2017-2018学年高中物理第5章热力学定律第2节能量的转化与守恒教学案鲁科版选修3-3

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1、第2节能量的转化与守恒1.1840年，德国医生边尔从理论上论证了能量间可以相互转化，提出物理、化学过程中能量守恒原理。2.英国物理学家焦耳用了近40年的时间解决了功和热的转换的定量关系，为能量守恒提供无可置疑的证据。3.能量既不会消失，也不会创生，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另一个物体，而能量的总值保持不变。对应学生用书P48能量守恒定律的发现［自读教材•抓基础］1.迈尔的发现德国医生迈尔从理论上具体地论证了机械能、内能、化学能、电磁能等都可以相互转化。提出了物理、化学过程中能量守恒的原理。2.焦耳的研究(1)确定了电能向内能转化的定量关系

2、。(2)用了近40年的时

3、'可，不懈地钻研热功转换问题,为能量守恒定律提供了无可置疑的证据。3.亥姆霍兹的贡献(1)亥姆崔兹的论文《论力的守恒》，从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性。(2)他还将能量守恒原理与丞动机不可能实现相提并论。［跟随名师・解疑难］1.自然界中的运动形式多种多样。不同的运动形式对应不同的能量，例如(1)物体运动机械能(2)分子热运动一一内能(3)电荷和电场一一电势能2.不同形式能量之间的转化：(1)摩擦牛•热一一机械能转化为内能(2)水蒸气将壶盖顶起一一内能转化为机械能(3)用电炉子加热一

4、一电能转化为内能3.太阳能的转化：A阳能一他面受热蒸发、空气受热和水汽上升••风流动)机械能L(植物光合作用)一植物化学能-(动物吃掉植物)动物化学能II古代动植物被埋在地下主隧肉萨」f电能(石油、煤、天然气)飞•机械能［特别提醒］能量之间的相互转化都是通过做功来实现的。［学后自检］(小试身手)说出下列过程屮是什么能量转化为内能。(1)物体沿粗糙斜面下滑;(2)变压器发热；(3)汽油机内气体燃烧后变成高温气体；(4)车刀切下炽热铁屑o解析：物体沿斜面下滑，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；电流通过变压器线圈发热，电能转化为内能；气体(燃料)燃烧后变成高温气体，化学能

5、转化为内能；车刀切下炽热的铁屑，克服摩擦力做功，机械能转化为内能。答案：(1)机械能内能(2)电能内能(1)化学能一一内能(4)机械能一一内能能量守恒定律及英应用［自读教材•抓基础］1.能量守恒定律能量既不会消失,也不会创生,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另一个物体,而能量的总值保持不变。1.意义揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的笫一个有力证据。2.应用(1)各种形式的能对以相互转化。在能量转化过程中总伴有内能的损失。(2)各种互不相关的物理现彖，对以用能量守恒定律联系在一起。［跟随名师・解疑难］对能量守恒定律的理解(

6、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)各种形式的能在转化和转移过程屮总暈守恒无需任何条件，而某种或儿种形式的能的守恒是有条件的。(4)意义：能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功,都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而不能无屮生有地创造能量。不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(笫一类永动机)是不可能制成的。［学后自检］(小试身手)(多选)下列对能量的转化和守恒定律的认

7、识正确的是()A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式能量的增加B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器一一第一类永动机是不可能制成的D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了解析：选ABCA选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面一一转化与转移。第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律。所以A、B、C正确。D选项屮石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能可能减少，但机械能并没有

8、消失，能量守恒定律表明能量既不会创生，也不会消失，故D是错误的。对应学生用书P49对能量守恒定律的考查［典题例析］一颗质量为10g的子弹以200m/s的速度射入放在光滑水平面上质量为2kg的木块并穿出。穿出木块时子弹的速度变为40m/s,木块速度为0.8m/so设子弹在木块中所受的阻力不变，在此过程中子弹和木块共获得多少内能？若这些内能有30%被子弹吸收，则可以使子弹升高多少摄氏度？子弹的比热容为1.3X102J/(kg・°C)。［思路点拨］(1)子弹的动能减少了，减少的动能转移到哪或转化成了什么形式的能？提示：子弹减少的动能，一部分转化成木块的动能，另一部分转