本节编写思路
各种形式的能量可以互相转化。通过“大家谈”，知道能量在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。
通过“摔碎的杯子”和“气体自由膨胀”等实例，知道能量转化具有方向性。
让学生了解能量在利用的过程中，能量的总值虽然保持不变，可被利用的价值在退化，理解为什么能量守恒还会有能源危机的问题，引导学生关注可再生能源和核能的研究与开发。
正文解读
历史上蒸汽机车在交通运输业中的应用使人类迈入了“火车时代”，迅速扩大了人类的活动范围。然而，蒸汽机车受能量转化效率与污染空气等因素的影响，现已被电气化的动车所替代。这张节首图既显示能量的转化，更启发学生了解技术与社会的进步。
此处设置的“大家谈”旨在启发学生通过科学思维，认识各种不同形式能量之间的转化，也体会电能的来之不易。从而增强节约意识，同时加深学生对能量转化概念的理解。
此处设置“拓展视野”的目的在于通过简介人类科学史上对能量转化研究中一些不成功的案例知道永动机是不可能实现的，强化畿量守恒定律的普适性。
此处是通过多个生活中的事例，说明能量转化的方向性和自然过程的不可逆性。
由能量守恒定律可知，不可能有任何机器不消耗任何能量源源不断地对外做功，宣告“第一类永动机”不可能实现。进而有人专门研究是否存在从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响的“第二类永动机”。如热循环机系统中，利用机械能形成温度差所消耗的能量大于利用此温度差形成的能量转化所产生的能量。如空气压缩机利用机械能压缩气体所消耗的能量大于做功形成的能量。由于机械能和内能的转化过程具有方向性，热量不能自发地从低温物体转移到高温物体，“第二类永动机”终告失败。
利用“既然能量守恒，为什么还会有能源危机”这个问题，启发学生思考能源的合理使用与能量转化的问题。
问题与思考解读
1．参考解答：A、B 不能发生。因为能量转化具有方向性，热传递过程只能自发地将内能从高温物体传向低温物体。环境温度低于杯内热水温度，杯内热水将会降温；蒸汽温度高于周围材料和环境的温度，蒸汽的内能将有一部分传递到周围材料和环境中，蒸汽机不能粑蒸汽的内能全部转化成机械能。C、D 能发生，泥沙的密度通常大于水的密度，泥沙由于重力做功而下沉；电冰箱通过电流做功而实现能量由低温向高温转移。
命题意图：认识能量转化的方向性与自然过程的不可逆性，强化能量观念。
主要素养与水平：能量观念（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
2．参考解答：不是。这是利用透镜聚焦的原理，将太阳光通过“阳燧”聚焦于一点，而阳燧本身并不向木材提供能量。
命题意图：分析现象的本质，利用科学推理与论证说明自然现象，提升科学素养。
主要素养与水平：能量观念（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
3．参考解答：在白天，太阳能电池板把太阳能转化为电能，电能储存在蓄电池里，将电能转化为蓄电池内部的化学能。晚上路灯照明时，蓄电池将其内部的化学能转化为电能。无论白天黑夜，只要有风吹动叶片转动，风能就转化为风扇叶片的动能，小风扇中的发电机再将叶片动能转化为电能。
命题意图：引导观察现代路灯，利用物理知识解释身边的物理问题。
主要素养与水平：能量观念（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
4．参考解答：1 节 5 号干电池的能量 E0 = qU = 1 500 mA·h × 1.5 V = 1.5 × 3.6 × 103 × 1.5 J = 8.1 × 103 J
提供 1 kW·h 的电能需要干电池的节数 n = \(\frac{E}{{{E_0}}}\) = 1 × 103 × \(\frac{{3.6 \times {{10}^3}}}{{8.1 \times {{10}^3}}}\) = 445
需要花费为 445 ×2.3 元 = 1 023.5 元
干电池的花费虽远远高于市电的费用，但由于干电池是独立电源，携带与使用方便、灵活，依然具有广阔的市场。干电池的回收与处理对环境的影响需要重视和改善。可充电干电池值得改进和推广。
命题意图：生活中能源的使用方式多种多样，不同形式能源的成本不同，有不同的用途。
主要素养与水平：能量观念（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）；科学态度（Ⅰ）；社会责任（Ⅰ）。
资料链接
不同能源的成本比较
能源的种类不同，即使产生相同的能量，所需要的能源成本差异也很大。例如，同样产生 1 kW·h 的能量，煤炭比石油要便宜很多倍。各种不同能源提供每千瓦·时的电能成本比较如下表所示（以人民币计价，不包括工厂运营和电能传输成本）。
能源
成本（每千瓦·时）
市场参考价
煤炭
0.05 ~ 0.07 元
500 ~ 700 元/吨
天然气
0.24 元
2.6 元/米3
石油
2.3 元
3 元/升
汽车电池
1.68 元
400 元/组
电脑电池
6.8 元
170 元/粒
AAA 电池
1 000 元
2.3 元/节
市电
0.61 元
从使用成本来看，一些发展中国家可能舍更多地依赖煤炭而不是石油或者天然气来满足能源的需求。然而，过多地依赖煤炭会造成严重的环境污染。干电池的成本虽高，但其便捷性仍然使其成为人们生活不可或缺的日常用品。