高中物理 3.3 能量守恒定律課件 粵教版選修3-3.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,一、能量守恒定律 1.大量事實(shí)證明:各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒. 2.能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化成為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體;在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變. 3.能量守恒定律是自然界的一條普遍規(guī)律.恩格斯把這一定律和細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論一起稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn).,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,有一種全自動(dòng)手表,既不需要上發(fā)條,也不用任何電池,卻能不停地走下去,這是不是一種永動(dòng)機(jī)?如果不是,你知道維持指針走動(dòng)的能量是從哪里來的嗎?你能設(shè)法驗(yàn)證嗎? 答案:全自動(dòng)手表是通過一種機(jī)械裝置把人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量儲(chǔ)存起來,連續(xù)地向外釋放,所以它不是永動(dòng)機(jī).如果將這種手表長時(shí)間放在一個(gè)無振動(dòng)的地方,不再有動(dòng)能向彈性勢能的積累,表就會(huì)停止走動(dòng).,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,二、永動(dòng)機(jī)不可能制成 1.第一類永動(dòng)機(jī):不需要任何動(dòng)力或燃料卻能不斷對(duì)外做功的機(jī)器. 2.第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想由于違背了能量守恒定律,所以不可能制成.,圖中左邊為風(fēng)力發(fā)電機(jī),發(fā)出的電供給右邊的電風(fēng)扇,電風(fēng)扇把風(fēng)吹到發(fā)電機(jī)上發(fā)電,循環(huán)往復(fù),不需要消耗其他能量風(fēng)扇就可以一直工作下去. 在能源短缺的現(xiàn)在,這是多么美好的愿望啊!同學(xué)們,這種愿望能實(shí)現(xiàn)嗎? 答案:不能實(shí)現(xiàn).,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,能量守恒定律 永動(dòng)機(jī) 1.能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化 各種運(yùn)動(dòng)形式都有對(duì)應(yīng)的能:機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,分子的熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,還有諸如電磁能、化學(xué)能、原子能等. 各種形式的能,通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化.例如:利用電爐取暖或燒水,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;煤燃燒,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;列車剎車后,輪子溫度升高,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 2.與某種運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)的能是否守恒是有條件的.例如,物體的機(jī)械能守恒,必須是只有重力或彈簧彈力做功;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.,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,3.能量守恒定律的重要意義 (1)找到了各種自然現(xiàn)象的公共量度能量,從而把各種自然現(xiàn)象用定量規(guī)律聯(lián)系起來,揭示了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性. (2)突破了人們關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械觀念的范圍,從本質(zhì)上表明了各種運(yùn)動(dòng)形式之間相互轉(zhuǎn)化的可能性.能量守恒定律比機(jī)械能守恒定律更普遍,它是物理學(xué)中解決問題的重要思維方法.恩格斯將能量守恒定律與細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論并稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn),由此可見其重要意義. (3)具有重大實(shí)踐意義,即徹底粉碎了永動(dòng)機(jī)的幻想.,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,4.能量守恒定律中的“轉(zhuǎn)化”和“轉(zhuǎn)移” (1)某種形式的能量減少,一定有其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等. (2)某個(gè)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. 5.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因 永動(dòng)機(jī)的誘人前景,曾使許多人致力于永動(dòng)機(jī)的研究,但都以失敗告終. 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn),使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,任何一部機(jī)器,只要對(duì)外做功,都要消耗能量,都只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,而不能無中生有地創(chuàng)造能量.不消耗能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器(第一類永動(dòng)機(jī))是不可能制成的.,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例題】 (多選)如圖為沖擊擺實(shí)驗(yàn)裝置,一飛行子彈射入沙箱后合為一體,共同擺起一定高度,則下列有關(guān)能的轉(zhuǎn)化的說法中,正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號(hào)51140036) A.子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了沙箱和子彈的勢能 B.子彈的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化成了沙箱和子彈的勢能 C.子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了沙箱和子彈的動(dòng)能 D.子彈的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化成了沙箱和子彈的內(nèi)能,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:在子彈打入沙箱的過程中,沙箱對(duì)子彈的阻力使子彈動(dòng)能減少,同時(shí)子彈對(duì)沙箱的作用力使沙箱獲得動(dòng)能.而子彈打入沙箱有一定深度,阻力在此過程中使一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;子彈和沙箱作為一個(gè)整體以某一初動(dòng)能升高,又變?yōu)橹亓菽?由此可知,選項(xiàng)B、D正確. 答案:BD,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的說法中,正確的是( ) A.用太陽灶燒水是太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B.電燈發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能 C.核電站發(fā)電是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.生石灰放入盛有涼水的燒杯里,水溫升高是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 答案:B 解析:A選項(xiàng)中是光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,C選項(xiàng)中是核能轉(zhuǎn)化為電能,D選項(xiàng)中是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B選項(xiàng)正確.,案例探究,方法規(guī)律,能量守恒定律的應(yīng)用 (多選)一帶電小球在空中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,受重力、電場力和空氣阻力三個(gè)力的作用,若運(yùn)動(dòng)過程中重力勢能增加3 J,機(jī)械能減少0.5 J,電場力做功1 J,則小球( ) A.重力做功3 J B.電勢能增加1 J C.克服空氣阻力做功0.5 J D.動(dòng)能減少2.5 J 解析:重力勢能的增加等于小球克服重力所做的功,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電場力做正功,電勢能應(yīng)減少,B項(xiàng)錯(cuò)誤;除重力之外的力對(duì)小球做的功等于小球機(jī)械能的變化,故空氣阻力做的功為-0.5 J,C項(xiàng)正確;因?yàn)楹狭ψ龅墓?2.5 J,根據(jù)動(dòng)能定理可知,小球動(dòng)能減少2.5 J,D項(xiàng)正確. 答案:CD,案例探究,方法規(guī)律,(1)對(duì)熱力學(xué)變化過程,要結(jié)合力做功理解不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化. (2)能量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律,任何能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程都遵循此規(guī)律. (3)做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式.功和熱量雖具有相同單位,但兩者是完全不同的兩個(gè)概念.,