物理人教版（2019）选择性必修第三册3.3能量守恒定律（共22张ppt）

(共22张PPT)
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
问题导入
一、探索能量守恒的足迹
1. 人类对能量的认识
能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的。所有自然现象都涉及能量，不同形式的运动都可以用能量来描述。
内能
机械能
光能
要用联系的观点去观察自然，我们可以用能量的观念把热、电、光、磁等都统一起来描述。各种能量之间是可以相互转化的。
机械能转化
电磁转化
热电转化
2. 能量守恒观念的形成
盖斯
迈尔
焦耳
亥姆霍兹
化学反应放出的热量与反应步骤无关
功热等价
提出能量
守恒的思想
概括和总结
能量守恒定律
二、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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
①热力学领域：ΔU=Q+W
热传递：能量的转移
做功：机械能和内能的转化
热力学第一定律其实就是能量守恒定律在热学中的体现
②在力学中：机械能守恒定律
③在电学中：闭合电路欧姆定律
④在电磁学中：楞次定律
能量守恒定律的具体体现
所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最和谐、最可靠的自然规律。
能量守恒定律说明：
①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。
机械运动———机械能
热运动———内能
化学运动——化学能
电荷运动——电能
生物运动——生物能
原子核内部的运动——原子能
②不同形式的能量之间可以相互转化。
③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
三、永动机不可能制成
正是因为小鸭头部"饮水"后水不断蒸发，吸收了察觉不到的空气的热量，重心不断的转移，才使小鸭能够持续工作下去。
思考与讨论
17～18世纪，许多人致力于制造一种机器，它不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功，史称"第一类永动机"。图3.3-2展示了其中的一种设计。然而，为此目的的任何尝试都失败了。这是为什么呢
任何动力机械的作用都是把其他形式的能转化为机械能。
化学能→内能→机械能
电能→机械能
永动机的思想违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。
一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。这就是著名的热力学第一定律。
ΔU=W+Q
物理量 符号 意义 符号 意义
W + 外界对系统做功 － 系统对外界做功
Q + 物体吸热 － 物体放热
ΔU + 内能增加 － 内能减少
课堂小结
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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
1. 能量守恒定律：
①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的
能量。
②不同形式的能量之间可以相互转化。
③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
2. 永动机不可能制成，违背了能量守恒定律。
例1. 对一定量的气体，下列说法正确的是( )
A. 在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B. 在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C. 在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D. 在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
A
课堂练习
例题2. 下列说法正确的( )
A. 外界对一定质量的理想气体做功，其体积一定减小，内能一定增大
B. 一定质量的理想气体从外界吸收热量，其温度一定升高，内能一定
增大
C. 一定质量的理想气体内能增加，其温度不一定升高
D. 做功和热传递可以改变物体的内能，但从能量转化或转移观点来看
这两种改变方式是有区别的
D
例3. 一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，
气体内能减少1.3×105J，则此过程( )
A. 气体从外界吸收热量2.0×105J
B. 气体向外界放出热量2.0×105J
C. 气体从外界吸收热量6.0×104J
D. 气体向外界放出热量6.0×104J
B
例4. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少
向外传热:Q=-210J
ΔU=690J
解：
以被压缩的空气为研究对象
压缩空气:W=900J
ΔU = W + Q
代入得:
ΔU=900+（-210）
解得：
内能增加。
例5. 永动机是不可能制成的，这是因为( )
A. 不符合机械能守恒定律
B. 做功产生的热量不符合热功当量
C. 违背了热力学第一定律
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
C
例6. 关于能量转化的说法中正确的是( )
A. 举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能
B. 电流通过电阻丝使电能转化为内能
C. 内燃机做功的过程是内能转化为机被能的过程
D. 做功过程是能量转化过程，某过程做了10J的功，一定有10 J的能
量发生了传递
ABC
例7. 一个物体在光滑的水平面上匀速滑行，则( )
A. 这个物体没有能
B. 这个物体动的能不发生变化
C. 这个物体没有对外做功
D. 以上说法均不正确
BC
例8. 运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得100J的动能，则在运动员踢球的过程中，运动员消耗的体能( )
A. 等于100J B. 大于100 J
C. 小于100 J D. 无法确定
B
例9. 一颗子弹的质量为m，一水平速度v0射入在光滑水平面上质量为M的木块中，子弹未穿出，最后子弹和木块以共同速度v在水平面上匀速滑动。求在此过程中有多少机械能转化为内能。
解：由能量转化与守恒有