资源简介

(共26张PPT)
第三节
能量守恒定律
第三章 热力学定律
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.知道人类对能量概念的认识过程，并能理解能量和能量守恒观念对世界统一性的意义。
2.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。
3.知道第一类永动机是不可能实现的。
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？
第一节
探索能量守恒的足迹
探索能量守恒的足迹
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，不同形式的运动都可以用能量来描述。
内能
机械能
光能
探索能量守恒的足迹
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。
重力势能与动能转化
热能与电能转化
电能与磁能转化
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
电流的热效应
提出能量守恒的思想
概括和总结
能量守恒定律
第二节
能量守恒定律
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别的形式，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。
能量守恒定律是自然界最普遍，最重要，最可靠的自然规律之一，它与细胞学说，进化论一起被恩格斯誉为十九世纪自然科学的三大发现。
E初=E末
意义
能量守恒定律
说明
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。
③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
机械运动———机械能
热运动———内能
化学运动——化学能
电荷运动——电能
生物运动——生物能
原子核内部的运动——原子能
②不同形式的能量之间可以相互转化。
能量守恒定律的深刻理解
（1）热力学第一定律揭示了功、热量和内能的变化量的定量关系，同时也体现了功、热量和物体内能的变化满足一种守恒关系。因此热力学第一定律也是能量守恒定律的一种具体情况。
（2）不同力做功对应着不同的能量转化关系，能量的具体值没有多大意义，多数情况下，我们更关心能量的变化量。功是能量变化的量度，即W = E，这也是应用能量守恒定律解题时常用的一种表达式。
第三节
永动机不可能制成
永动机不可能制成
饮水鸭不断饮水的原因
永动机不可能制成
永动机
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）
历史上的永动机
第一类永动机不可能制成的原因
（1）如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2（2）层出不穷的永动机设计方案，由于违背了能量守恒定律，无一例外地宣布失败，人类制造永动机的企图是没有任何成功希望的。
第一类永动机不可能制成的原因
任何动力机械的作用都是把其他形式的能转化为机械能。
化学能→内能→机械能
电能→机械能
经典例题
1、永动机是不可能制成的，这是因为（ ）
A.不符合机械能守恒定律
B.做功产生的热量不符合热功当量
C.违背了热力学第一定律
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
C
2．第一类永动机违反了什么而不能制成( )
A．违反了热力学第一定律
B．违反了机械能守恒定律
C．违反了能量守恒定律
D．以上说法都不对
C
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.ΔUC.ΔU>Q
D.无法比较
B
答案：B
解析： 据题意，A的密度小，B的密度大，两气体均匀混合后整体的重心升高，重力势能增加，吸收的热量一部分用来增加内能，一部分用来增加系统的重力势能，根据能量守恒定律可知：ΔU < Q 。故B正确。
下列有关能量的描述正确的是 (　　)
A.“又要马儿跑得快,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律
B.工作中的电风扇,消耗的电能大于输出的机械能,该过程能量不守恒
C.滑块在粗糙的水平面上减速滑行,最终停了下来,动能消失,能量不守恒
D.同时做自由落体运动的物体,质量越大,势能减少越快,机械能减少也越快
A
当堂检测
答案：A
解析：马儿跑的时候需要消耗能量,而草能够为马儿提供能量,因此“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,故A正确;工作中的电风扇,消耗的电能大于输出的机械能,损失的电能转化为内能,该过程能量仍守恒,故B错误;滑块在粗糙的水平面上减速滑行,最终停了下来,减小的动能转化为内能,能量守恒,故C错误;同时做自由落体运动的物体,运动的快慢与质量无关,减少的势能转化为动能,机械能不变,故D错误。
(多选)约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”,如图所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到小孔P处又掉下。关于维尔金斯“永动机”,正确的认识应该是(　 　)
A.一定不可能实现
B.如果忽略斜面的摩擦,维尔金斯“永动机”一定可以实现
C.如果忽略斜面的摩擦,铁球质量较小,磁铁磁性又较强,则维
尔金斯“永动机”可以实现
D.违背能量守恒定律
AD
答案：AD
解析：维尔金斯“永动机”不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。小球上升过程中,磁场力对小球做正功,使小球增加了机械能;但小球下落时,同样也受到磁场力,而且磁场力做负功,这个负功与上升过程的正功相互抵消,可见,即使忽略摩擦,要想在Q处对外做功,也是没有能量来源的,所以维尔金斯“永动机”不可能实现。故选AD。
本课小结
能量守恒定律
探索能量守恒的足迹
永动机不可能制成：违背了能量守恒定律
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别的形式，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。
表达式：E初=E末

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