3.3 能量守恒定律 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件为人教版2019选必3第三章第三节“能量守恒定律”内容，核心围绕能量形式、转化、守恒定律及永动机不可能制成展开。通过“光动小草”“饮水小鸭”等生活现象提问导入，衔接热力学定律前序知识，结合能量转化发展史构建能量观念学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，用实例激发问题意识，融入能量守恒发现时间轴培养科学态度，通过绝热容器混合气体、弹簧活塞等例题深化科学推理与模型建构。助力学生强化能量观念，提升科学思维与探究能力，为教师提供结构化教学素材，便于核心素养落地。

什么是能量守恒？能量守恒是一个重要的物理原则，指出在一个封闭系统中，能量的总量是恒定的，不会凭空产生或消失。简单来说，能量守恒告诉我们，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。这个原则是基于能量的转化和转移过程。在任何能量转化的过程中，能量会从一个物体系统或过程转移到另一个物体系统或过程，但总能量的量保持不变。举个例子来说明，假设你站在一个斜坡上，手里拿着一个汽车轮胎，当你把轮胎从斜坡顶端推下去时，它会滚动并转化为动能。然后轮胎滚滚动到斜坡底端时，动能会减小，但与此同时，它会转化为其他形式的能量，比如摩擦、热和生能。虽然能量的形式发生了变化，但总能能量的量仍然保持不变。这个原则适用于各种能量转化的情况，无论是机械运动电能转化为光能的灯泡，还是化学反应核能的释放，无论能量以何种形式转化，总能量的量始终保持不变。需要指出的是在现实世界中，能量转化过程中可能会有一些能量的损失以热量的形式散失到环境中。这是因为机械热力学和其他因素的原因，能量无法完全被转化而丧失了一部分。然而，尽管有能量损失，总能量的数量仍然保持不变。因此，能量守恒是自然界中又非常重要的规律，它使我们能够理解和计算各种物理过程中的能量转化和转移。 历史上有不少人想设计不消耗任何能量和燃料，却能源源不断的对外做工的永动机。这是设计的转碧水的动机。设计者认为右边小球重力臂长，重力巨大，能够使转盘顺时针转动，可是他忘了左边小球的个数比右边多，转盘顺时转动后又停了下来。这是磁力永动机，设计者希望小球在重力作用下沿曲面滚下，在磁力作用下又沿斜面吸上来，永远运动下去。这是不可能的，既然磁铁能把铁球从斜面底吸上来，就不可能让他从曲面顶端滚下去。这是浮力永动机，设计者希望浮力使左边容器中的小球浮起，右边小球在重力作用下降，周而复始的运转。我们不妨来试一试，当我们把水注入容器后，四个小球全部浮起来了，并没有成串。我把最下面的小球往下拉住，再注入水。四个小球是串起来了，可是最下面的球是扶不起来的。想设计不消耗能量，永远对外做工的机器是注定要失败的。 null高中物理 选必3 第三章 热力学定律 第三节 能量守恒定律 14 十二月 2025 探索能量守恒的足迹 能量守恒定律 永动机不可能制成 第三节 能量守恒定律 探索能量守恒 探究1： 1）“光动小草” 、“光压小车” 、“饮水小鸭”运动的原因？ 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......； 2）“光动小草” 、“光压小车” 、“饮水小鸭”能永远运动下去吗？ 1、能量具有不同的形式： 2、各种能量可以相互转化： 不同形式的运动都可以用能量描述 用能量观念把 热、电、光、 磁等统一描述； 描述热运动→内能 描述机械运动→机械能 描述光辐射→光能 描述电现象→电能 3、能量转化的研究发展历史 能量转化和守恒发展史 1789年 富伦德的实验 热的本质是运动 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 1820年 奥斯特发现 电流的磁效应 1821年 塞贝克发现 温差电现象 1831年 法拉第发现 电磁感应现象 1836年 盖斯 化学反应热 与步骤无关 测定 热功当量 提出能量守恒思想 概括总结 能量守恒定律 1841年 焦耳 1842年 迈尔 1847年 亥姆霍兹 第三节 能量守恒定律 能量守恒定律 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总量不变； 意义： 能量守恒定律是一切自然现象都遵从的一条自然规律； 把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起、把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中； 3-3-0能量转化 能量守恒是自然界的普遍规律： ①能量守恒定律不同表现： 热学：热力学第一定律； 力学：机械能守恒定律； 电学：闭合电路欧姆定律； 电磁感应：楞次定律； ②能量与质量相互关联： 能量守恒观点的发展，通过相对论对基本粒子的研究揭示了能量与质量相关联； ③能量守恒定律应用： 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中微子的存在； 第三节 能量守恒定律 第一类永动机不可能制成 第一类永动机： 人们设想中的不消耗能量，却不断输出能量的机械； 探究2：第一类永动机可以制作成功么？为什么？ 不能，第一类永动机违反能量守恒定律； 3-3-1永动机的演示 3-3-2永动机研究 永动机模型 例1：自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ） 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 例2：（多选）下列说法正确的是（ 　　） A、随着科技的发展，永动机是可以制成的 B、在低速运动时，宏观物体的运动服从牛顿运动定律 C、“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律， 因而是不可能的 D、有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源， 却能一直走动，说明能量可以凭空产生 BC 例3：如图所示，直立的绝热容器内部有被隔板隔开的A和B两部分气体，A的密度较小，B的密度较大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸收的热量为Q，气体内能增量为ΔU，则 (　　) A、ΔU=Q B、ΔU<Q C、ΔU>Q D、无法比较 B 例4：如图所示，用质一量为m绝的热活塞，在密闭绝热气缸的上部封闭气体，下部封闭真空，真空中轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，活塞与器壁的摩擦忽略不计。弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为EP（弹簧处于自然长度时的弹性势能为零）。现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，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（　　） A、EP全部转换为气体的内能 B、EP一部分转换成活塞的重力势能， 其余部分仍为弹簧的弹性势能 C、EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D、EP一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍 为弹簧的弹性势能 D 第三节 能量守恒定律 课时练习 练1：高空形成的冰雹加速下落，并有部分熔化，以下说法中不正确的是（　　） A、只有重力做功，冰雹下落时机械能守恒 B、冰雹的势能转化为冰雹的动能 C、冰雹的内能增大 D、冰雹的机械能不守恒 AB 练2：（多选）下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（ ） A、某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B、某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器 —永动机是不可能制成的 D、石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了 ABC 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其总量不变； 第一类永动机违反能量守恒定律，不可能制成； 不同形式的运动都可以用能量描述； 用能量观念把 热、电、光、 磁等统一描述； 描述热运动 → 内能 描述机械运动 → 机械能 描述光辐射 → 光能 描述电现象 → 电能 结束页 B1 谢谢观赏！ Lavf60.4.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $