3.2能量转化与守恒 学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

3.2 能量转化与守恒定律 【学习目标】 1.了解能量守恒定律建立的艰辛过程。 2.能根据能量守恒定律内容，解释第一类永动机无法制造的原因。 【课上探究】 知识点1：能量守恒定律的发现 思考与交流 1. 迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人对能量守恒定律的发现有哪些方面的贡献？ 总结与提升 1．迈尔从理论上论证了机械能、内能、化学能、电磁能等都可以相互转化，并且提出了物理、化学过程中能量守恒的思想。 2．焦耳通过实验得出了焦耳定律，为能量守恒定律打下了基础。 3．亥姆霍兹从生理学的角度对能量守恒定律进行研究，系统的阐述了能量守恒原理，从理论上把能量守恒原理从力学推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了他们之间的统一性。 知识点2：能量守恒定律及其应用 思考与交流 1.能量守恒定律的内容是什么？它是如何阐述的？ 2.第一类永动机不能制造成功的原因是什么？ 总结与提升 1．能量守恒定律： 能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而能量的总值保持不变。 2. 能量守恒是自然界的普遍规律。 3. 永动机的思想 违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。 【课后巩固】 1.下面的设想符合能量守恒定律吗？请简述理由。 （1）利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械。 （2）造一条没有动力系统的船在水面上行驶。 （3）通过太阳照射飞机，使飞机不带燃料也能飞行 2．有一瓶盛500 mL的饮料罐，其标签上注有“180 kJ/100 mL”的能量参考值。请你估算 这瓶饮料的能量相当于一个成年人爬多少层楼所做的功。（假设成年人体重70千克，楼层3米） 3．为测算太阳射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是300 cm2 的 矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水0.6 kg。让阳光垂直圆筒口照射2 min后， 水的温度升高了1 ℃。请由此估算在阳光直射时地面上每平方米每分钟接收的太阳能量。（水的比热容c为4.2×103 J/（kg·℃）。 4． 一间密闭的房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人出了一个主意，建议把 冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气” 进入房间中，房间就变冷了。这种方法可行吗？请说明道理。 5．如图 3-6