人教版高中物理选择性必修第3册 第三章 热力学定律 3.能量守恒定律.pptVIP

3.能量守恒定律第三章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标1.理解能量守恒定律,知道能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律。(物理观念)2.会用能量守恒定律分析解决有关问题。(科学思维)3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。(物理观念)

思维导图

课前篇自主预习

必备知识一、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。

2.意义(1)能量守恒定律告诉我们,各种形式的能量可以相互转化。(2)各种互不相关的物理现象——力学的、热学的、电学的、磁学的、光学的、化学的、生物学的等可以用能量守恒定律联系在一起。(3)机械能守恒定律、热力学第一定律,实际上是能量守恒定律在力学、热力学领域的具体表达形式。

二、永动机不可能制成1.第一类永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。2.第一类永动机不可制成的原因:违背了能量守恒定律。

自我检测1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。()答案√(2)能量既可以转移又可以转化,故能量的总量是可以变化的。()答案×解析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。

(3)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。()答案√(4)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能。()答案√(5)第一类永动机不可能制成,是因为它违背了能量守恒定律。()答案√

2.(多选)下面设想符合能量守恒定律的是()A.利用永久磁铁间的作用力,造一台永远转动的机械B.做一条船,利用太阳的能量逆水行舟C.通过太阳照射飞机,使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力,使地球离开太阳系答案BCD解析利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能,但由于摩擦力的不可避免性,动能最终转化为内能使转动停止,故A不符合;可利用光能的可转化性和电能的可收集性,使光能转化为船的动能或飞机的动能,实现逆水行舟或飞机不带燃料飞行,故B、C符合;利用反冲理论,以核力为能源,使地球获得足够大的速度,挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系,故D符合。

3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出。不计空气阻力,对于这一过程,下列说法中正确的是()A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹减少的动能等于木块增加的动能C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和答案D解析子弹射穿木块的过程中,由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小,木块获得动能,同时产生热量,且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失。A、B项没有考虑到系统增加的内能,C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能,正确答案为D。

课堂篇探究学习

探究一能量守恒定律情境探究(1)下图所示的永动机能实现吗?(2)热力学第一定律与能量守恒定律是什么关系?

要点提示(1)不能,违反了能量守恒定律和动量守恒定律。(2)能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程,总能量保持不变,它包括各个领域,范围广泛。热力学第一定律是物体内能与其他形式的能之间的相互转化或转移,是能量守恒定律的具体体现。

知识归纳1.能量的存在形式及相互转化各种运动形式都有对应的能量: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。各种形式的能量,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,机械能转化为内能。

2.守恒条件与某种运动形式对应的能量是否守恒是有条件的,例如:物体的机械能守恒,必须是只有重力或系统内弹力做功;而能量守恒定律是没有条件的,它是一切自然现象都遵循的基本规律。

3.能量守恒定律的重要意义(1)找到了各种自然现象的公共量度——能量,从而把各种自然现象用能量规律联系起来,揭示了自然规律的多样性和统一性。(2)突破了人们关于物质运动的机械观念的范围,从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍,它是物理学中解决问题的重要思维方法。(3)具有重大实践意义,即彻底粉碎了永动机的幻想。

特别提醒(1)能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律,凡是遇到涉及能量的转化和转移问题时可优先考虑使用其解决。(2)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,制造永动机的企图是没有任何成功希望的。

实例引导例1如图所示,密闭