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

3.3 能量守恒定律 1、知道自然界中多种形式的能量，理解不同能量间可以相互转化。 2、掌握能量守恒定律的内容、表达式及广泛意义。 3、理解第一类永动机的含义，知道其不可能制成的原因。 4、明确热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体体现。 1.热力学第一定律表达式：__________。 2.外界对气体做功，W__________0；气体吸热，Q__________0。 3.一定质量的理想气体内能只由__________决定。 4.功是能量__________的量度。 1.能量的存在形式 （1）机械运动对应__________能；分子热运动对应__________能。 （2）电荷运动对应__________能；化学变化对应__________能。 （3）原子核内部运动对应__________能；生物运动对应__________能。 2.能量之间的相互转化 （1）自由落体：__________能转化为__________能。 （2）摩擦生热：__________能转化为__________能。 （3）电流通过电阻：__________能转化为__________能。 （4）燃料燃烧：__________能转化为__________能。 （5）热机推动活塞：__________能转化为__________能。 3. 能量守恒定律 （1）内容：能量既不会凭空__________，也不会凭空__________，它只能从一种形式__________为另一种形式，或者从一个物体__________到另一个物体；在转化和转移的过程中，能量的总量__________。 （2）表达式：E初=E末或ΔE减=ΔE增。 （3）地位：自然界__________、最重要的基本规律。 （4）与热力学第一定律的关系：热力学第一定律是能量守恒定律在__________过程中的具体表现。 4.第一类永动机 （1）定义：不消耗任何__________，却可以源源不断地对外__________的机器。 （2）特点：不需要外界供给能量，却能持续输出能量。 （3）不可能制成的原因：违背了____________________。 （4）启示：人类利用和改造自然，必须遵循__________。 5. 能量守恒的两种表述 （1）某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量__________，且减少量______增加量。 （2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量__________，且减少量______增加量。 1.一只探空气球中封闭着一定质量的理想气体，在地面附近释放气球让其不断上升，随着高度升高，气球中气体的温度逐渐降低，体积逐渐增大，则在气球上升的过程中( ) A.气球内部的每个气体分子动能都减小 B.气球内气体分子的数密度减小 C.单位时间内气球单位面积上气体分子撞击次数变大 D.气球中的气体一定吸收热量 2.关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( ) A.物体吸收热量，内能一定增大 B.物体对外做功，内能一定减少 C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 3.文艺复兴时期，意大利的达·芬奇曾设计过一种转轮，利用隔板的特殊形状，使一边重球滚到另一边距离轮心远些的地方，并认为这样可以使轮子不停地转动，如图所示。下列说法正确的是( ) A.该设计可以使转轮在无外力作用下顺时针转动变快 B.该设计可以使转轮在无外力作用下逆时针转动变快 C.该设计可以在不消耗能源的情况下不断地对外做功 D.该设计中使转轮成为永动机的设想是不可能实现的 答案及解析 温故知新·基础填空 温故——课前知识链接 1. 2.>；> 3.温度 4.转化 知新——课本研习梳理 1.（1）机械；内（2）电；化学（3）核；生物 2.（1）重力势；动（2）机械；内（3）电；内（4）化学；内（5）内；机械 3.（1）产生；消失；转化；转移；保持不变（3）最普遍（4）热学 4.（1）能量；做功（3）能量守恒定律（4）自然规律 5.（1）增加；等于（2）增加；等于 基础过关·课前自测 1.答案：B 解析：温度降低，分子的平均动能减小，但不是每个分子的动能都减小，A错误；随着高度升高，气球中的气体温度逐渐降低，体积逐渐增大，总分子数不变，则气球内气体分子的数密度减小，B正确；随着高度升高，气体温度逐渐降低，体积逐渐增大，根据理想气体状态方程可知，气体的压强减小，单位时间内气球单位面积上气体分子撞击次数变小，C错误；气球中的气体温度逐渐降低，气体的内能减小，，气体体积增大，气体对外做功，，根据热力学第一定律可知，气体可能放出热量，也可能吸收热量，D错误. 2.答案：C 解析：根据热力学第一定律,若物体吸收热量，内能不一定增大，选项A错误；物体对外做功，若物体吸热，则内能不一定减小，选项B错误；物体吸收热量，同时对外做功，且两者相等时，内能不变，选项C正确；物体放出热量，同时对外做功，内能一定减小，选项D错误；故选C. 3.答案：D 解析：AB.由杠杆平衡原理可知，重球滚到另一边距离轮心远些的地方，右边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用(力矩)恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。不管转轮是顺时针转动还是逆时针转动，在无外力作用下，只能是转动变慢，最终停下来。AB错误； CD.由AB中分析结合能量守恒定律可知，该设计在不消耗能源的情况下不断地对外做功是不可能的，这种设想不可能实现，C错误，D正确。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $