例题 01 卫星发射中的能量变化 知识清单情境题
题目
2024 年 9 月 19 日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级,成功发射第 59、60 颗北斗导航卫星。在卫星发射过程的点火加速上升阶段,燃料的____能转化为内能,然后再转化为卫星的____能。
答案与解析
解析
燃料燃烧把化学能转为高温燃气的内能，燃气做功再使卫星的机械能增加。加速与升高分别涉及动能、重力势能增加；不能说燃料全部能量都变成卫星机械能，燃气和环境也获得能量。
本题结论
化学；机械。
外观
能量的转化与守恒
约 1457 字大约 5 分钟
电动机让喷泉中的水升高，同时也会发热。只看水获得的机械能，会漏掉其他去向；把输入、输出和储存的变化一起算，才能理解能量守恒。
一、知识点 理解概念
1. 能量以多种形式存在
机械能、内能、电能、化学能、光能、核能都是能量的不同形式。识别形式应看实际状态和过程，不只看物体名称。
| 情景 | 主要的能量变化 |
|---|---|
| 燃料燃烧 | 化学能转为内能等 |
| 摩擦生热 | 机械能转为内能 |
| 电灯发光、发热 | 电能转为光能和内能 |
| 发电机发电 | 机械能转为电能 |
| 植物光合作用 | 太阳辐射能转为化学能 |
2. 转化看形式，转移看对象
- 转化： 能量形式发生变化，例如摩擦中机械能转为内能。
- 转移： 能量从一个对象或部分传到另一个对象或部分，例如热水向较冷的手传能。
- 同一过程中，两者可以同时发生。例如气体推动塞子，能量跨对象传递，也从内能转向塞子的机械能。
3. 守恒不是每个物体的能量都不变
能量不会凭空产生或消失，只会转化或转移。判断时必须把有关的输入、输出与储存变化计全。
系统能量增加=输入能量−输出能量.
一个物体能量减少，可能是能量传给了环境；一个物体能量增加，可能来自外界输入。若把相关供能者、装置与环境一起考虑，总量仍守恒。
二、考点 方法与例题
1. 连续过程逐段写来源与去向
- 锁定分析阶段，是燃烧、加热，还是推动物体。
- 写输入能量的形式。
- 写目标输出，别漏散热、废气等其他去向。
- 最后核对：只是转移了对象，还是也改变了形式。
2. 有发热，也没有丢失能量
先把输入与所有输出列齐，再判断总量。若设备同时发热，就不能把全部电能都算成有用机械输出。
例题 02 喷泉电动机的输入与输出 2024 山东济南中考
题目
自然界中,能量不但可以从一个物体转移到其他物体,而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时,电动机将____转化为机械能和内能,此过程中能的总量____(选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”)。
答案与解析
解析
电动机输入电能，一部分转为设备和水的机械能，另有内能增加。把所有相关能量计入，总量保持不变；只看水的机械能不能代表全部能量。
本题结论
电能；保持不变。
三、坑点 辨析与纠错
1. 能量守恒，不等于机械能永远守恒
错法： 看到能量守恒，就认为有摩擦的小车机械能也不变。
纠正： 摩擦可将机械能转为内能，总能量仍守恒，但小车机械能可能减少。若还存在外界供能，也应一并分析；不能反过来说只要有其他能量参与，机械能就一定变化，输入与耗散也可能平衡。
2. 能源用掉了，不等于能量消失
燃料燃烧后，能量可能分散到周围环境，难以全部重新用来推动机器。能量的总量守恒，与可利用程度降低并不矛盾；节能关注的是资源和有用能量的利用，不是阻止能量凭空消失。