新教材同步系列2024春高中物理第三章熱力學定律第二節(jié)能量守恒定律及其應用課件粵教版選擇性必修第三冊

第三章熱力學定律第二節(jié)能量守恒定律及其應用學習目標學法與考法1．學會運用熱力學第一定律解釋自然界能量的轉化、轉移問題(難點)2．理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵循的規(guī)律(重點)3．理解第一類永動機是不可能制成的(難點)學法：①通過實例理解能量守恒定律．②通過查閱資料，理解能量守恒是自然界普遍遵循的重要規(guī)律考法：①考查能量守恒定律的理解和運用．②考查熱力學第一定律和氣體狀態(tài)方程的綜合運用知識導圖課前·

自主預習1．內容能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式__________為其他形式，或者從一個物體__________到別的物體，在轉化或轉移的過程中，_____________保持不變．2．意義(1)各種形式的能可以___________．(2)各種物理現(xiàn)象可以用______________聯(lián)系在一起．能量守恒定律轉化轉移能量的總量相互轉化能量守恒定律運動的物體在阻力作用下會停下來，其機械能會憑空消失了嗎？【答案】運動的物體在阻力作用下會停下來，克服阻力做功，其機械能轉化為內能．微思考(多選)下列關于能量轉化現(xiàn)象的說法中，正確的是 (

)A．用太陽灶燒水是光能轉化為內能B．電燈發(fā)光是電能轉化為光能C．核電站發(fā)電是電能轉化為內能D．生石灰放入盛有涼水的燒杯里，水溫升高是動能轉化為內能【答案】AB【解析】A中是光能轉化為內能，C中是核能轉化為電能，D中是化學能轉化為內能，A、B正確．1．第一類永動機：不需要任何動力或燃料，卻能不斷地_________的機器．2．不可制成的原因：違背了__________定律．永動機對外做功能量守恒課堂·

重難探究1．能量的存在形式及相互轉化(1)各種運動形式都有對應的能：機械運動有機械能，分子的熱運動有內能，還有諸如電磁能、化學能、原子能等．(2)各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉化．例如，利用電爐取暖或燒水，電能轉化為內能；煤燃燒，化學能轉化為內能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉化為內能．對能量守恒定律的理解及應用(3)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．(4)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．2．與某種運動形式對應的能是否守恒是有條件的例如，物體的機械能守恒，必須是只有重力或系統(tǒng)內的彈力做功；而能量守恒定律是沒有條件的，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律．3．第一類永動機失敗的原因分析如果沒有外界熱源供給熱量，則有U2－U1＝W，就是說，如果系統(tǒng)內能減少，即U2＜U1，則W＜0，系統(tǒng)對外做功是要以內能減少為代價的．若想源源不斷地做功，就必須使系統(tǒng)不斷回到初始狀態(tài)，在無外界能量供給的情況下是不可能的．能量守恒定律的理解及應用例1如圖所示為沖擊擺實驗裝置，一質量為m的子彈以v0射入質量為M的沙箱后與沙箱合為一體，共同擺起一定高度h，則整個過程中子彈和沙箱由于相互作用所產生的內能為多少？(不計空氣阻力)變式1

(2023年聊城檢測)某地強風風速為14m/s，設空氣密度為ρ＝1.3kg/m3，若某風力發(fā)電機的風扇葉片長10m，當風通過風扇的扇葉時，其動能的20%將轉化為電能，則該風力發(fā)電機的功率是多大？利用能量守恒定律解題的方法在應用能量守恒定律處理問題時，首先要弄清系統(tǒng)有多少種能量相互轉化，分析哪種形式的能量增加了，哪種形式的能量減少了；或者弄清哪個物體的能量增加，哪個物體的能量減少，增加量等于減少量．小練·

隨堂鞏固1．(多選)(2023年佛山檢測)關于能量和能量守恒，下列表述正確的是 (

)A．能量可以從一種形式轉化為另一種形式B．能量可以從一個物體轉移到另一個物體C．第一類永動機不可能制成是因為違背了能量守恒定律D．滿足能量守恒定律的物理過程一定能自發(fā)進行【答案】ABC【解析】根據(jù)能量守恒定律，能量可以從一種形式轉化為另一種形式，也可以從一個物體轉移到另一個物體，A、B正確；第一類永動機不可能制成是因為它違背了能量守恒定律，C正確；自然界的宏觀熱現(xiàn)象的過程都有方向性，滿足能量守恒定律的物理過程不一定能自發(fā)進行，D錯誤．2．(多選)下列關于能量守恒定律的認識正確的是 (

)A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B．某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機械(第一類永動機)不可能制成D．能量是守恒的，所以能源永不枯竭【答案】ABC【解析】由能量守恒定律可知，某種形式的能量減少，必然有其他形式的能量增加，A正確；由能量守恒定律可知，某個物體能量減少，必然有其他物體能量增加，B正確；不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的第一類永動機不可能制成，因為它違背了能量守恒定律，C正確；能量與能源不同，能量是守恒的，但隨著能量的耗散，能量可以利用的品質會下降，則依然要節(jié)約能源，D錯誤．3．(2023年惠州檢測)大約在1670年，英國賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設計了一種磁力“永動機”．如圖所示，在斜坡頂上放一塊強有力的磁鐵AB，斜坡上端有一個圓孔P，斜面下有一個連接圓孔直至底端的彎曲軌道，維爾金斯認為：如果在斜坡底端放一個小鐵球C，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會向上運動，當小球運動到圓孔P處時，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到圓孔P處又掉下．在以后的二百多年里，維爾金斯的永動機居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量轉化和守恒定律確定20年后，竟在德國取得了專利權．關于維爾金斯“永動機”，正確的認識應該是 (

)A．符合理論規(guī)律，一定可以實現(xiàn)，只是實現(xiàn)時間早晚的問題B．如果忽略斜面的摩擦，維爾金斯“永動機”一定可以實現(xiàn)C．如果忽略斜面的摩擦，鐵球質量較小，磁鐵磁性又較強，則維爾金斯“永動機”可以實現(xiàn)D．違背能量轉化和守恒定律，不可能實現(xiàn)【答案】D【解析】根據(jù)上述，維爾金斯“永動機”不消耗能量，又能源源不斷對外做功，這是第一類永動機，違背了能量轉化和守恒定律，不可能實現(xiàn)，故選D．4．(2023年東莞測試)如圖所示，一物體質量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點以初速度v0＝3m/s下滑，A點距彈簧上端擋板位置B點的距離AB＝4m．當物體到達B點后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A點的距