2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-3复习课件+讲义：第四章能量守恒与热力学定律 (共6份打包)

1　能量守恒定律的发现 2　热力学第一定律 [学习目标] 1.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵循的基本规律.2.知道第一类永动机是不可能实现的.3.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解这两种方式对改变系统内能是等效的.4.理解热力学第一定律，能运用它解释自然界的能量转化、转移问题． 一、能量守恒定律 [导学探究] 1．图1为有一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？ 图1 答案　这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来． 2．观察课本中的“几种重要的能量形式及相互之间的转化”图，试着说明汽车把汽油的化学能转化为机械能的过程．在这些能量转化过程中，遵守的规律是什么？ 答案　汽车通过燃烧汽油，把化学能转化为内能，再通过发动机做功把内能转化为机械能．能量守恒定律． [知识梳理] 1．能量的存在形式及相互转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁辐射能、化学能、核能等． 各种形式的能通过某种力做功可以相互转化． 2．第一类永动机 (1)定义：不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功的机器． (2)不可能制成的原因：违背了能量守恒定律． 3．能量守恒定律内容 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，在转化或转移的过程中其总量不变． 4．对能量守恒定律的理解 (1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等． (2)某个物体的能量减少，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． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了．(　×　) (2)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能．(　√　) (3)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的．(　×　) (4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的．(　√　) 二、改变物体内能的两种方式 [导学探究] 1．如图2，小孩沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热，这是为什么？ 图2 答案　小孩沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加． 2．用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在碳火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？ 答案　说明做功和热传递都能改变物体的内能． [知识梳理] 1．改变物体内能的两种方式：做功和热传递． 2．做功——其他形式的能与内能之间的转化． 外界对物体做功，物体的内能增加． 物体对外界做功，物体的内能减少． 3．热传递——不同物体之间或同一物体不同部分之间内能的转移． 物体吸收热量，内能增加． 物体放出热量，内能减少． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)转动的叶片不断搅动水，水温升高．(　√　) (2)做功和热传递都可以改变物体的内能，从效果上是等效的．(　√　) (3)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递．(　×　) (4)功和内能都是能量转化的量度．(　×　) 三、热力学第一定律 [导学探究]　(1)如图3所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？ 图3 (2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加．因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能．既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？ 答案　(1)都增加了10 J. (2)系统内能的增量ΔU＝Q＋W. [知识梳理] 1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等价的． 2．热力学第一定律：功、热量跟内能改变之间的定量关系． 3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W. [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加．(　×　) (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量．(　×　) (3)系统从外界吸收热量5 J，内能可能增加5 J．(　√　) (4)系统内能减少，一定是系统对外界做了功．(　×　) 一、能量守恒定律 例1　(多选)一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统(　　) A．机械能守恒 B．总能量守恒 C．机械能和内能增加 D．机械能减少，内能增加 答案　BD 解析　物体沿斜面上滑过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少．由能量守恒定律知，内能应增加，