高中物理人教版（2019）选择性必修第三册 3.3 能量守恒定律（学案）

第三章热力学定律第3节能量守恒定律学习目标1.掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义，会用能量守恒的观点分析物理现象。

2.了解第一类永动机不可能制成的原因。重点难点重点

1.学会用能量转化和守恒的观点分析物理现象。

2.综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。

难点

如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。自主探究1.能量守恒定律的表述：能量既不会，也不会，它只能从一种形式另一种形式，或者从一个物体别的物体，在的过程中，能量的保持不变。

2.能量守恒定律的意义：

(1)各种形式的能可以。

(2)各种互不相关的物理现象可以用联系在一起。

3.第一类永动机是指不需要，却能不断地对外做功的机器。它不可能制成的原因是违背了。正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路。

答案

1.凭空产生；凭空消失；转化为；转移到；转化或转移；总量

2.(1)相互转化

(2)能量守恒定律

3.任何动力或燃料；能量守恒定律预习检测1.判断正误。

(1)各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变。

(2)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。

(3)第一类永动机不能制成，是因为它违背了能量守恒定律。

(4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。(

(5)自由摆动的秋千的摆动幅度越来越小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒。

2.第一类永动机不能制成的原因是

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.以上说法都不对答案

1.(1)√

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√2.C探究思考【探究一】能量守恒定律

1.能量的存在形式及相互转化

(1)各种运动形式都有对应的能。例如，机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。

(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，车轮温度升高，机械能转化为内能。

2.能量守恒的两种表达

(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。

(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。【探究二】永动机不可能制成1.第一类永动机不可能制成的原因分析

如果没有外界供给热量而对外做功，由△U=W+Q可知，系统内能将减小。若想源源不断地做功，在无外界能量供给的情况下是不可能的。

2.热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。知识梳理1.能量守恒定律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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2.能量守恒定律的意义

(1)能量守恒定律与生物进化论、细胞学说被恩格斯誉为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。

(3)自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”是不可能制成的。

(4)机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例随堂训练1.关于能量和能源，下列说法中正确的是()A.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D.能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源2.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为，则()

A. B. C. D.无法比较3.下列说法正确的是(

)A.随着科技的发展,永动机是可以制成的

B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了

C.“既让马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的

D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生4.在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将(

)A.降低

B.升高

C.不变

D.无法确定答案以及解析1.答案：D解析：能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，故选项A、B错误；虽然能量在转化和转移过程中总量保持不变，但品质会下降，能源会逐步减少，故必须节约能源。2.答案：B解析：因为A的密度小，B的密度大，两部分气体混合均匀后整体的重心升高，重力势能增加，吸收的热量一部分用来增加气体内能，一部分用来增加系统的重力势能，根据能量守恒定律可知，故选项B正确。3.答案：C解析：永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以对外做大量的功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓的永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量的转化和守恒定律，所以永动机是永远不可能制成的，A错。太阳辐射到宇宙空间的能量没有消失，而是转化成了别的能量，B错,马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物能，C对。所谓的“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错。4.答案：B解析：冰箱消耗电能使冰箱内外发生热