3.3 能量守恒定律（教学课件）-【上好课】高中物理同步备课（人教版2019选择性必修第三册）

第3节 能量守恒定律 第三章 人教版 选择性必修第三册 探索能量守恒的足迹 01 能量守恒定律 02 热与内能的改变 03 典例分析 04 CONTENTS 目录 新课导入 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？ 探索能量守恒的足迹 PART 01 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，人类的任何活动都离不开能量。 ⑴能量具有不同的形式 描述热运动的内能 描述机械运动的机械能 描述光辐射的光能 描述电现象的电能 不同形式的运动都可以用能量来描述 可以用能量的观念把热、电、光、磁等都统一起来描述 内能 机械能 光能 1、人类对能量的认识 ⑵各种形式的能量之间可以相互转化 机械能的各种形式之间可以相互转化 电和磁可以相互转化 热和电也可以相互转化 在认识自然的进程中，科学家慢慢知道了要用联系的观点去观察自然。 机械能转化 电磁转化 热电转化 ⑶能量转化的研究成果 机械能转化为内能 电场能转化为磁场能 内能转化为电能 磁场能转化为电能 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。 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。 2、能量守恒观念的形成 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。 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。 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。 能量守恒观念的形成 盖斯 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 化学反应放出的热量与反应步骤无关 功热等价 提出能量守恒的思想 概括和总结能量守恒定律 能量守恒不是由某一个人通过某一项的研究而得到的。 能量守恒定律 PART 02 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另一种形式，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． 例如： 自由落体运动： 势能→动能 摩擦生热： 机械能→内能 热机中的气体推动活塞做功： 内能→机械能 电流通过电阻丝： 电能→内能 电流通过白炽灯： 电能→内能→光能 燃料燃烧： 化学能→内能 2、能量守恒定律的历史意义：能的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一（能量守恒定律与电子的发现、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现），也庄严宣告了永动机幻想的彻底破灭. 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技术领域联系起来，使不同领域的科学工作者有一系列的共同语言. 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另一种形式，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． 例如： 自由落体运动： 势能→动能 电流通过电阻丝： 电能→内能 燃料燃烧： 化学能→内能 摩擦生热： 机械能→内能 热机中的气体推动活塞做功： 内能→机械能 电流通过白炽灯： 电能→内能→光能 4、能量守恒定律的特例 机械能守恒定律 能量守恒在机械能范围内的表现 热力学第一定律 能量守恒在热力学范围内的表现 区别：热力学第一定律和机械能守恒定律能够给出具体的定量形式，而能量守恒定律却给不出。 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 热学中：热力学第一定律 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。 6、能量是与质量相关联的一个物理量 5、能量守恒是自然界的普遍规律 1．(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是(