，一个火车在行驶时，它的化学能转化成机械能。
但是，化学能和机械能的总量不变，它们在系统中的总能量保持不变。
在一个物理系统中，能量可以从一种形式转换成另一种形式。
例如，当我们将一块冰放在热水中时，冰的内能被转移到水分子的内能中，提高水温，导致冰融化。
在此过程中，冰的化学能被转化为热能，同时系统内的总能量保持不变。
在自然界中，能量守恒定律是一个普遍的定律。
例如，在自然界中，太阳能被转化成植物的化学能，动物再将植物的化学能转化成机械能。
能量守恒定律在能源领域中的应用也非常广泛。
例如，许多能源的生产和使用都涉及到能量转化。
能量守恒与能量转化
能量守恒与能量转化能量是指物体具有的进行工作或引起变化的能力。
能量无法被创造或破坏，只能由一种形式转化为另一种形式。
这就是能量守恒定律的基本原理，也被称为能量转化原理。
在自然界和人类社会的各个方面，能量的守恒和转化都起着重要的作用。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是自然界中最基本的物理定律之一。
根据能量守恒定律，一个封闭系统中的能量总量是恒定的，即能量的输入等于输出。
换句话说，能量不会凭空消失，也不会凭空产生，只会在不同形式之间相互转化。
比如，当一个物体发生运动时，它的动能增加，但与此同时，其它形式的能量，如热能和声能则会减少。
能量守恒定律反映了自然界中能量的基本规律。
在太阳能、风能、水能等可再生能源的利用中，人们利用了能量守恒定律，将能量从一种形式转化为另一种形式，以实现能源的可持续利用。
二、能量的转化与利用能量的转化是指将一种形式的能量转换成另一种形式的过程。
在自然界中，能量的转化无处不在。
光能可以转化为热能，化学能可以转化为电能等。
同时，能量的转化也是人类社会发展的关键因素。
从古代的人力、畜力到现代的电能、燃料能，人们通过能量的转化实现了工业生产的进步。
能量的转化还广泛应用于科学研究和工程技术中。
在热力学研究中，能量的转化原理被应用于热力循环和能源利用的优化。
在机械工程中，能量的转化用于设计和改进各种动力设备。
能量的转化也在生物科学中发挥着重要作用，比如光合作用将太阳能转化为植物的化学能。
三、能量的守恒与环境保护能量守恒与环境保护密切相关。
随着能源需求的增加和能源消耗的加剧，环境问题日益突出。
因此，推动可持续能源利用和减少能源浪费已成为当今社会的重要课题。
能量的守恒原理提示着人们，能量的转化不是一种损失，而是一种转移。
在能源利用过程中，需要注意减少能量的浪费，提高能量的利用效率。
比如，通过改善发动机的燃烧效率，可以提高能源利用率，减少能源的消耗和排放。
同时，开发和利用可再生能源也是保护环境的重要手段。
物理知识点能量转化与守恒定律
物理知识点能量转化与守恒定律物理知识点：能量转化与守恒定律在物理学中，能量转化与守恒定律是一项基本原理，它描述了能量无法被创造或消灭，而只能转化为不同形式的能量。
本文将讨论能量的不同形式以及守恒定律的应用。
一、能量的不同形式能量在物理学中有多种不同的形式。
下面是一些常见的能量形式：1. 动能（kinetic energy）：动能是物体由于运动而具有的能量。
它与物体的质量和速度有关，可以用下面的公式来计算：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²其中，质量用千克表示，速度用米/秒表示。
2. 电能（electrical energy）：电能是由电荷在电场中的位置而产生的能量。
在电路中，电能可以转化为其他形式的能量，例如热能或光能。
3. 热能（thermal energy）：热能是由物体内部粒子的运动引起的能量。
温度越高，分子的平均动能越大，热能也就越多。
热能可以转化为其他形式的能量，例如机械能或电能。
4. 光能（light energy）：光能是由光波携带的能量。
太阳光是地球上最常见的光能来源，它可以被光伏电池转化为电能，或者被植物光合作用转化为化学能。
5. 化学能（chemical energy）：化学能是存储在化学物质结构中的能量。
例如，燃烧过程中，化学能可以转化为热能和光能。
食物中的化学能可以被人体转化为机械能和热能。
二、能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量始终保持不变。
也就是说，能量可以在不同的形式之间进行转化，但总能量保持恒定。
例如，考虑一个弹簧被拉伸的弹簧弹簧系统。
当我们施加力将弹簧拉伸时，我们为系统增加了势能。
当我们释放弹簧时，势能转化为动能，使得弹簧振动。
再以一个滑块从山顶滑下的永动机为例，当滑块从山顶滑下时，其具有较高的势能，随着滑块下滑，势能逐渐转化为动能。
当滑块触及地面时，动能达到最大值，而势能降为零。
总结能量转化与守恒定律是物理学中的基本原理，其表明能量可以在不同形式之间转化，但总能量保持不变。
能量的转化与守恒定律
能量转化和守恒定律 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种 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,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. 能量是状态量，不同的状态有不同数值的能量．能量 的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的．力学 中功是能量转化的量度，热学中功和热量是内能变化 的量度． 在中学物理中,涉及到许多形式的能，如：动能、势能、 电能、内能、核能等,这些形式的能可以互相转化，并 且遵循能量转化和守恒定律。能量的概念及其有关规 律(如动能定理、功能关系,机械能守恒定律、能量守 恒定律)贯穿于中学物理学习的始终,是联系各部分知 识的主线,是我们分析和解决物理问题的重要依据，是 方法教育与能力培养的重要方面，因此在每年的高考 物理试卷中都会出现考查有关能量的试题。
能量密度（kJ/kg） 效率（％） 行程（km）
46000
70
560
140
蓄电池 汽油
23
电动车 汽油车
80
电动车 汽油车
每千克蓄能物质 所储存的能量
储存能量转化为 动能的百分比
充一次电或一箱 油能行驶的距离
给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电
站。一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅
30％转化为电能，在向用户输送及充电过程中
7．如图所示，O点代表磁场源，其周围分布有强磁 场，磁感强度大小与其间距x的关系为B=B0 - kx ,方 向与x轴平行。在该磁场中有一沿x轴方向的固定水 平直槽，现将质量为m小磁体放入槽内的P点由静止 开始水平滑动，最后停在与P相距为s的Q点，滑块与 水平面间的动摩擦因数为μ。P、Q间的磁感强度的 ks 变化ΔB=_________，现用一个水平外力把小磁体沿 水平面缓慢沿原路推回到P点，则水平外力需做的功 2μmg s W=____________。 O P Q x
能量转化与守恒定律
B. 做功的过程总是伴随着能量的变化
C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J
D. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10J
4．运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得100J的动能。则
在运动员踢球的过程中，运动员消耗的体能
自然规律之一
通过学习能量守恒定律，你受到了什么启示?
能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞 跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果．它是最普遍、最 重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种 表现形式．和谐美是科学的魅力所在．
恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规 律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一．(另两 个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论)
10
能量守恒定律与能源
1、概念： 一个物体能够对外做功，我们就说这个
物体具有能量。
2、形式：
另外自然界中 还存在如化学能、 电能、光能、太 阳能、风能、潮 汐能、原子能等
等。
能量有各种不同形的形式。运动的物体具有动能；被举高的 物体具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能；由大 量粒子构成的系统具有内能。
导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?
确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现 象之间的相互联系与转化．
历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心 思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机 器——永动机，你认为它一旦转动起来就能永远转 动起来吗？
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机 是不可能的
小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于 多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能 （指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
能量的转化和守恒定律
能量转化与守恒定律
能量转化与守恒定律是自然界最基本、最普遍、 能量转化与守恒定律是自然界最基本、最普遍、 最重要的规律。 最重要的规律。 永动机是不可能实现的！ 永动机是不可能实现的！ 4、能量转化和转移的方向性 、 内能不可能自发的从低温物体传递到高温物体！ 内能不可能自发的从低温物体传递到高温物体！ 机械能可以百分之百的转化为内能， 机械能可以百分之百的转化为内能，而内能不能 百分之百的转化为机械能！ 百分之百的转化为机械能！ 效率是100%的热机是不可能制造出来的） 的热机是不可能制造出来的） （效率是 的热机是不可能制造出来的
பைடு நூலகம்
×
太阳光
能量转化与守恒定律
例、（课本 、（课本P85、4）某海湾占地面积为 × 8m2， 课本 、 ）某海湾占地面积为1.0 10 涨潮时平均水深30m，关上闸门可使水位保持 涨潮时平均水深 ，关上闸门可使水位保持24m 不变，退潮时平均水深20m，图示，利用此水坝建 不变，退潮时平均水深 ，图示， 立一个水力发电站， 立一个水力发电站，重力势能转化为电能的效率为 10%，每天两次涨潮，该发电站每天能发出多少电 ，每天两次涨潮， 能？
能量转化与守恒定律
1、各种各样的能量 、 机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能等。 如：机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能等。 2、能量之间的相互转化 、 能量可以从一种形式转化为另一种形式， 能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以 从一个物体转移到另一个物体。 从一个物体转移到另一个物体。 3、能量转化与守恒定律 、 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失， 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能 从一种形式转化为另一种形式， 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， 移到另一个物体，在转化或转移过程中其能的总量 不变。 不变。
能的转化和能量守恒定律
能量守恒定律：
能量既不能创生，也不体转移到另一个物体。在转化或 转移过程中，其总量保持不变。
瓦特改良蒸汽机，大大 提高了内能转化为机械 能的效率
热力学第一定律
在热传递中，传递的能量的多少叫做热量， 用Q表示。
热力学第一定律：外界对物体做的功W加上 物体与外界交换的热量Q等与物体内能的变 化量ΔE。
热力学第一定律表示,做功和热传递提供 给一个物体多少能量,物体的内能就增加 多少,能量在转化或转移中守恒。
永动机：
在能的转化过程中，任 何机器都不可避免要被 废气带走一些热量，所 以结合能量守恒定律：
不消耗任何能量和燃料，却能不断对 外做功的机器，是不可能存在的。
例：
人们工作、学习都需要能量，食物在人体 内经过消化过程转化为葡萄糖，葡萄糖又 在体内转化为CO2和H2O，同时产生能量， 若每克葡萄糖产生的能量E=1.56×104J，则 一个质量为60kg的人登高100m，至少需要 消耗多少克的葡萄糖？
例：
用质量M=0.5kg的铁锤，去打击质量为 m=2kg的铁块。铁锤以v=12m/s的速度与 铁块接触，打击以后铁锤的速度立即变为
零，设每次打击产生的热量中有50%被铁 块吸收，共打击50次，则铁块温度升高多 0C ） 少？（铁的比热C=460J/kg·
能的转化和能量守恒定律
能的形式
“能”是以多种形式存在与自然界，每一种 形式的能，对应于一种运动形式 各种形式的能之间可以相互转化
能的转化
自行车刹车时，原 来的动能是消失了 呢？还是转化成了 其他的能？
动能 内能
能的转化
不同形式的能之间可以相互转化
水电站
能量 能量转化与守恒定律
第六节能量能量转化与守恒定律一、能量的多样性对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的。
尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能，还有机械能、内能、电磁能等。
P27二、能量之间的转化在一定条件下，不同形式的能之间可以相互转化；做功的过程是能的转化的过程。
1、如机械能与内能转化：运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来。
这过程中汽车的动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能（假定这过程没有与周围物体有热交换，即不散热也不吸热）。
摩擦力做了多少功，内能就增加多少。
公式W=△U表示了做功与内能变化的关系，这公式也反映出做功过程中，机械能的损失数量恰好等于物体内能增加的数量。
2、不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化，又如：①电炉取暖：电能→内能②煤燃烧：化学能→内能③炽热灯灯丝发光：内能→光能3、其他形式的能彼此之间都可以相互转化。
三、能量守恒定律大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。
内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，在转化或转移的过程中，能量的总保持不变。
公式：△E增=△E减四、能量守恒定律的普遍性和重要性(1)能量守恒定律普遍适用。
在形形色色的自然现象中，只要有能量的转化，就一定服从能量守恒规律。
从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都服从能量守恒的规律。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。
自然界的各种现象都不是孤立的，而是相互联系的。
电灯发光跟电流有联系，电能转化为光能反映了这种联系。
植物生长更不是孤立的，要靠阳光进行光合作用才能生长，光能转化为化学能反映了这种联系。
(3)能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。
人类认识自然，就要根据种种自然现象，总结规律，能量守恒定律就是人类总结出的规律之一，而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。
功能关系能的转化和守恒定律,机械能
(3)在第(2)问的过程中，该运动员起跳撑杆 上升阶段至少把多少体内生物化学能转化成机 械能?
27
(1) h=5m (2) v=2m/s (3) E=1500J
3
3.功能关系
除系统内 重力和弹簧弹力 外，其他 力对系统所做的功等于物体机械能的变化.
4.能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失， 它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物体，在转化和转 移的过程中总量不变，这就是能的转化和 守恒定律.
4
1.如何准确理解能量守恒定律？ 能量守恒定律应从下面两方面去理解： (1)某种形式的能减少，一定存在其他形 式的能增加，且减少量和增加量相等； (2)某个物体的能量减少，一定存在其他 物体的能量增加，且减少量和增加量一 定相等，这也是列能量守恒定律方程式 的两条基本思路.
已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将 货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内 叙述正确的是(重力加速度为g)( D ) A.货物的动能一定增加mah-mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mah D.货物的机械能一定增加mah+mgh
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滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运 动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2<v1. 若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重 力势能为零，则( BC ) A.上升时机械能减少，下降时机械能增加 B.上升时机械能减少，下降时机械能也减少 C.上升过程中动能和势能相等位置在A点上方 D.上升过程中动能和势能相等位置在A点下方
能量守恒定律能量在物体运动中的转化与守恒
能量守恒定律能量在物体运动中的转化与守恒能量守恒定律：能量在物体运动中的转化与守恒能量是物质存在的一种属性，它在自然界中无处不在，也是物理学中一个重要的概念。
在物体的运动过程中，能量会发生转化和守恒，这是由能量守恒定律所决定的。
本文将探讨能量守恒定律在物体运动中的转化和守恒的原理和应用。
一、能量守恒定律的概念能量守恒定律是指在孤立系统中，能量既不能创造，也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。
简单来说，能量守恒定律就是能量的总量在任何过程中都保持不变。
在物体的运动过程中，能量可以表现为动能、势能、热能、电能等形式，而能量守恒定律要求这些能量之间可以相互转化，但其总量保持不变。
例如，一个物体从较高的位置自由下落时，它的势能逐渐转化为动能，当物体达到最低点时，势能转化为动能达到最大值，而总能量保持不变。
二、能量转化的过程能量转化是指能量从一种形式向另一种形式的转变过程。
在物体的运动中，能量可以从一个系统到另一个系统，或在同一个系统内不同的部分之间进行转化。
1. 动能转化：动能是物体由于运动而具有的能量，当物体的速度改变时，动能也会发生转化。
例如，一个飞行中的飞机，它的动能主要来自于引擎提供的动力，当飞机减速或者停下来时，动能会转化为其他形式的能量。
2. 势能转化：势能是物体由于位置、高度或形状而具有的能量，当物体的位置或形状发生改变时，势能也会转化。
例如，一个被抛向空中的网球，在升至最高点的瞬间，它具有最大的势能，当网球下落时，势能逐渐转化为动能。
3. 热能转化：热能是物体分子间的运动所具有的能量，在物体摩擦、燃烧或其他过程中，热能可以由一个系统转移到另一个系统。
例如，汽车的引擎燃烧燃油时，产生的热能会使得汽车发动机运转，将热能转化为动能，从而推动汽车行驶。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律不仅在物理学领域具有重要作用，还广泛应用于各个领域的实践中。
1. 工程领域：在机械工程、电子工程等领域中，能量守恒定律被广泛运用。
能量的转化和守恒
例一.能量守恒是自然界的基本规律之一,下列能量转化过 程中,属于内能的转移的是[ ] C A．用电灯照明 B．光合作用 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧
练习一.下列说法中正确的是[ C] A．冬天对着手哈气,手变暖是机械能转化为内能 B．用酒精灯给水加热,是机械能转化为内能 C．高速行驶的汽车爆胎是很危险的,从能量角度来看,是机械 能与内能的相互转化 D．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦,出现一道痕迹,是内能转化 为机械能
第十四章 内能的利用
能量的转化和守恒
知识目标
一、能量的转化
一.自然界中常见的能量形式： [一]机械能：
拉长的橡皮筋
山巅的危石
运动的足球
包括动能和势能,动能是物体由于运动而具有的能;一切运动的物体都具
有动能;物体的质量越大,速度越大,动能越大;势能包括重力势能和弹性势能：
重力势能是物体由于高度而决定的能,物体的质量越大,高度越高,重力势能
[四]太阳能：
一般指太阳辐射的光能和热能,实际上,太阳能是地球上一切能 量的来源,风能、水能、地热能、动植物体内的化学能都来自太 阳能,
[五]光能
一般指人眼可以接收到的光所携带的能量,人们看 到的光来自于太阳或借助于产生光的设备,包括白炽 灯泡、荧光灯管、激光器、萤火虫等,
[六]电能
是指使用电以各种形式做功[即产生能量]的能力,电 能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广 播等各个领域,是科学技术发展、人民经济飞跃的主要 动力,电能在我们的生活中起到重大的作用,
例二.木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中[ C] A.木块的重力势能全部转化为动能 B.木块的动能增加,重力势能减小 C.木块有一部分机械能转化为内能 D.木块的机械能全部转化为内能
能量守恒与转化定律内容
能量守恒与转化定律内容什么是能量守恒与转化定律它可表述为：在自然现象中能量不能创造，也不能消灭，而只能在总数值不变的原则下，由一种形式转变为另一种形式，或由一物体转给另一物体。
这就是说，物质运动的任何一种形式，如机械的、光的、电的、磁的、化学的和生物的等等，都能够在一定的条件下，以直接或间接的方式转化为另外一种或几种运动形式，而作为物质运动量度的能量，在转化前后保持不变。
能量守恒与转化有什么特点能量守恒及转化定律：自然界中一切物质都具有能量。
能量有各种不同的表现形式，并能从一种形式转化为另一种形式(包括物质和能量的相对论式转换)，从一个物体传递给另一个物体。
在转化和传递过程中，能量的总量不变。
这个定律也可以表述为:在隔离系统中，无论发生何种转换或变化，能量的总量保持恒定。
这个定律是人类实践的经验总结。
大量的研究和实验都支持这个定律。
目前未发现与此定律相矛盾的情况。
能量守恒与转化公式1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3)，S:油膜表面积(m)2｝3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子势能≈05.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕｝6.热力学第二定律克氏表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的方向性);开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出7.热力学第三定律：热力学零度不可达到{宇宙温度下限：-273.15摄氏度(热力学零度)｝。
【自然科学基础知识】能量的转化和守恒定律
解释问题：
人类通过不断的实践研究逐渐认识到:任何机 器对外界做功都要消耗能量。不消耗能量机器是无 法做功和运转的。能量守恒定律的发现使人们进一 步认识到:任何一部机器，只能使能从一种形式转化 为另一种形式，而不能创造能量。因此，虽然人们 做了各种努力和尝试“永动机”始终没有制造出来， “永动机”是不存在的。
三、能量的转化和守恒定律
提出问题：
你知道19世纪自然科学的三大 发现吗?做功需要消耗能量，如果有 人说他能设计出一种机器，可以不消 耗任何能量和燃料，却能源源不断地 对外做功，你会相信吗?
1.能的形式多种多样
不同物质的运动对应不同形式的能 如：电能、磁能、化学能、原子能等。
2.各种形式的能可以相互转化
例如： 摩擦生热：
机械能
电流通过电动机：电能
内能 机械能和热能
3.能的转化和守定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只 能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转 移到别的物体。
4.平均速度和瞬时速度
速度：匀速运动的物体，位移与完成这段位移所需 的时间的比值。
平均速度：变速直线运动的物体，位移与完成这段 位移所需的时间的比值。
趣味探索：
（1）自来回滚筒 （2）橡皮筋哑铃摆 （3）制作向上滚动的纺锤体
课堂小结：
深刻理能的转化和守恒定律，会解 释问题，模仿物理研究方法。
布置作业： 教材P108，1-3题。
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3、能量转化的效率 输出的有用能量
效率= 输入的总能量 ×100％
我们是不是应该立即停止使用化石能源呢？说 说你的看法。
能量转化的基本规律
小结
1、能量的转化和守恒定律
永动机 不可能制成！
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由 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其总量保持不变。
2、能量转化与转移的方向性规律
自然界中许多自发的过程都是有方向的，或者说能 量的转化和转移也是有方向的。
“毛细型”永动机 “磁力型”永动机
“浮力型”永动机
能量转化的基本规律
【问题4】 能量转化遵循什么规律呢？
能量转化的基本规律
能量的转化与守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭
空消失，它只能由一种形式转化为另 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其 总量保持不变。
——19世纪自然科学三大发现之一
第十八章 能源和可持续发展
四、能量转化的基本规律 五、能源与可持续发展
教学目标
➢ 知道能量可以转移，也可以转化； ➢ 知道能量转化和转移过程中遵循的守恒
定律和方向性规律； ➢ 从能量的转化和转移的角度认识效率； ➢ 了解我国和世界上其他国家的能源状况，
树立可持续发展的意识。
能量转化的基本规律
【问题1】 常见的能量有哪些形式呢？
内能
机械能
光能
电能
化学能
能量转化的基本规律
【问题2】 能量可以转化也可以转移，我们
就是在能量的转化和转移的过程中பைடு நூலகம் 用能量的。
能量的转化和转移是如何实现的？
能量转化的基本规律
内能
机械能
？ 光能
电能
化学能
能量转化的基本规律
内能
机械能
光能纳米马达
打火石 光能
电能
电池充电 化学能 电池放电
四、能量转化的基本规律
能量转化的基本规律
【问题5】 有人设想：由于海水中蕴含着取之不尽
的内能，因此可以制造一艘无需任何燃料的 巨轮，它可以吸入海水并吸收它的内能，并 把它变成冰块投入大海。像这种并不违反能 量的转化和守恒定律的机器又称为“第二类 永动机”。
你认为这样的永动机可以制造成功吗？
能量转化的基本规律
热传递
高温物体 自发的 低温物体
【问题3】 人们为了满足生产对动力日益增多的需
要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力 和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称 为“第一类永动机”。
你认为这样的永动机可以制造成功吗？
能量转化的基本规律
“重力型”永动机
达芬奇的发明
“毛细型”永动机 “磁力型”永动机
“浮力型”永动机
能量转化的基本规律
【探究活动】
试举例说明在利用能量的过程中“效 率”的涵义？
能源与可持续发展
输出的有用能量
效率=
×100％
输入的总能量
？ 电热器 热机
电动机
发电机
热传递
能源与可持续发展
大可气污持染续发展水污！染
【问题7】
人类在消耗能源，尤其是使用化石能源的同时， 也给环境带来了一些问题，如废气对大气污染，废 渣对土壤污染，渗漏的石油造成水污染等。
如图，在玻璃杯中加入适量水，将餐巾 纸的一端放在水中，另一端放在杯外，看一 看什么情况下餐巾纸能使杯中的水滴下。
A
B
“毛细型”永动机不可能制成。
能量转化的基本规律
O
左边=mgl+mgR 右边=mg(l+R)
“重力型”永动机也不可能制成。
=
能量转化的基本规律
“重力型”永动机
达芬奇的发明
第一类永动机 不可能制成！
做功
自然界中一切与热现象有关的 实际宏观过程都是有方向的。
能量转化的基本规律
能量转化与转移的方向性规律 自然界中许多自发的过程都是有
方向的，或者说能量的转化和转移也 是有方向的。
——第二类永动机也不可能制成！
能源与可持续发展
【问题6】 虽然自然界中能量是守恒的，但是由
于能量的转化和转移是有方向性的，因此 还存在能源危机。这就需要我们提高能源 使用的效率。