全优课堂·物理·选择性必修第三册(粤教版)·课件 第3章　第2节 能量守恒定律及其应用.pptx

第三章热力学定律;1．学会运用热力学第一定律解释自然界中能量的转化、转移问题．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规律．3．理解第一类永动机是不可能制成的．

;课前?自主预习;能量守恒定律

1．内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量____________．

;2．两种表达

(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．

3．意义

(1)各种形式的能可以___________．

(2)各种物理现象可以用_______________联系在一起．;永动机

1．永动机不可能制成

(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地________________的机器．

(2)第一类永动机由于违背了_______________，所以不可能制成．;2．热力学第一定律与能量守恒定律的比较

(1)能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程，总能量保持不变，它包括各个领域，范围广泛．

(2)热力学第一定律是物体内能与其他形式的能之间的相互转化或转移，是能量守恒定律在热现象领域内的具体体现．;课堂?重难探究;对能量守恒定律的理解及应用;(3)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．

(4)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．

;2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的

例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．

3．第一类永动机失败的原因分析

如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2＜U1，则W＜0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．;能量守恒定律的理解及应用

例1如图所示为冲击摆实验装置，一质量为m的子弹以v0射入质量为M的沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度h，则整个过程中子弹和沙箱由于相互作用所产生的内能为多少？(不计空气阻力)

;变式1(2024年上海检测)下列对能量转化和守恒定律的认识错误的是 ()

A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加

C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的

D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了

【答案】D;【解析】根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B正确，不符合题意；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，C正确，不符合题意；石子在运动和碰撞中机械能转化为石子本身及周围物体的内能，能量并没有消失，D错误，符合题意．

;变式2(2024年重庆月考)如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水．A、B是鸟上两点，说法正确的是 ()

;?

A．A、B两点的向心加速度大小相同

B．A、B两点的线速度大小不同，角速度大小相同

C．此过程虽然不违反能量守恒定律，但不可能发生

D．此过程违反能量守恒定律，但可能发生，说明第一类永动机可以制成

【答案】B

;【解析】根据同轴转动角速度相等知，A、B两点的角速度大小相同，根据v＝ωr知A点半径大，线速度较大，B正确；根据a＝ω2r知A点半径大，加速度较大，A错误；饮水鸟的头和躯体分别为两个薄壁玻璃球，其间以一个玻璃管连接，内部装有易挥发的液体．其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发会吸收头部空气中的热量，使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前面的运动，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，此过程不违反能量守恒定律，可能发生，C、D错误．;

利用能量守恒定律解题的方法

在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种