【物理】能量守恒定律（同步课件）-2023-2024学年高二物理人教版2019选择性必修第三册.pptx

3能量守恒定律第三章热力学定律体目录目录C ONT E NT S探索能量守恒的足迹01永动机不可能制成能量守恒定律0302观察与思考：让“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来。直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又会直立起来。如此循环往复.这种“饮水小鸭”玩具是一架永动机吗？探索能量守恒的足迹01一、探索能量守恒的足迹1.人类对能量的认识与能量之间的转化风能风能水能水能光能光能电能电能一、探索能量守恒的足迹2.能量之间的转化电能与磁能的转化电能与磁能的转化电能与内能的转化电能与内能的转化3.能量守恒观念的形成18361836年年盖斯发现盖斯发现化学化学反应放出反应放出的热的热量与量与反应步骤反应步骤无关无关18421842年年迈尔表述了迈尔表述了能能量守恒定律量守恒定律18411841年年焦耳发现电流焦耳发现电流的的热效应热效应18311831年年法拉第发现法拉第发现电电磁感应磁感应现象现象18201820年年奥斯特发现电奥斯特发现电流流的磁效应的磁效应18431843年年焦耳测定做功焦耳测定做功与与传热传热的关系的关系17981798年年伦福德的实验伦福德的实验表明热表明热的本质的本质是运动是运动18211821年年塞贝克发现温塞贝克发现温差差电现象电现象18471847年年亥姆霍兹在理论亥姆霍兹在理论上上概括和概括和总结总结能能量守恒定律量守恒定律一、探索能量守恒的足迹一、探索能量守恒的足迹4.不同领域科学家代表对能量守恒的认识：(1)俄国化学家盖斯：任何一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，放出的总热量相同。这表明一个系统（即参加化学反应的几种物质）存在着一个与热量相关的物理量，在一个确定的化学反应中这个量是不变的。(2)焦耳：他的实验精确地测量了做功与传热之间的等价关系，从而为能量守恒定律奠定了牢固的实验基础，也为能量守恒的定量描述迈出了重要的一步。一、探索能量守恒的足迹4.不同领域科学家代表对能量守恒的认识：(3)德国医生迈尔：通过比对不同地区人血颜色的差异，认识到食物中化学能与内能的等效性，即生物体内能量的输入和输出是平衡的。另外，他还通过海水在暴风雨中较热的现象，猜想热与机械运动的等效性。他在1841年和1842年连续写出“论自然力（指能量）守恒”的论文，并推算了多少热与多少功相当。因此，迈尔是公认的第一个提出能量守恒思想的人。(4)德国科学家亥姆霍兹：在不了解迈尔和焦耳研究的情况下，从永动机不可能制成这一事实出发，考察了自然界不同的“力”（指能量）之间的相互关系，提出了“张力”（即势能）与“活力”（即动能）的转化。他还分析了在电磁现象和生物机体中能量的守恒问题。能量守恒定律02二、能量守恒定律1.内容：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。2.能量守恒定律的历史意义：（1）能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。（2）能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。永动机不可能制成03三、永动机不可能制成饮水鸭不断饮水原因分析三、永动机不可能制成1.永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。（人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机）2.历史上的永动机：螺旋永动机 达芬奇滚球永动机 马尔基斯软臂永动机 19世纪设计三、永动机不可能制成2.历史上的永动机：螺旋永动机 弗拉德磁力永动机泰斯尼尔斯三、永动机不可能制成3.现代的“永动机”：6.永动机给我们的启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。4.最终结果：无一例外地归于失败。5.失败的原因：违背了能量守恒定律。三、永动机不可能制成课堂练习041第一类永动机违反了什么而不能制成（）A违反了热力学第一定律B违反了机械能守恒定律C违反了能量守恒定律D以上说法都不对C【答案】C【详解】第一类永动机指不消耗任何能量但可以不断输出动力的发动机，例如通过燃烧氢气发电，再用部分电产生氢气，剩余部分输出。它违反了能量守恒定律。故ABD错误，C正确，故选C。2下列说法中正确的是（）A自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的B电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置C电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的D能量耗散表明自然界的能量总和在不断减少C【答案】C【详解】A自然界的能量的总和是守恒的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会的发展有很大的意义，故A错误；B电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误；C电能通过电场力做功，把电能转化为其它形式的能量，故C正确；D能量耗散是针对一个系统（或一个物体）而言，能量在自然界中是守恒的，故D错误。故选C。3下列关于能量守恒定律的认识，不正确的是（）A某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C对物体做功，物体的内能可能减小D石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了D【答案】D【详解】A根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加，故A正确；B某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其他物体的能量增加，故B正确；C对物体做功，但若物体同时向外界放热，物体的内能可能减小，故C正确；D石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误。故选D。B4有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10KV-20KV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（）A化学能转化为电能B内能转化为电能C化学能转化为光能D机械能转化为电能【答案】D【详解】根据题意用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生 10kV20kV 的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能。故选D。感谢观看！感谢观看！