3.3 能量守恒定律-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第三册同步PPT课件（人教版2019）

授课老师：亥姆霍兹 law of conservation of energy 1.理解热力第一定律，学会利用热力第一定律分析有关问题； 2.理解能量守恒定律，知道它是自然界普遍遵循的基本规律； 3.学会用能量守恒定律分析有关问题； 4.知道什么是第一类永动机，知道第一类永动机不可能制成的原因。 核心素养要求 核心素养呈现 能量守恒定律 物理观念 热力学第一定律 能量守恒定律 永动机 科学思维 热力学第一定律的理解和应用，永动机不可能制成的原因 科学探究 树立能量守恒的世界观，运用科学知识指导实践活动 科学 态度 与责任 情景导入 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？ 一、探索能量守恒的足迹 光能 内 能 机械能 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。 1. 人类对能量的认识 一、探索能量守恒的足迹 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 一、探索能量守恒的足迹 2.能量转化的研究成果 1798年 伦福德的实验表明热的本质是运动 机械能转化为内能 1820年 奥斯特发现电流的磁效应 电场能转化为磁场能 1821年 塞贝克发现温差电现象 内能转化为电能 1831年 法拉第发现电磁感应现象 磁场能转化为电能 6 一、探索能量守恒的足迹 3.能量守恒观念的形成 1836年 盖斯发现化学反应放出的热量与反应步骤无关 1841年 焦耳发现电流的热效应 1842年 迈尔表述了能量 守恒定律 1843年 焦耳测定做功与传热的关系 1847年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 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。 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。 7 一、探索能量守恒的足迹 3.能量守恒观念的形成 1836年 盖斯发现化学反应放出的热量与反应步骤无关 1841年 焦耳发现电流的热效应 1842年 迈尔表述了能量 守恒定律 1843年 焦耳测定做功与传热的关系 1847年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 人类对能量的认识过程，体现了科学前辈们对“守恒”这一科学思想的追寻。 焦耳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。 8 一、探索能量守恒的足迹 3.能量守恒观念的形成 1836年 盖斯发现化学反应放出的热量与反应步骤无关 1841年 焦耳发现电流的热效应 1842年 迈尔表述了能量 守恒定律 1843年 焦耳测定做功与传热的关系 1847年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 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。 9 一、探索能量守恒的足迹 3.能量守恒观念的形成 1836年 盖斯发现化学反应放出的热量与反应步骤无关 1841年 焦耳发现电流的热效应 1842年 迈尔表述了能量 守恒定律 1843年 焦耳测定做功与传热的关系 1847年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 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。 10 二、能量守恒定律 1、能量守恒是自然界的普遍规律 热学中 热力学第一定律 力学中 机械能守恒定律 电学中 闭合电路欧姆定律 电磁感应中 楞次定律 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。 2、能量是与质量相关联的一个物理量 能量守恒的观点也在不断地发展，相对论建立以后，基本粒子的研究使我们认识到，能量其实是与质量相关联的一个物理量。在20世纪30年代初，奥地利物理学家泡利根据能量守恒定律预言了中微子。 11 三、永动机不可能制成 “问题”栏目中的饮水小鸭不是永动机 1、饮水小鸭的结造 小鸭的头和身由