能量守恒定律 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

选择性必修第三册选择性必修第三册（人教版）人教版）让让“饮水小鸭饮水小鸭”“”“喝喝”完一口水后，直立完一口水后，直立起来。直立一会儿，它会慢慢俯下身去，再喝起来。直立一会儿，它会慢慢俯下身去，再喝一口，然后又会直立起来，如此循环往复一口，然后又会直立起来，如此循环往复 这种这种“饮水小鸭饮水小鸭“玩具是一架永动机吗？玩具是一架永动机吗？请同学们阅读书本请同学们阅读书本P54P54探索能量守恒的足迹探索能量守恒的足迹人类对能量的认识人类对能量的认识时间时间时间时间科学家科学家科学家科学家研究成果研究成果研究成果研究成果1798 年伦福德热的本质是运动1820 年奥斯特电流的磁效应1821 年赛贝克温差电现象1831 年法拉第电磁感应现象1836 年盖斯化学反应放出的热量与反应步骤无关1841 年焦耳电流的热效应1842 年迈尔（第一人）表述了能量守恒定律1843 年焦耳测定做功与传热的关系1847 年亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律机械能转化为内能机械能转化为内能化学能化学能转化转化为内能为内能电能转化为内能电能转化为内能三三.能量守恒定律能量守恒定律1.内容：内容：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个物体。者从一个物体转移到另一个物体。2.意义意义1）它把它把原来人们原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中。运动统一在一个自然规律中。三三.能量守恒定律能量守恒定律1.内容：内容：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个物体。者从一个物体转移到另一个物体。2.意义意义1）它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中。运动统一在一个自然规律中。p对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解1.能量的存在形式及相互转化能量的存在形式及相互转化各种运动形式都有对应的能各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。如电磁能、化学能、原子能等。各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。内能。2.守恒条件守恒条件：能量守恒定律能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。2）它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。3）能量转化和守恒定律是能量转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，世纪自然科学中三大发现之一，三三.能量守恒定律能量守恒定律1.内容：内容：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个物体。者从一个物体转移到另一个物体。2.意义意义2）它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。1）它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中。运动统一在一个自然规律中。饮水饮水小鸭不是小鸭不是永动机永动机 小小鸭的头和身由两个玻璃球构成，并通过细玻璃管相鸭的头和身由两个玻璃球构成，并通过细玻璃管相连。下球盛有一些乙醚，上球连同尖嘴被吸水毛毡包起来。连。下球盛有一些乙醚，上球连同尖嘴被吸水毛毡包起来。头部头部水蒸发，导致头部温度降低。上段玻璃管中的乙水蒸发，导致头部温度降低。上段玻璃管中的乙醚蒸汽被液化，压强减小，液体上升，小鸭重心上移，直醚蒸汽被液化，压强减小，液体上升，小鸭重心上移，直到小鸭倾倒到小鸭倾倒。小小鸭头部鸭头部“饮水饮水”后水不断蒸发，吸收了察觉不到的后水不断蒸发，吸收了察觉不到的空气的热量，才使小鸭能够继续工作下去。空气的热量，才使小鸭能够继续工作下去。3）能量转化和守恒定律是能量转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，世纪自然科学中三大发现之一，永动机不可能制成 它它不需要任何动力或燃料，却不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功。能不断地对外做功。不可能制成的原因：不可能制成的原因：第一类永动机：第一类永动机：违背了能量守恒定律。违背了能量守恒定律。三三.能量守恒定律能量守恒定律1.内容：内容：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个物体。者从一个物体转移到另一个物体。2.意义意义2）它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。它是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。1）它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类它把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中。运动统一在一个自然规律中。也也庄严宣告了第一类庄严宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。永动机幻想的彻底破灭。3）能量转化和守恒定律是能量转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，世纪自然科学中三大发现之一，例例3.如如图图所所示示，一一木木箱箱静静止止于于水水平平面面上上，现现在在用用一一个个80 N的的水水平平推推力力推推动动木木箱箱前前进进10 m，木木箱箱受受到到的的摩摩擦擦力力为为60 N，则则转转化化为为木木箱箱与与地地面面系系统统的的内内能能U 和和转转化化为为木木箱箱的动能的动能Ek分别分别是（是（）AU200 J，Ek600 J BU600 J，Ek200 J CU600 J，Ek800 J DU800 J，Ek200 J解析：由于木箱在推动中受到的滑动摩擦力与其相对位移的乘积为物体的内能，即U6010 J600 J。由能量守恒定律可得：EkW总总U8010 J600 J200 J，故B正确。B例例4.(多多选选)用用隔隔板板将将一一绝绝热热汽汽缸缸分分成成两两部部分分，隔隔板板左左侧侧充充有有理理想想气气体体，隔隔板板右右侧侧与与绝绝热热活活塞塞之之间间是是真真空空.现现将将隔隔板板抽抽开开，气气体体会会自自发发扩扩散散至至整整个个汽汽缸缸.待待气气体体达达到到稳稳定定后后，缓缓慢慢推推压压活活塞塞，将将气气体体压压回回到到原原来来的的体体积积.假假设设整整个个系系统统不不漏漏气气.下下列列说说法法正正确确的是的是 （）A.气体自发扩散前后内能相同气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中，气体对外界做功在自发扩散过程中，气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变ABD解析：因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也不放热，也不对外界做功.根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项A正确，选项C错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，又因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大，选项B、D正确，选项E错误.