学教科版选修33 4.1能量守恒定律的发现 课件（2）（11张）.ppt

第1节能量守恒定律的发现 能量守恒定律 1 内容表述 2 第一类永动机 不需要任何动力或燃料 却能不断地对外做功的机器 第一类永动机不可能制成是因它违背了 3 1 能量既不会凭空产生 也不能凭空消失 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别的物体 在转化或转移的过程中其总量不变 2 能量守恒定律 能量守恒定律 1 不同形式能量之间可以相互转化 1 自然界中能量的存在形式 物体运动具有机械能 分子运动具有内能 电荷具有电能 原子核内部粒子的运动具有原子能等 可见 在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应 2 不同形式能量之间的转化 摩擦生热 是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能 水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起 表明内能转化为机械能 电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等 这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化 且这一转化过程是通过做功来完成的 2 能量守恒定律 1 人类通过对大量的实践经验进行总结得知 要获得一种能量 一定需要利用另一种能量通过做功的方式进行转化 能量不能被创造 即不可能设计 创造出一种不消耗任何能量而能源源不断地对外做功的永动机 2 能量守恒定律 能量既不能凭空产生 也不能凭空消失 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别的物体 在转化或转移的过程中其总量不变 3 能量守恒定律的重要意义能量守恒定律是分析解决问题的一个极为重要的方法 它比机械能守恒定律更普遍 例如物体在空中下落受到阻力时 物体的机械能不守恒 但包括内能在内的总能量总是守恒的 能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一 也庄严宣告了永动机幻想的彻底破灭 能量守恒定律是认识自然 改造自然的有力武器 这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来 使不同领域的科学工作者具有了一系列的共同语言 4 永动机不可能制成 1 第一类永动机概念 不消耗能量的机器 结果 无一例外地归于失败 原因 违背能量守恒原理 2 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 行驶中的汽车制动后滑动一段距离 最后停下 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上述不同现象中所包含的相同的物理过程是 a 物体克服阻力做功b 物体的动能转化为其他形式的能量c 物体的势能转化为其他形式的能量d 物体的机械能转化为其他形式的能量 解析 本题考查能的转化和守恒定律 考查学生的综合分析能力 从若干不同现象中找出相同的规律的能力 这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用 汽车主要受制动阻力 流星 降落伞受空气阻力 条形磁铁下落受磁场阻力 因而物体都克服阻力做功 a项对 四个物体运动过程中 汽车是动能转化为其他形式的能 流星 降落伞 条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能 总之是机械能转化成了其他形式的能 d项对 答案 ad 变式迁移 2 下图是历史上有名的一种永动机的设计 从图上看 设计者为什么认为这个机器会永远运动下去 不用能量的概念 你能不能说明它不会永远运动下去 解析 这种永动机是在一个轮子的边缘等距地安装12根活动短杆 杆端分别套上一个重球 无论轮子转到什么位置 右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些 设想 右边更大的作用特别是右边甩过去的重球作用在离轴较远的距离上 就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去 至少转到轮轴磨坏时为止 但是 实际上轮子转动一两圈后就停了下来 在这种永动机的设计中 我们总可以找到一