能量的守恒和转化练习-盘古文库

能量的守恒和转化练习

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来源：莲生三十二

作者：开心麻花

2025-09-19

能量的守恒和转化练习（精选10篇）

能量的守恒和转化练习第1篇

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自然界各种现象的联系，各种能量的相互转化，能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例，能用能量守恒的观点分析物理现象

一、填空题

1.能量既不会______，也不会______，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到另一个物体，而在转化和转移过程中，______的总量保持不变.这就是能量守恒定律.

2.克服摩擦或压缩气体做功时，消耗______能，使______能转化为______能，而且消耗多少______能，就得到多少______能，在这个过程中，能量的总量______.

3.“和平”号空间站完成使命后，安全坠入南太平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃起了熊熊大火，这是将______能转化为______能，在“和平”号坠入南太平洋的过程中，它的______能增加，______能减少，而能的总量______.

4.自然界中各种不同形式的`能量都可以相互转化，电动机可以把______能转化为______能;太阳能电池把______能转化为______能;植物的光合作用可以把______能转化为______能，燃料燃烧时发热，将______能转化为______能.

5.秋千荡起来，如果不继续用力会越荡越低，甚至停止;皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来低.在这两个过程中，机械能______了，转化成了______能.机械能是否守恒______，能的总量是否守恒______.

二、选择题

6.下列说法中正确的是( )

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.洗澡时，用毛巾擦背，感觉后背发热，是机械能转化为内能

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

7.在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是( )

A.机械能一定守恒

B.各种形式的能量都守恒

C.各种形式能的总量一定守恒

D.内能一定守恒

8.给电动机通电后电动机带动其他机器运转起来，同时电动机的外壳也变得烫手，则下列说法中正确的是( )

A.电能全部转化为机械能

B.电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能

C.电能全部转化为内能

D.电能的一部分转化为内能是通过克服摩擦力做功来完成的

能量的守恒和转化练习第2篇

一、教材分析

（一）教材的地位的作用

本课是初中物理九年级第十四章《内能的利用》第三节。能量是贯穿整个物理教学的一条主线，能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。本节内容是对本章及以前所学物理知识从能量的观点进行了一次综合、深化和再熟悉。教材首先分析自然界中各种能量之间的转化,揭示它们之间的本质联系，并分析一系列熟知的能量转化的事例，指出能量的转化与守恒。最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性。

（二）学习目标

1、知道各种形式的能是可以相互转化的。

2.知道能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。3.会应用能量守恒定律解释有关的物理现象。

学习重点是：能量转化与守恒。学习难点是：对能量转化与守恒的理解

二、学生分析

学生通过对声、光、电以及机械能的学习，对能量的概念有了一定的认识和了解，应该说是比较熟悉了，能量的转化现象是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性。

三、学习方法

这节课可综合应用多媒体课件、直观演示实验、讲授和启发等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生对物理的兴趣，激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。

四、教材处理

本节教学可分两部分完成：第一，能及能量转化；第二，介绍能量守恒定律。

1、能的转化

学生通过自主学习完成教材“想想做做”中的几个小实验，让学生观察实验所发生的现象，找出这些现象之间的联系。引导学生分析得出在这些实验中发生了哪些能量转化。在此基础上告诉学生：各种现象变化常常存在着能量的转化，对能量转化有一个具体的理解。

2、能量守恒定律

在学生知道各种能量之间可以相互转化的基础上，讲能量守恒定律的内容时，要突出定律的物理意义，即突出“转化”和“守恒”。要利用“想想议议”引导学生分析得出：能量守恒是指自然界所有能量总和守恒，而一种能量或几种能量在转移和转化时一般是不守恒的。在教学过程中要说明能量转移和能量转化的区别，同时要向学生强调定律的普遍性和重要性。

五、学习程序(一)导入新课

教师指导学生完成“想想做做”中的一组小实验(二)新课教学学习互动

互动1：讨论四个小实验中发生了哪些能量转化。教师引导学生思考、讨论、得出结论:

①来回迅速摩擦双手,手会感觉到热。机械能转化为内能。

②黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿,可观察到温度升高,光能转化为内能。③光能转化为电能再转化为机械能。④机械能转化为电能。教师总结:说明经过长期的探索,发现各种现象间常常存在着能量的转化。能量可以反映这种联系。

互动2：“想想议议”学生思考乒乓球弹起后为什么最终静止。

教师实验：乒乓球在地上弹起来,最终会静止。通过讨论小球的运动过程,提示学生机械能减少了,是不是能量丢失了?实际上是通过摩擦把机械能转化为内能。从而引出能量守恒定律。互动3：能量守恒定律。

讲解守恒定律的内容时,要突出定律的物理意义,即突出“转化”和“守恒”。

（三）课堂练习

（四）学习小结

这节课我们主要学习了能量的转化和守恒定律,它的内容是:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,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,能量的总量保持不变。

（五）布置作业

1、你尽可能多的说出发生在你身边的能量转化。

（六）板书设计能量的转化和守恒定律

1、能量的转化

2、能量守恒定律

写出下列10个现象中能量的转化或能量的转移关系。

① 木炭燃烧发出光和热。化学能转化为内能 ②冬天双手互相摩擦感觉暖和。机械能转化为内能

③用钢锉锉工件,工件发热。机械能转化为内能 ④水轮机带动发电机工作。水能转化为电能 ⑤点燃爆竹后,爆竹腾空而起。化学能转化为动能 ⑥给蓄电池充电。电能转化为化学能

⑦热水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起。内能转化为动能 ⑧风吹动帆船前进。风能转化为动能

⑨人跑动时,身体发热出汗。机械能转化为内能 ⑩一杯热水慢慢变凉。热传递

互动6：动手动脑学物理

（1）通过这道题可以锻炼学生应用能量守恒定律解释人自身的能量转化和守恒的问题。

能量的守恒和转化练习第3篇

一、动量守恒系统中内力做功特点与能量转化的途径

取质量分别为m1、m2的两质点组成的动量守恒系统，两质点作用前的速度分别为v1、v2，作用后的速度分别为v1′2和v2′2，系统内力所做的功为W内。由动量守恒定律得：

可求出内力作用前后系统机械能的变化量：

由动能定理得：

比较 (2) (3) 两式：△E机=W内。% (4)

在动量守恒系统中，如果系统内力做正功，系统的机械能增加，增加的机械能由其他形式的能量转化而来，且机械能的增加量等于系统内力做的功，也等于其他形式的能量的减少量;如果系统内力做负功，系统的机械能减少，减少的机械能转化为其他形式的能量，且转化量等于内力做功的数值。即：

二、动量守恒系统中不同性质的内力做功与能量转化实例分析

1. 动量守恒系统中弹力充当内力做功情形下的能量转化

此类问题比较多，常见的有两物体相碰撞;在弹簧弹力的作用下将两物体压缩或分离。

例1如图所示，光滑水平面上静止着质量分别为mA, mB的两木块A和B, A、B间用轻弹簧相连，现给木块A一个水平向右的瞬时冲量I，使木块A获得一个水平向右的速度v0，已知弹簧的劲度系数为K，求弹簧的最大压缩量。

解：对A、B和弹簧组成的系统, 系统内力为弹力。由动量守恒定律可得：

由能量的转化和守恒定律可知，系统动能的减少量等于弹性势能的增加量, 所以弹性势能的最大值为：

联立 (1) (2) (3) (4) 式得:

2. 动量守恒系统中摩擦力充当内力做功情形下的能量转化

这类问题常见的有子弹打击置于光滑水平面上的木块;在光滑水平面上一物体在另一物体表面上发生相对滑动。

例2如图所示，质量为M的小车沿水平光滑地面以速度v0向右运动，把一个质量为m的小物体轻轻地由静止释放在小车的前端面上，小物体与水平车顶的滑动摩擦系数为μ，若小物体不会从车顶上掉下，试求小物体在车顶上滑行的最大距离S。

解：对车和物体组成的系统，系统内力为摩擦力。

由动量守恒定律得：

由能量的转化和守恒定律得：

联立 (1) (2) 两式可得：

3. 动量守恒系统中库仑力充当内力做功情形下的能量转化

这类问题常见的是两带电微粒 (或小球) 通过库仑力发生相互作用，由于带电粒子之间的库仑力是非线性变化的，从动量和能量角度分析它，可达到事半功倍的效果。

例3如图所示，绝缘光滑的平面上，有两个带电量分别为Q1、Q2的小球A和B，相距为r，其质量分别为mA和mB，它们由静止开始运动，经t秒后B球的速度为vB。试求此过程中库仑力对两小球做的功和两小球的电势能的变化量。

解：对A、B组成的系统，系统内力为库仑力。由动量守恒定律得：

由能量的转化和守恒定律可知，在此过程中两小球通过系统“内力”即库仑力做功后，把系统的电势能转化为小球的动能。即:

4. 动量守恒系统中电场力充当内力做功情形下的能量转化

例4如图所示，平行板电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，右极板有一小孔，通过孔有一绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同绝缘座、绝缘杆, 总质量为M，给电容器充电后，有一质量为m的带正电的环恰好套在杆上以初速度v0对准小孔向左运动，假设带电环进入电容器不影响电容器板间的电场分布，带电环进入电容器后距左板的最小距离为，试求带电环与左极板相距最近时的速度和此过程中电容器移动的距离。

解：对电容器连同绝缘座、绝缘杆和带电环组成的系统，系统内力为电场力。设电场力为F，电容器移动的距离为S。

由动量守恒定律得:

由能量转化和守恒定律得：

联立 (1) 、 (2) 、 (3) 得：

5. 动量守恒系统中安培力充当内力做功情形下的能量转化

这类问题常见的是闭合线圈和磁铁在发生相对运动时，在系统“内力”及安培力的作用下，安培力做负功把系统的机械能转化为电能。

例5如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有足够长的光滑绝缘杆MN，上挂一光滑铝环A，在弧形轨道上高为h的地方无初速度释放磁铁B(可视为质点)，B滑至水平轨道时恰好沿A的中心轴线运动，设A、B的质量分别为MA、MB，求全过程中A获得的电能。(忽略B沿弧形轨道下滑时环A中产生的感应电流)

解：设磁铁B滑至水平轨道的速度为v0，由动能定理有：

设A、B最后的共同速度为v，对A、B组成的系统有：

由能的转化和守恒定律得：

能量转化和守恒定律的发现和应用第4篇

【关键词】能量转化守恒定律

能量是物质运动的一个最基本的量度，是人们研究客观世界的主要对象之一。研究物质运动就是要研究各种形式的能量及转化规律。19世纪中期发现的能量转化和守恒定律，深刻地揭示了自然界物质运动变化发展的规律，被恩格斯称为伟大的运动基本定律，19世纪自然科学三大发现之一。

一、能量转化和守恒定律是怎样发现的？

任何科学理论的建立都要经过实验结果的不断积累阶段和认识上提高或飞跃两个阶段。能量守恒定律的发现过程也是如此。第一阶段，从古代发现摩擦生热、摩擦取火到18世纪蒸汽机的发明以及其他运动形式及其相互转化的发现。在这一阶段，人们已经在长期的生产实践和技术改革中解决了机械运动和热之间相互转化的问题，也发现了光、电、磁、热等运动形式的互相转化现象。尤其到18世纪末19世纪初，运动形式的互相转化的事实越来越多。1780年意大利的伽伐尼发现，火花放电或雷雨能使蛙腿筋肉收缩，这是电的生物学效应。1800年意大利的伏打把两种不同的金属片叠起来，产生了电；还把铜片和锌片浸入硫酸溶液中，把这两片金属与导线连成回路也能产生电流。这是化学运动转化为电流运动。

第二阶段是认识的提高和飞跃。对能量守恒定律的发现来说，它包含了对陈旧观念的废除和新的认识的建立两个方面。这一阶段出现在19世纪中期。在此以前形成上学的“热素说”观点支配着人们的认识，各种运动形式被隔裂开来，割断了它们之间的本来联系。因而阻碍人们深入认识事物的本质。所以，当时尽管已经产生了运动不灭的思想，如法国哲学家笛卡尔在1644年“哲学原理”中总结出“运动量恒”的观点，1746年俄国科学家罗蒙诺索夫从热现象的研究中也曾发现过物质守恒，运动不灭的思想，但都未能最终发现这个定律。这主要由于科学家实验尚未积累起足够的实践认识，也由于传统观念束缚住人们的头脑。到19世纪中叶，情况起了很大的变化。一方面积累了大量能量转化的实验事实，其中有些还直接反驳“热素说”，如18世纪末英国的伦福德在金属钻孔的多次实验中，发现热素不可信，卡诺在提高蒸汽机效率时也感到有一部分热转化为功；另一方面由于当时工业革命日益发展，涌现出一批有远见富于创新精神的科学家，德国的迈尔就是其中一员。迈尔没有盲目地跟从热素说，而是批判地吸收了前人的工作成果，把各种能量（当时叫“自然力”）列成一个表，分析了它们之间相互转化的25种情况，在认真整理前人实验结果的基础上，抛弃了陈旧的热素说。1840年迈尔作为一个随船医生到爪哇去旅行，在抽病人的血液时，发现从血管中取的血都有一种异常鲜明的红色。这种红色素是血液中进行氧化作用的产物，这就使他考虑到正是由于食物在体内氧化放出大量的热，一方面使人维持正常体温，一方面又给人进行各种活动提供了能源。

二、能量转化和守恒定律的应用

能量转化和守恒定律是人类科学技术的理论支柱之一，它既是人们认识客观过程的有效工具，又是我们开发新能源的可靠依据，它还是指导我们为特殊的目的实现多种形式的转化。

这一伟大的定律是人们深刻认识客观过程的准绳之一。在千变万化的物质运动中，总要寻求一些不变量以联系事物的始末态，能量就是这样的不变量之一，能量形式可变，但量上守恒。这使我们可以解决许多实际问题，无论是动动与势能的转化，还是机械能、热能、电能、光能之间的相互转化，对一个系统来说，经过一个过程，初始能量加上外界能量总等于系统末了的能量加上耗散的能量，在物理教学中所用的一些能量守恒的具体表达式，都表示这个意思。从这类表达式可以解出不同的未知量，解决科学技术工程上各种问题。这一定律使我们能在人类已认识的范畴内分析和解决问题，同时它还帮助我们在尚未认识的范畴内发现新的物质过程。

除了为获取能量的目的而提高效率开发新能源之外，人们还广泛应用能量转化和守恒定律，创造一定的条件，实现能量的转化，以达到某些特殊的应用目的。如为信息探测和传递的目的，人们研制了红外探测器，探测目标物的微弱的红外辐射，把满载信息的红外辐射转化为电讯号，从而显示出来，人们还研究光通讯技术，把信息转换为光能，借助于光来传播信息。随着激光技术的发展，光热转化又获得某些特殊的应用，如激光打孔、焊接、切割、激光手术、激光退火、激光武器等等。

三、对能量转化和守恒定律的认识

能量的转化和守恒说课稿第5篇

《能量的转化和守恒》说课稿

一、说教材

本节内容是对本章及以前所学知识从能量的角度进行的一次综合，教材通过小实验讨论自然界各种现象的内在联系，体会各种形式能量的相互转化，通过想想议议得出能量守恒定律。符合学生认知规律，能够体现从生活走向物理，注重科学探究的新课程理念。由于新课标对这部分内容在知识上降低了要求，但在过程与方法上增加了体验性目标层次，因此我会应尽可能的让学生多动手、多经历、多体验、多感受，在感受中进步与快乐成长。

二、说教学目标

通过本节学习我计划达到这样的目标，让学生知道各种形式的能可以相互转化；知道能量守恒定律。并通过探究各种形式能的相互转化，学会用普遍联系的观点看待事物。探究与合作学习中培养学生热爱科学、勇于创新的精神及交流合作的团队意识！本节的重点是：体会能量之间的相互转化及能量守恒定律；难点是：能量守恒定律的理解。

学生已具有初步的探究能力、分析问题和解决问题的能力，为这节的学习打下了基础，因此我准备大胆放手，开展自主的、合作的、探究性的学习，充分发挥学生的主动性和创造性，自主完成学习任务，实现自我发展，我做学生学习的组织者、引导者、参与者、分享者，但学生抽象思维还不成熟，我应用多媒体、图片等为学生创设情景、增强直观性和形象性，实现由感性到理性的飞跃。从而达到多种教学方法的优化组合。

三、说教学过程首先，我以生活中的两个实例磨刀和热传递中能量的变化，引入了新课。然后我已一段小材料让学生熟悉各种形式的能，各种形式的能可以相互转化是本节的重点，由于新课标注重学生经历探究的过程，所以我先请各小组完成以下小实验，1、摩擦双手；

2、闭合开关风扇转动；

3、摩擦起电，然后学生讨论分析发生了哪些能量的转化？体会自然界各种现象的内在联系。能量的转化和守恒定律是本节的重点与难点我是这样组织教学的，结合教材“想想议议”中的秋千越摆越低和掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。讨论秋千和小球在运动中的能量转化，为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪里区里？得出能量不会凭空产生，可以从一种形式转化为另一种形式；热水冷却实验，减少的能量消失了吗。得出能量不会凭空产生，可以从一个物体转移给另一个物体。观看掉在地上的小球，提问你们看到了什么现象？它的机械能如何变化？它到哪儿去了凭空消失了吗？综上得出能量不会凭空产生，也不会凭空消失了，那么它的总量不变，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体。这就是能量守恒定律。学生结合课本、两个小游戏以及两个小问题的讨论，说一说是如何理解能量守恒定律的。学生积极思考，通过以上2个环节的设计，我的目的在于让学生大胆发言，张扬了个性，掀火和谐课堂的气氛，达到师生互动，生生互动，学生在相互的合作交流中共同进步，在友好的展示与评价中增进情感交流。达到知识的增益、能力的拓展、思想和情感的升华。

四、说教学反思

1、在课堂中及时的巩固与练习加深知识的理解，提高学生分析问题解决问题的能力。在此过程中兵帮兵、兵带兵、优势互补、强弱互助，在互助中共同进步。

2、引导学生对本节课进行小结。通过该环节为学生提供自由表达思想、观点，实现思维飞跃的舞台，同时也帮助学生养成反思的好习惯。

能量的转化和守恒教学设计第6篇

一、教学目标

1、知识与技能

1）知道各种形式的能量是可以相互转化的。2）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。3）能举出日常生活中能量守恒的实例。

2、过程与方法

1）通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。

2）通过讨论体会能量不会凭空消失，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。

3、情感态度与价值观感

1）通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性认识。

2）通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。

二、重点与难点

1、教学重点：能量守恒定律

2、教学难点：运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的

三、教学用具准备

1、教具：多媒体设备、课件、乒乓球等。

四、教学过程设计创设情境，引入新课：复习上一节课的内容

进行几个小实验，注意观察现象: ① 来回迅速摩擦双手,手会感觉到热。机械能转化为内能。② 黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿,可观察到温度升高。光能转化为内能。

③ 小电扇转动起来，光能转化为电能再转化为机械能。④ 钢笔杆能够吸引小纸片，机械能转化为电能。

教师总结:经过长期的探索,发现各种现象不是彼此孤立，而是相互联系的。用能量的概念及能量转化的观点，可以反映这种联系，在一定的条件下，各种形式的能量可以相互转化。新知探究：交流展示：

师生互动:上述现象中能量的形式发生了改变，有无能量形式不改变的现象呢？你能利用书桌上的物品设计两个小实验吗？讨论学生所做小实验得出结论：能量不仅可以转化而且可以转移，在能量转移的过程中能量形式没有变。

师生互动:。老师实验:乒乓球自由落在地上弹起来,最终会静止。通过讨论乒乓球的运动过程,提示学生机械能减少了,是不是能量丢失了?实际上是通过摩擦把机械能转化为内能。从而引出能量守恒定律。

师生互动：归纳能量守恒定律的内容。分析守恒定律的内容,突出定律的物理意义,即突出“转化”和“守恒”，强调各个词语的意义。

说明：

1、尽管有的时候，物体某种形式的能量，可能转移到几个物体或转化成几种形式的能量，但能量的总量不变。就是说某物体损失的能量等于几个物体得到的能量的总和。

2、能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。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的规律。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。

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。

4、能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。纵观人类科学技术进步的历史，也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史。从原始人钻木取火，到水能利用；从蒸汽机发明，到电能的利用；从太阳能，到核能的利用。人类总是在认识、利用能源，逐步实现能量的转化。综合运用：

张艳锋能量的转化和守恒教学设计第7篇

魏家滩中学张艳锋

一、教材分析

二、学生分析

三、学习目标

1、知识能力目标：（1）知道能量守恒定律。

（2）能举出日常生活中能量守恒的实例。（3）有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。

2、过程和方法：（1）通过学生自已做小实验,发现各种现象的内在联系。

（2）通过学生讨论体会能量不会凭空消失,培养学生探究物理规律的能力。

3、情感态度与价值观：

（1）通过学生自己做小实验,激发学生的学习兴趣。

（2）对能量的转化和守恒有一个感性的认识,为建立科学世界观和科学思维方法打基础。

四、学习重点与学习难点

1、学习重点：能量转化与守恒。

2、学习难点：对能量转化与守恒的理解

五、学习方法

这节课可综合应用导学案、直观演示实验、讲授和启发等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生对物理的兴趣，激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。

六、学习过程设计(一)导入新课

教师指导学生完成“想想做做”中的一组小实验(二)新课教学学习互动

互动1：讨论四个小实验中发生了哪些能量转化。教师引导学生思考、讨论、得出结论: ①来回迅速摩擦双手,手会感觉到热。机械能转化为内能。②黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿,可观察到温度升高,光能转化为内能。③光能转化为电能再转化为机械能。④机械能转化为电能。

教师总结:说明经过长期的探索,发现各种现象间常常存在着能量的转化。能量可以反映这种联系。

互动2：“想想议议”学生思考乒乓球弹起后为什么最终静止。教师实验：乒乓球在地上弹起来,最终会静止。通过讨论小球的运动过程,提示学生机械能减少了,是不是能量丢失了?实际上是通过摩擦把机械能转化为内能。从而引出能量守恒定律。互动3：能量守恒定律。

讲解守恒定律的内容时,要突出定律的物理意义,即突出“转化”和“守恒”。

互动6：动手动脑学物理

（1）通过这道题可以锻炼学生应用能量守恒定律解释人自身的能量转化和守恒的问题。

（2）通过讨论“永动机”的问题，加深学生对能量守恒定律的理解。引导学生分析这种构思不能实现，因为要想使机器持续不断地做功，就要消耗能量把流到低处的水抽回到高处。显然，这种“永动机”是违反能量守恒定律的。

（三）课堂练习

写出下列10个现象中能量的转化或能量的转移关系。① 木炭燃烧发出光和热。

化学能转化为内能

②冬天双手互相摩擦感觉暖和。

机械能转化为内能

③用钢锉锉工件,工件发热。

机械能转化为内能

④水轮机带动发电机工作。

水能转化为电能

⑤点燃爆竹后,爆竹腾空而起。

化学能转化为动能 ⑥给蓄电池充电。

电能转化为化学能

⑦热水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起。

内能转化为动能

⑧风吹动帆船前进。

风能转化为动能

⑨人跑动时,身体发热出汗。

机械能转化为内能

⑩一杯热水慢慢变凉。

热传递

（四）学习小结

（五）布置作业

1、你尽可能多的说出发生在你身边的能量转化。

（六）板书设计

能量的转化和守恒定律

1、能量的转化

转化和守恒

魏

家

滩

中

学

张艳锋

2、能量守恒定律

谈电磁感应中的能量转化和守恒第8篇

下面以发电机模型为例，由能量守恒定律推出法拉第电磁感应定律的切割型表达式。

如图1所示，宽度为L的水平光滑平行导轨，左端接电阻R，有匀强磁场B垂直穿过导轨面，另有一可动导体棒ab搁在导轨上，在水平恒力F作用下，从静止开始运动，当达到稳定状态时，棒ab中感应电流所受到的安培力F安=F，速度v为最大。从能量观点分析，此时棒的动能不变，外力克服安培力做功，其它形式的能全部转化为电能，有：

P安=P电，即Fv=EI

BIL·v=EI，所以E=BLv。

结论：克服安培力做功，对应着其它能转化为电能（如发电机模型）；安培力做正功，对应着电能转化为其它能（如电动机模型）；而且安培力做功的绝对值，等于电能转化的数值，即有：W安=E1电–E2电。

现举例说明此推论的应用。

【例1】电阻为R的矩形导线框abcd，边长bc=h，cd=L，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图2，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是多少？（不计空气阻力）

析与解：线框以恒定速度通过磁场，动能不变，重力克服安培力做功。减少的重力势能全部转化为感应电流的电能，电能又转化为内能。根据能量守恒定律可得：焦耳热。

【例2】如图3所示，一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd从某高度自由落下，穿过高度为的有界匀强磁场。当ab边刚进入磁场上边缘AC时，导线框的速度为v1，当ab边接近磁场下边缘时，导线框的速度为v2。设线框的总电阻为R，磁感应强度为B 。若ab边从AC到过程中有一个最小速度v3，且，那么v3为多大？此过程中产生热量Q为多少？

分析：导线框ab边一进入磁场，线框的运动性质发生了改变。ab边感应电流受到的向上安培力F安，需讨论：（1）若，则线框匀速进入，加速度为0；（2）若，则线框加速进入，加速度逐渐变小（有可能减至0）；（3）若，则线框减速进入，加速度逐渐变小（有可能减至0）。对照题述情形，只能是上述（3）情况，即线框由v1减速至刚刚全部进入磁场时的速度最小。

解：设线框abcd进入磁场的整个过程中产生的热量为Q，此时物体速度为v3，则由能量守恒定律，有：。又ab边刚进入磁场到ab接近时，满足：，解得：，。

【例3】如图4所示，倾角，宽度的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B＝1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上。用平行于导轨功率恒为6W的牵引力，牵引一根质量、电阻的放在导轨上的金属棒ab，由静止沿导轨向上移动（棒ab始终与导轨接触良好且垂直），当金属棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取）。问：（1）金属棒达到的稳定速度是多大？（2）金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少？

析与解：（1）金属棒沿斜面匀速上升有稳定速度时，设所受的安培力为F安，则

F安……<1>，F安……<2>，又……<3>，联立解得：

（2）由能量转化和守恒定律，得

，代入数据解得：

小结：由以上分析知，对于电磁感应中的能量转化问题，应弄清在过程中有哪些能量参与了转化，什么能量减少了，什么能量增加了，由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的，安培力做功是联系电能与其它形式的能相互转化的桥梁。因此，也可由功能关系（或动能定理）计算安培力的功，从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。

利用能量观点来分析解题，可以避开复杂过程细节的分析，避开变力功的计算，抓住事物变化的本质规律，这是一种对物理问题的更深刻的理解。

能量的守恒和转化练习第9篇

【本讲教育信息】

一.教学内容：

§10.3 改变世界的信息技术

第11章物理学的发展和能源技术创新

§11.1 能量的转化和守恒定律

二、重、难点

1、知道什么是卫星通信和光缆通信

2、知道能量的转化和转移

3、知道能量守恒定律

三、具体内容：

（一）卫星通信：是利用人造地球卫星作为中继站，把地面站发射的信号接收下来，经过处理后再发送到另一个或几个地面站，实现卫星中继通信。优点：覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。

（二）光缆通信：

用心爱心专心信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。利用它可以传播电话、电视、广播及数据、文件等。建设信息高速公路的物质基础之一是光导纤维，简称光纤。

1、激光：频率单

一、方向集中，可以用来传递信息。

特点：（1）很高的单色性，可用于通信

（2）平行性好，可以用于精确测距、目标跟踪

（3）亮度高，可用于军事上，用于医学作“光刀”

2、光导纤维：是很细很细的玻璃丝，数条光纤一起敷上保护层制成光缆，用激光在光纤中传递电视电话等多种信息。

3、光缆通信实际上是利用激光在光导纤维里传播：激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，在另一端射出，把携带的信号传到远方。

4、优点：信息量大、不怕雷击、抗干扰能力强、功率损耗小、通信质量高、保密性好。

（三）移动通信

1、移动通信是指移动体之间或移动体与固定体之间的通信。移动通信的终端设备包括手机、寻呼机、无绳电话等。

2、移动通信系统一般由移动台、基站、移动交换中心以及市话网等组成。

3、如图是移动通信的工作方式，手机左发射的信号被离它最近的基地台接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离对象最近的基地台，最终这个基地台把信号传给手机右。

（四）信息革命与人类文明

1、物质、能源与信息是人类社会生存和发展不可缺少的三大要素。

2、信息技术已经成为人们学习、工作、生活不可缺少的工具，在现代战争中起非常重要

用心爱心专心的作用，信息技术产业已经成为一些发达国家的重要产业。

（五）模拟信号和数字信号

1、模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。

特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息。

2、数字信号：用不同的符号的不同组合表示的信号叫数字信号。

特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。

（六）不同形式能量的相互转化

能量有多种多样的形式，可以从一个物体转移到另一个物体上，从空间的一处转移到另一处，能量的形式也可以从一种形式转化为另一种形式。各种能量可以逐渐相互转化，地球上几乎所有的能量都来源于太阳。

（七）能量守恒

能量既不会创造，也不会消失；当能量从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化为另一种形式时，总量不变。

（八）永动机是不可能实现的任何永动机都是制不出来的，这是因为不消耗能量却可以永远地运动下去并不断地做功违背了能量守恒定律。自然界中无论什么运动都会产生热，热向四周扩散而损耗，如不补偿能量，任何运动着的机器最终都会停止。

（九）能量转化效率

在实际工作或生活中，一种能量转化成另一种能量的过程中，输出有效能量与输入能量的比值成为能量的转化效率。

能量转化效率η=输出有效能量

输入能量在任何情况下。能量转化效率η都小于1。

（十）能量转化的方向性

能量转化过程中存在一定的方向性。

【典型例题】

例1.“信息高速公路”有很宽的频带，可以同时传送500个电视频道。因此，无论是文字信息、声音信息，还是图像信息或电视信号，都可以在“信息高速公路”的网络中得到及时传送，而且传送的速率很高。一部《不列颠百科全书》通过“信息高速公路”不到5s就能够传送完毕，“信息高速公路”一语中的“路”一般是指（）A.高速行驶的公路

B.利用微波的通信 C.利用光纤的通信

D.利用卫星的通信

分析：“信息高速公路”的基础是光纤通信，它用光缆把千家万户、单位联结在一起，能以激光脉冲传输数字化信息；而同轴电缆中传输的则是无线电波。激光的频率比无线电波

用心爱心专心的频率高得多，所以光纤线路的容量大。例如，一根光纤能同时传输50万路电话信号。光纤抗干扰能力强、信号衰减少，适于远距离传输大量信息。

正确答案：C

例2.移动通信的基地台是按蜂窝状布局的，你能说出这样做的道理吗？

分析：移动通信基地台的建造，应在保证无线电波覆盖面积不变的情况下，尽可能减少基地台的数量，而蜂窝状布局是一种最佳设计。

正确答案：这样做能大大增加无线电覆盖的有效面积，减少转接信息的基地台数量。

例3.某收音机中中波段的频率范围是535kHz~1605kHz，问它接收的电磁波波长范围是多少？

解：由公式c=λf可得，λ＝c/f，λ1＝c/f1＝（3х10m/s）/(535х10)=561m

λ2＝c/f2＝（3х10m/s）/(1605х10)=187m 正确答案：187～561m

例4.关于能量的转化和转移，说法正确的是（）

A.能量只能从能量多的物体向能量少的物体转移，不可能从能量少的物体向能量多的物体转移

B.内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能 C.能量只能从一种形式转化为另一种形式

D.能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化前后，能的总量会减少

分析：A不正确，能量多的物体，温度不一定高。例如1kg 0℃水比1kg 0℃的冰能量多，但它们之间没有能量转移。

B正确，机械能和内能可以互相转化。

C不正确，能量还可以从一个物体转移到另一个物体。

D不正确，能量守恒定律告诉我们，在能量转化的过程中，能的总量是保持不变的。

正确答案：B

例5.在密闭的房间里有一个开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将（）

A.升高

B.降低

C.不变

D.无法确定

分析：根据生活经验，冰箱内的温度比室温低得多。有的人会认为，打开冰箱门通电，由于冰箱与外界发生热传递，内能发生转移，房间内能减小，温度应下降，这种看法是片面的，只考虑到冰箱内部与外界的热传递。实际上电冰箱工作时，在冰箱内部制冷，在电冰箱的背部通过散热器向外界散热，把内能转移出来，这样看来，开着门的电冰箱一面把内能转移出来，一面又有内能转移进去，哪一边转移得多些似乎难以判断。其实，这时只要注意电冰箱工作的过程是电流做功的过程，消耗了电能，所以转化出来的内能多些。

正确：A

例6.设计一个实验，证明皮球落地时发生了形变，并回答下列问题。

（1）谈谈一只皮球从高处由静止落下又弹起的过程中皮球机械能的转化。

（2）指出皮球在哪个位置动能为零

（3）即使不计空气阻力，皮球落地弹起后也不能再回到原来的高度，这是为什么？

（4）怎样抛出皮球，才能使它弹跳到高于抛出时的位置，说明理由。

用心爱心专心分析：将整个过程分为下降，皮球形变、恢复原状和上升四个阶段，分别说明机械能的转化。

速度为零时动能为零。

考虑到皮球与地面碰撞时要损失一部分机械能（对地面做功），故不能反弹到原抛点。

如果让皮球在抛出时具有一定的速度，那么皮球在抛出时除了具有一定的势能外还具有一部分动能。

正确答案：实验方法：在地面铺一白纸，将皮球涂黑，当皮球从高处落到纸上时，纸上会出现一个黑色圆斑而不是一个圆点，证明皮球落地时发生了弹性形变。

（1）皮球下落时，重力势能转化为动能；接触地面发生形变时，动能转化为弹性势能；恢复原状时，弹性势能转化为动能；反弹上升时，动能转化为重力势能。

（2）皮球在原抛出点时，与地面碰撞形变程度最大时（此时动能转化为弹性势能）、反弹到最高点时，皮球的动能为零。

（3）当皮球与地面碰撞时对地面做功，损失一部分机械能（转化为其他形式的能），因此皮球不能回升到原抛出点的高度。

（4）让皮球在抛出时具有一定的初速度，这样皮球既具有重力势能又具有动能，这部分动能最终会转化为重力势能，使皮球达到原抛出点时会继续升高，从而高出原抛出点的位置。

【模拟试题】（答题时间：25分钟）

一.选择题

1.关于电磁波下列说法中不正确的是 A.电磁波具有能量

B.各种颜色的光都是电磁波

C.电磁波在真空中的传播速度是3х10m/s D.电磁波的频率越高，波长越长

2.下列关于电磁波的一些说法中正确的是 A.电磁波在真空中不能传播

B.电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C.红外线属于电磁波

D.电热水壶是利用电磁波来工作的 3.下列电器中，利用电磁波工作的是

A.电风扇

B.移动电话 C.电冰箱

D.电吹风 4.关于电磁波，下列说法正确的是 A.电磁波的传播速度比光速小 B.电磁波的波长越长频率越高

C.电磁波的应用会不同程度影响人们的健康

D.电磁波可以携带信息、捕捉信息，但不能承载并传播信息

5.在无线电通信中，把人们需要的电磁波筛选出来，以下设备中能完成这项任务的是 A.调谐器

B.话筒 C.调制器

D.振荡器 6.下列说法中错误的是

A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

用心爱心专心 B.只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

C.能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是不变的 7.下列能量转化过程中，化学能转化为电能的是 A.用潮汐发电

B.用电池作电源

C.用电灯照明

D.电动机带动水泵将水抽到高处

二.填空题

1.中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz（1MHz=10Hz），电磁波在真空中的传播速度_____________（填“大于”、“等于”或“小于”）光在真空中的传播速度，其速度大小为_____________m/s，则中央电视台第一套节目的波长为_____________m。2.有一个“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的一层特殊材料喧各材料能够_____________（填“增强”或“减弱”）对电磁波作用；秘密之二在于它的表面制成特殊开头，这种形状能够_____________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备。3.乘飞机时禁止使用移动电话，是因为使用移动电话时_____________会干扰飞机正常的导航通讯，对飞行安全构成很大的威胁。

4.电磁波在真空中的传播速度等于______________m/s。光纤通信实际上是利用_____________光在纤维里传播的。

5.一台额定功率为0.08W的收音机，在接收频率逐渐减小的过程中，所对应电磁波的波长将逐渐_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）；该电磁波在空间传播的速度约为_____________km/s；在正常工作情况下，若持续收听1h，将消耗_____________J的电能。6.目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如：_____________。其二是把太阳能转化为电能，如_____________。

7.电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。汽车制动过程中，电能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动地转化为机械能再传递给汽车。这些现象均说明能量的转化具有_____________。以上能量的转化过程中，能的总量_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

6用心爱心专心

试题答案

一.选择题

1.D

2.C

A 6.A

7.B

二.填空题

1.等于；3×108；5.7 2.增强；减弱 3.电磁波

4.3×108；激

5.增大；3×105；288

6.太阳能热水器；太阳能电池 7.方向性；不变