3.3 能量守恒定律 课件（19张PPT）

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3.3 能量守恒定律
人教版选择性必修第三册同步课件
1.知道人类对能量概念的认识过程，并能理解能量和能量守恒观念对世界统一性的意义。
2.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。
3.知道第一类永动机是不可能实现的。
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？
知识点一：探索能量守恒定律的足迹
1.人类对能量的认识与能量之间的转化
风能
水能
光能
电能
2.能量之间的转化
电能与磁能的转化
电能与内能的转化
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
3.能量守恒观念的形成
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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
2.表达式：E初=E末
3.意义：能量守恒定律是自然界最普遍，最重要，最可靠的自然规律之一，它与细胞学说，进化论一起被恩格斯誉为十九世纪自然科学的三大发现。
知识点二：能量守恒定律
4. 对能量守恒定律的理解
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
（1）具体体现
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
5.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。
讨论：回顾开始时的问题饮水小鸭是永动机吗？
不是
小鸭头部的毛毡“饮水”后，水蒸发吸热，导致头部温度降低。上段玻璃管中的乙醚蒸气被液化，压强减小，液柱上升，小鸭重心上移，直到小鸭倾倒。处于倾倒位置的小鸭，头部再次被浸湿，上下玻璃球内的气体相通，压强相等，乙醚流回下玻璃球内，重心下移，小鸭站立。如此循环往复。
可见，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，才使小鸭能够继续工作下去。
知识点三：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
软臂永动机
19世纪设计
马尔基斯
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”。然而，为此目的的任何尝试都失败了。这是为什么呢？
历史上一种永动机的设计
思考与讨论：
违背了能量守恒定律。
① 如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2② 层出不穷的永动机设计方案，由于违背了能量守恒定律，无一例外地宣布失败，人类制造永动机的企图是没有任何成功希望的。
1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是（　　）
A．物体的动能转化为其他形式的能
B．物体的势能转化为其他形式的能
C．物体的机械能转化为其他形式的能
D．其他形式的能转化为物体的机械能
C
2．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为（　　）
A．它不符合机械能守恒定律
B．它违背了能量守恒定律
C．它做功产生的热不符合热功当量
D．暂时找不到合理的设计方案和理想材料
B
3. 下列对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. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D. 石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
D
4. 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只有动能和重力势能的相互转化
D. 减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
D
能量守恒定律
探索能量守恒的足迹
永动机不可能制成：违背了能量守恒定律
能量守恒定律
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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
表达式：E初=E末