第07课 · 基础篇

能量从哪里来?

探索能量的世界,理解能量守恒的伟大定律

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一、能量的概念

什么是能量?

一个物体能够对外做功,就说这个物体具有能量。能量是物理学中最基本的概念之一。

核心要点:能量的单位也是焦耳(Joule),符号是 J。1焦耳大约等于把1个苹果举起1米所做的功。

☀️

太阳能

太阳辐射的能量,是地球上大多数能量的来源

🍎

食物能量

我们吃的食物蕴含化学能,供身体活动使用

燃料能量

汽油、煤炭燃烧释放化学能,转化为机械能

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电池能量

电池储存化学能,可转化为电能供电器使用

🎨二、能量的形式

常见的能量形式

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动能

物体由于运动而具有的能量

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重力势能

物体被举高而具有的能量

🔧

弹性势能

物体发生弹性形变而具有的能量

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内能

物体内部分子热运动的能量

电能

电荷定向移动形成的能量

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光能

电磁波携带的能量

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化学能

物质化学变化中释放或吸收的能量

☢️

核能

原子核变化释放的巨大能量

机械能:动能 + 势能

动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能

E_机械 = E_动 + E_势
机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能

🔄三、能量的转化

能量可以从一种形式转化为另一种形式

生活中的能量转化无处不在。点击下面的卡片,了解每种能量转化的过程。

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太阳能
化学能
💡
电能
光能+内能
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化学能
内能+光能
⚙️
电能
机械能
💧
重力势能
动能
🔌
动能
电能
点击上方卡片,查看能量转化过程

♾️四、能量守恒定律

能量守恒定律

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其他形式,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

重要理解:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。任何机器都不可能创造出能量,只能转化能量。

永动机为什么不可能?

永动机是指不消耗能量却能源源不断对外做功的机器。根据能量守恒定律,永动机是不可能实现的,因为它违背了能量守恒定律。

🚿

淋浴系统

化学能→内能→热能,总量守恒

🚗

汽车行驶

化学能→内能→机械能+热能

🌲

植物生长

光能→化学能,总量守恒

🎮五、互动演示

🎱 摆动小球 — 动能与势能转化

观察小球摆动过程中动能和势能的转化

A点:最高点 | B点:最低点 | C点:最高点
动能 EK
0 J
势能 EP
10 J
总能量 E
10 J

小球在最高点时势能最大,动能为零;在最低点时动能最大,势能最小

📝六、练习挑战

🎯 检验你的学习成果

01能量的国际单位是( )
A牛顿(N)
B焦耳(J)
C帕斯卡(Pa)
D瓦特(W)
02下列属于动能的是( )
A被拉弯的弓
B正在飞行的子弹
C挂在天花板上的灯
D压缩的弹簧
03关于能量守恒定律,下列说法正确的是( )
A能量可以凭空产生
B能量可以凭空消失
C能量在转化和转移过程中总量保持不变
D永动机可以实现
04跳伞运动员匀速下降过程中,他的( )
A动能增加,势能减少
B动能不变,势能增加
C动能不变,势能减少
D动能和势能都不变
05下列能量转化过程,错误的是( )
A发电机:机械能→电能
B电动机:电能→机械能
C太阳能电池:电能→光能
D燃料燃烧:化学能→内能
0/5
答对题数

📌 本节知识小结