資源簡介

(共29張PPT)
第二節 能量的轉化與守恒
教學課件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第三章 熱力學定律
高中物理魯科版（2019）選擇性必修第三冊
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素養目標
新課講解
新課導入
經典例題
目錄
CONTENTS
PART.2
PART.4
課堂練習
課堂小結
1.了解能量守恒定律的發現過程?！?br/>2. 理解能的轉化與守恒定律，會用能量的觀點解釋自然現象。(重點)
素養目標
新課導入
觀看以下視頻，思考并回答問題：這種"飲水小鴨"玩具是一架永動機嗎
新課講解
New lesson explanation
新課講解
19世紀上半葉，已有很多種能量轉化的形式被發現。
蒸汽機將內能轉化為機械能
電池將化學能轉化為電能
法拉第發現的電磁感應現象實現了將機械能等轉化為電能。
幾乎同時，不同國家的多位科學家，通過不同的途徑，各自獨立地發現了能量守恒定律
新課講解
1.邁爾的發現：體力和體熱必定來源于食物中的________，內能、化學能、機械能都是等價的，是可以____________的，如果動物體的能量輸入與支出是平衡的，那么，所有這些形式的能在量上必定是______的。
從理論上具體地論證了機械能、內能、化學能、電磁能等都可相互轉化,提出了物理、化學過程中能量守恒的思想。
一、能量守恒定律的發現
化學能
相互轉化
守恒
新課講解
2.焦耳的研究:
用一個保溫性能良好的量熱器裝上水，再浸入一個葉輪。葉輪由圓筒帶動，而圓筒本身又與下垂的重錘連接。根據重錘的質量和下落的高度可算出機械功，根據水和量熱器的質量、比熱容、升高的溫度可計算出產生的熱量。
通過實驗得出了焦耳定律,從而給出了電能向內能轉化的定量關系，用了近40年的時間，不懈地鉆研熱功轉換，為發現普遍的能量守恒定律打下基礎。
新課講解
3.亥姆霍茲的貢獻：系統地闡述了能量守恒原理,從理論上把力學中的能量守恒原理推廣到熱、光、電、磁、化學反應等過程,揭示了它們之間的統一性，將能量守恒原理與永動機不可能實現聯系起來。
新課講解
新課講解
二、能量守恒定律及其應用
1.能量守恒定律：能量既不會消失，也不會創生，它只能從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而能量的總值保持不變。
(2)意義：揭示了自然科學各個分支之間的普遍聯系，是自然界內在統一性的第一個有力證據。
打籃球時，儲存在肌肉里的能量不斷地轉化為動能，使你能跑動、傳球和投籃等，在投籃時又將部分能量傳給了籃球，整個過程中，總有部分能量轉化為內能；
新課講解
3.不同形式的能量之間的相互轉化
風能轉化為電能
電能轉化為內能
太陽能轉化為電能
化學能轉化為電能
新課講解
能量守恒定律是19世紀自然科學的重大發現，它揭示了自然科學各個分支之間的普遍聯系，是自然界內在統一性的第一個有力證據。
自然界的一切物質都處在運動中，不同的運動形式對應著不同形式的能量。在物質運動形式發生變化的過程中，與之相對應的能量形式也在轉化。在轉化過程中，一種形式的能量減少多少，必然伴隨著另外一種或幾種形式的能量增加多少，自然界能量的總和是不變的。
新課講解
4.人類所需的絕大部分能量都直接或間接地來自太陽。
植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能貯存在體內，煤、石油等化石能源是植物等經過漫長年代形成的，它們又可轉化為電能和內能。
新課講解
此外，水能、風能等能量也是由太陽能轉化而來的。
例如，陽光對江河湖海的不斷照射，使水蒸發到高處，并源源不斷地流向低處，產生巨大能量。
新課講解
①熱力學領域：ΔU=Q+W
熱傳遞：能量的轉移
熱力學第一定律其實就是能量守恒定律在熱學中的體現
5.能量守恒定律在各領域的體現
做功：機械能和內能的轉化
②在力學中：機械能守恒定律
③在電學中：閉合電路歐姆定律
④在電磁學中：楞次定律
能量守恒定律的具體體現
所以說能量守恒定律是自然界最普遍、最和諧、最可靠的自然規律。
經典例題
Classic Example
經典例題
(1)能量既可以轉移又可以轉化,故能的總量是可以變化的。(　　)
(2)違背能量守恒定律的過程是不可能發生的。(　　)
(3)運動的物體在阻力作用下會停下來,說明機械能憑空消失了。 (　　)
(4)第一類永動機不能制成,因為它違背了能量守恒定律。(　　)
×
√
×
√
1.判斷正誤
經典例題
2．“第一類永動機”是不可能制成的，這是因為（　　）
A．它不符合機械能守恒定律
B．它違背了能量守恒定律
C．它做功產生的熱不符合熱功當量
D．暫時找不到合理的設計方案和理想材料
B
經典例題
3. 下列對能量守恒定律的認識不正確的是( )
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對外做功的機器——永動機是不可能制成的
D. 石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機械能消失了
D
課堂練習
Classroom Practice
課堂練習
1.下列說法正確的是( )
A.隨著科技的發展，永動機是可以制成的
B.太陽照射到地球上的光能轉化成其他能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了
C.“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的
D.有種“全自動”手表，不用上發條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產生
課堂練習
1.答案：C
解析：由能量守恒定律和能量的轉移和轉化具有方向性，可知永動機不可能制成，A錯誤；能量不可能憑空消失，B錯誤；能量也不可能憑空產生，C正確，D錯誤。
課堂練習
2.兩個物體之間發生了熱傳遞，則( )
A.內能大的物體向內能小的物體傳遞熱量
B.比熱容大的物體向比熱容小的物體傳遞熱量
C.含熱量多的物體向含熱量少的物體傳遞熱量
D.熱量總是自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，當溫度相等時傳熱停止
課堂練習
2.答案：D
解析：兩個物體之間發生熱傳遞的條件是存在溫度差，與內能、比熱容、熱量等無關，故A、B、C錯誤.熱量總是自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，當溫度相等時傳熱停止，故D正確.
課堂練習
3.小明兩手各持一條橡皮筋的一端，迅速拉了幾下，然后將拉長的橡皮筋緊貼到額頭，感到橡皮筋有點發熱。請你利用所學的物理知識來解釋這一現象。
3.答案：見解析
解析：小明在拉橡皮筋時，對橡皮筋做的功，克服了橡皮筋內部的摩擦，摩擦生熱使得溫度升高。
課堂練習
課堂練習
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