高中物理人教版 (2019)選擇性必修第三冊(cè)第三章熱力學(xué)定律3 能量守恒定律一等獎(jiǎng)?wù)n件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

讓“飲水小鴨”“喝”完一口水后，直立起來(lái)。直立一會(huì)兒，又會(huì)慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又會(huì)直立起來(lái)。如此循環(huán)往復(fù)……
這種“飲水小鴨”玩具是一架永動(dòng)機(jī)嗎？
1.人類(lèi)對(duì)能量的認(rèn)識(shí)與能量之間的轉(zhuǎn)化
3.能量守恒觀念的形成
化學(xué)反應(yīng)放出的熱量與反應(yīng)步驟無(wú)關(guān)
概括和總結(jié)能量守恒定律
能量守恒不是由某一個(gè)人通過(guò)某一項(xiàng)的研究而得到的。
實(shí)驗(yàn)錄像：能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
2.內(nèi)容：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)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量保持不變．
3.能量守恒定律的歷史意義
能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)中三大發(fā)現(xiàn)之一，也莊嚴(yán)宣告了永動(dòng)機(jī)幻想的徹底破滅.
能量守恒定律是認(rèn)識(shí)自然、改造自然的有力武器，這個(gè)定律將廣泛的自然科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái)，使不同領(lǐng)域的科學(xué)工作者有一系列的共同語(yǔ)言.
1.(多選)下列對(duì)能量守恒定律的認(rèn)識(shí)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(gè)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(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D.石子從空中落下，最后停止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了
2.水平馬路上行駛的汽車(chē)，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，速度越來(lái)越慢，最后停止.這一現(xiàn)象符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律嗎？如果符合,汽車(chē)失去的動(dòng)能變成了什么？
符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
（1）是一個(gè)普遍適用的定律
（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起
（3）指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研
（4）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一
錄像：永動(dòng)機(jī)不可能制成
1.永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功，這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)。（人們把這種不消耗能量的永動(dòng)機(jī)叫第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)）
著名科學(xué)家達(dá)· 芬奇早在15世紀(jì)就提出過(guò)永動(dòng)機(jī)不可能的思想，他曾設(shè)計(jì)過(guò)一種轉(zhuǎn)輪，如圖所示.
在轉(zhuǎn)輪邊沿安裝一系列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動(dòng)有可能使轉(zhuǎn)輪永遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，但是經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究之后，得出了否定的結(jié)論.他從許多類(lèi)似的設(shè)計(jì)方案中認(rèn)識(shí)到永動(dòng)機(jī)的嘗試是注定要失敗的.他寫(xiě)道：“永恒運(yùn)動(dòng)的幻想家們！你們的探索何等徒勞無(wú)功！還是去做淘金者吧！”
達(dá)·芬奇設(shè)想的永動(dòng)機(jī)
滾球永動(dòng)機(jī) 17世紀(jì)，英國(guó)有一個(gè)被關(guān)在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人，他做了一臺(tái)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的“永動(dòng)機(jī)”，如圖所示.
轉(zhuǎn)輪直徑達(dá)4.3米，有40個(gè)各重23千克的鋼球沿轉(zhuǎn)輪輻翼外側(cè)運(yùn)動(dòng)，使力矩加大，待轉(zhuǎn)到高處時(shí)，鋼球會(huì)自動(dòng)地滾向中心.據(jù)說(shuō)，他曾向英國(guó)國(guó)王查理一世表演過(guò)這一裝置.國(guó)王看了很是高興，就特赦了他.其實(shí)這臺(tái)機(jī)器是靠慣性來(lái)維持短時(shí)運(yùn)動(dòng)的.
軟臂永動(dòng)機(jī) 19世紀(jì)有人設(shè)計(jì)了一種特殊機(jī)構(gòu)，如圖所示.
它的臂可以彎曲.臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長(zhǎng)的臂端，使力矩增大.轉(zhuǎn)到另一側(cè)，軟臂開(kāi)始彎曲，向軸心靠攏.設(shè)計(jì)者認(rèn)為這樣可以使機(jī)器獲得轉(zhuǎn)矩.然而，他沒(méi)有想到力臂雖然縮短了，阻力卻增大了，轉(zhuǎn)輪只能停止在原地.
阿基米得螺旋永動(dòng)機(jī) 1681年，英國(guó)有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個(gè)建議，利用阿基米得螺旋.
把水池的水提到高處，再讓升高的水推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)除了帶動(dòng)水磨做功以外，還可使阿基米得螺旋轉(zhuǎn)不斷提水，如此周而復(fù)始，不就可以無(wú)需擔(dān)心天旱水枯了嗎？一時(shí)間，響應(yīng)他的人大有人在，形形色色的自動(dòng)水輪機(jī)陸續(xù)提出，竟出現(xiàn)了熱潮.
1.水溝 2.阿基米得螺旋 3.水輪 4.水磨
磁力永動(dòng)機(jī) 大約在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī).他的設(shè)計(jì)如圖所示.
A是一個(gè)磁石，鐵球G受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的E處，從小洞B落下，經(jīng)曲面BFC返回，復(fù)又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運(yùn)動(dòng)下去.大概他那時(shí)還沒(méi)有建立庫(kù)侖定律，不知道磁力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認(rèn)真想一想，其荒謬處就一目了然了.
就在一些人熱衷于制造永動(dòng)機(jī)的同時(shí)，科學(xué)家們從力學(xué)基本理論的研究中逐步認(rèn)識(shí)到了自然界的客觀規(guī)律性.繼達(dá)·芬奇之后，斯蒂文于1568年寫(xiě)了一本《靜力學(xué)基礎(chǔ)》，其中討論斜面上力的分解問(wèn)題時(shí)，明確地提出了永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn).
他所用的插圖畫(huà)在該書(shū)扉頁(yè)上，見(jiàn)圖，圖的上方寫(xiě)著：“神奇其實(shí)并不神奇.”將14個(gè)等重的小球均勻地用線穿起組成首尾相連的球鏈，放在斜面上，他認(rèn)為鏈的“運(yùn)動(dòng)沒(méi)有盡頭是荒謬的”，所以?xún)蓚?cè)應(yīng)平衡.
“神奇其實(shí)并不神奇”
圖中為一種所謂“全自動(dòng)”的機(jī)械手表，既不需要上發(fā)條，也不用任何電源，卻能不停地走下去.這是不是一種永動(dòng)機(jī)？如果不是，維持表針走動(dòng)的能量是從哪兒來(lái)的？
答案　這不是永動(dòng)機(jī).手表戴在手腕上，通過(guò)手臂的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手表獲得能量，供手表指針走動(dòng).若將此手表長(zhǎng)時(shí)間放置不動(dòng)，它就會(huì)停下來(lái).
5.永動(dòng)機(jī)給我們的啟示：人類(lèi)利用和改造自然時(shí)，必須遵循自然規(guī)律。
3.最終結(jié)果：無(wú)一例外地歸于失敗。4.失敗的原因：違背了能量守恒定律。
3．第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了什么而不能制成( )A．違反了熱力學(xué)第一定律B．違反了機(jī)械能守恒定律C．違反了能量守恒定律D．以上說(shuō)法都不對(duì)
第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可制成是因?yàn)樗`背了能量守恒定律
1.能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)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，還有電磁能、化學(xué)能、核能等.(2)各種形式的能，通過(guò)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(chē)剎車(chē)后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
3.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因分析如果沒(méi)有外界供給熱量而對(duì)外做功，由ΔU＝W＋Q知，系統(tǒng)內(nèi)能將減小.若想源源不斷地做功，在無(wú)外界能量供給的情況下是不可能的.
2.能量守恒的兩種表達(dá)(1)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，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.
1．關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說(shuō)法中正確的是（　?。〢．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)B．用油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使用純油酸滴到水面上C．第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`背了能量守恒定律D．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做功3.0×105 J，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加2.2×105 J，則空氣從外界吸熱5.2×105 J
2.高空形成的冰雹加速下落，并有部分熔化，以下說(shuō)法中不正確的是（　　）A．只有重力做功，冰雹下落時(shí)機(jī)械能守恒B．冰雹的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為冰雹的動(dòng)能C．冰雹的內(nèi)能增大D．冰雹的機(jī)械能不守恒
3. 風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式.圖為某風(fēng)力發(fā)電站外觀圖．假設(shè)當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10m/s，該風(fēng)力發(fā)電站利用風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20％，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度為10m，空氣的密度是1.29kg/m3，某一工廠用電的功率為320kW，則大約需要多少臺(tái)這樣風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)為該工廠供電（）A．6 B．8 C．10 D．12
4.(能量守恒定律的應(yīng)用)如圖所示，上端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的U形管的底部中間有一閥門(mén)，開(kāi)始閥門(mén)關(guān)閉，兩管中的水面高度差為h.現(xiàn)將閥門(mén)打開(kāi)，最終兩管水面相平，則這一過(guò)程中A.大氣壓做正功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能不變B.大氣壓不做功，重力做正功，水的內(nèi)能增大C.大氣壓不做功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能增大D.大氣壓做負(fù)功，重力做正功，水的內(nèi)能不變

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