第三章 3. 能量守恒定律-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版）

考点同步解读 高中物理选择性必修第三册利 第12讲 能量守恒定律 高考要求学业标准，考情分析 ©考点分右⊙ ⊙学科素养© ⊙命题趋势⊙ 能量守恒定律是自然界的基本规律 1.知道能量守恒定律的发现过程， 物理观念 学业水平等级性考试命题多与力学、电学 章 并能理解定律的内容.（★★） 科学态度 和热学综合，考查各种形式的能量在转化 2.理解第一类永动机是不可能制 第二章 与责任 和转移过程中的综合分析推理，题型有选 成的.（★） 择题和计算题.难度中等 第 考点分类考点透析·典例制析 第四章 考点1能量守恒定律 核心总结· 第五章 1.探索能量守恒的足迹 (1)人类对能量的认识 模 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.能量具有不同的形 式，不同形式的运动都可以用能量来描述.在认识自然的过程中，科学家慢慢知道了要用联系 答 的观点去观察自然，表12-1中列出了自18世纪末到19世纪中叶，十几位科学家关于能量转 化的研究成果 表12-1科学家们一直关注自然现象之间的普遍联系 一奥浙特发现电 一法范第发现电 一焦耳发现电 下焦耳周定微功 流的原效应 磁高应现泉 流的病效应 与传病椅关系 1798年1820年1821年1831年1836年1841年1842年1843年1847年 伦德的实 紫圆克发是盖斯发觅化学反迈尔表遂了偏或姆癸激在型论 验表明热的 湿差白观票 应放出的热章与量空恒定律上概指和总结能 本喷是远动 反应市聚无关 查守领定律 (2)能量守恒观的形成 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.从18世纪末 到19世纪中叶，不同领域的科学家从不同角度都提出过能量守恒的思想.人类对能量守恒的 认识经历了一个由浅入深、由模糊到清晰的过程。 俄国化学家盖斯的研究发现，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.这表明一个系统（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， 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 114 第三章热力学定律】 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 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，考察了自然界中不同的“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， 第 2.能量守恒定律 章 (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 第 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：能量的转化和守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律 更普遍.例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量是守 恒的. 能量的转化和守恒定律是19世纪自然科学中的三大发现之一，也庄严宣告了永动机幻 四 想的彻底破灭， 能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然、科学和技术领 域联系起来了，使不同领域的科学工作者具有一系列的共同语言. 丑 章 3.对能量守恒定律的理解 (1)某种形式的能减少，就一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等 模 块 (2)某个物体的能量减少，就一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 考题1[2021·合肥一中期中]如图12-1所示，密闭绝热容器内 O名师点拨© 答 1,能量存在的形式 有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下 热运动分子平均动能 部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计.置于真空中的轻弹簧 的内能分子势能 的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩 机拔动能瓦=号 后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E(弹簧处在自然长度 运动 重力势能E=ugh 的机 时的弹性势能为0).现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动， 能年性势能E-虹 经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程 电场的电势能E,=gg (). 光辐射的光能E=hv A.E,全部转化为气体的内能 2.对能量守恒定律清晰 B.E。一部分转化为活塞的重力势能，其余部 理想气体 认识的过程 益斯一 ·焦耳 分仍为弹簧的弹