3.3 能量守恒定律 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第3节 能量守恒定律 第三章 人教版（2019）选择性必修三 CONTENTS 目录 探索能量守恒的足迹 01 能量守恒定律 02 永动机不可能制成 03 学以致用提高练习 04 观看视频思考问题：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？ 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 一、探索能量守恒的足迹 1、人类对能量的认识 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 风能 水能 光能 电能 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 ⑵各种形式的能量之间可以相互转化 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。 电能转化为内能 太阳能转化为电能 化学能转化为电能 电能转化为磁能 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 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 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 2.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 1842年 迈尔表述了能量守恒定律 1841年 焦耳发现电流的热效应 1831年 法拉第发现电磁感应现象 1820年 奥斯特发现电流的磁效应 1843年 焦耳测定做功与传热的关系 1798年 伦福德的实验表明热的本质是运动 1821年 塞贝克发现温差电现象 1847年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 3.不同领域科学家代表对能量守恒的认识 (1)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。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。 (2)焦耳：他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。 (3)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。 (4)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。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 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。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 二、能量守恒定律 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另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。 E初=E末 2.能量守恒定律的历史意义： （1）能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。 （2）能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 3、对能量守恒定律的理解： ②不同形式的能量之间可以相互转化，不论是什么形式和过程，都遵守能量守恒定律。 ①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。 热运动———内能 化学运动——化学能 原子核内部的运动——原子能 机械运动———机械能 电荷运动——电能 生物运动——生物能 ③某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 能量守恒定律与永动机视频演示 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 三、永动机不可能制成 饮水鸭不断饮水原因分析 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 1、 永动机 概念：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。 （人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机） 结果：无一例外地归于失败. 原因：违背了能量守恒定律. 2、 永动机模型 新课