3.3 能量守恒定律 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

3 能量守恒定律 第三章 热力学定律 新课引入 “饮水小鸭”玩具是一架永动机吗？ 2 一、探索能量守恒 能量具有不同的形式 内能 机械能 光能 电能 一、探索能量守恒 不同形式的能量之间是可以相互转化的 风能转化为电能 电能转化为内能 太阳能转化为电能 化学能转化为电能 4 一、探索能量守恒 探索能量守恒 一、探索能量守恒 发现 解释 能量（运动）认识 1798年伦福德实验（把实验中被激发出来的热看作“运动”） “热质”并不存在，热的本质是运动，或者可以由机械运动转化而来 内能与机械能的联系 1820年奥斯特实验（电流的磁效应） 电运动可以转化成磁运动 电能与磁能的联系 1821年塞贝克温差电研究（温差发电现象） 热运动可以转化成电运动 内能与电能的联系 1831年法拉第电磁感应实验（电磁感应现象） 磁运动可以转化成电运动 磁能与电能的联系 一、探索能量守恒 发现 解释 能量（运动）认识 1836年盖斯化学反应热的研究（化学反应放出的热量与反应步骤无关） 化学运动转化成热运动具有规律性 化学能与内能的联系 1841年焦耳发现电流的热效应（电流做功可使物体加热） “热质说”没有依据；电运动可以转化成热运动 热是运动；电能与内能的联系 1843年焦耳测定做功与传热关系的系列实验研究（机械功、电功可以转化成热运动） 做功（机械运动或电运动）与传热具有当量关系 机械能、电能与内能之间的联系 二、能量守恒定律 力学 只有重力和弹力做功 热力学 做功和热传递改变系统的内能 系统内能与系统外的能量会发生转化或转移 能量守恒 动能与势能会发生相互转化 机械能守恒 8 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。 能量守恒定律 1.19世纪三个最伟大的科学发现之一。 2.是自然科学的普遍规律之一。 3.自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。 三、永动机不可能制成 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。 吸水毛毡 乙醚 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，才使小鸭能够持续工作下去。 小鸭饮水示意图 10 二、永动机不可能制成 一种永动机 可以活动的短杆 铁球 任何动力机械的作用都是把其他形式的能转化为机械能。 永动机的思想违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。 典题剖析 例1 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是( ) A．秋千的机械能守恒 B．秋千的能量正在消失 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 典题剖析 例2 一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是( ) A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 J C．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J B 课堂小结 一、探索能量守恒定律 1.人类对能量的认识 能量具有不同的形式；不同形式的能量之间是可以相互转化的。 2.能量守恒观念的形成 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。 三、永动机不可能制成 第一类永动机违背能量转化和守恒定律。 再 见 $