【物理】能量守恒定律（同步课件）-2023-2024学年高二物理人教版2019选择性必修第三册

§3能量守恒定律第三章热力学定律体目录CONTENTS探索能量守恒的足迹01永动机不可能制成能量守恒定律0302观察与思考：

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？探索能量守恒的足迹01一、探索能量守恒的足迹1.人类对能量的认识与能量之间的转化风能水能光能电能一、探索能量守恒的足迹2.能量之间的转化电能与磁能的转化电能与内能的转化3.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一、探索能量守恒的足迹一、探索能量守恒的足迹4.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。一、探索能量守恒的足迹4.不同领域科学家代表对能量守恒的认识：(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。能量守恒定律02二、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。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。永动机不可能制成03三、永动机不可能制成饮水鸭不断饮水原因分析三、永动机不可能制成1.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）2.历史上的永动机：螺旋永动机达·芬奇滚球永动机马尔基斯软臂永动机19世纪设计三、永动机不可能制成2.历史上的永动机：螺旋永动机弗拉德磁力永动机泰斯尼尔斯三、永动机不可能制成3.现代的“永动机”：6.永动机给我们的启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。4.最终结果：无一例外地归于失败。5.失败的原因：违背了能量守恒定律。三、永动机不可能制成课堂练习041．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【答案】C【详解】第一类永动机指不消耗任何能量但可以不断输出动力的发动机，例如通过燃烧氢气发电，再用部分电产生氢气，剩余部分输出。它违反了能量守恒定律。故ABD错误，C正确，故选C。2．下列说法中正确的是（）A．自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的B．电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置C．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的D．能量耗散表明自然界的能量总和在不断减少C【答案】C【详解】A．自然界的能量的总和是守恒的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会的发展有很大的意义，故A错误；B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误；C．电能通过电场力做功，把电能转化为其它形式的能量，故C正确；D．能量耗散是针对一个系统（或一个物体）而言，能量在自然界中是守恒的，故D错误。故选C。3．下列关于能量守恒定律的认识，不正确的是（）A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．对物体做功，物体的内能可能减小D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了D【答案】D【详解】A．根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加，故A正确；B．某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其他物体的能量增加，故B正确；C．对物体做功，但若物体同时向外界放热，物体的内能可能减小，故C正确；D．石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误。故选D。B4．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10KV-20KV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（）A．化学能转化为电能B．内能转化为电能