高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 1 能量守恒定律的发现 2 热力学第一定律学案 教科版选修3-3-教科版高二选修3-3物理学案VIP免费

1能量守恒定律的发现2热力学第一定律[学习目标]1.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵循的基本规律.2.知道第一类永动机是不可能实现的.3.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解这两种方式对改变系统内能是等效的.4.理解热力学第一定律，能运用它解释自然界的能量转化、转移问题．一、能量守恒定律的发现1．常见的能量形式自然界中能量形式很多，常见的能量形式有：机械能、内能、核能及太阳能等．各种形式的能在一定条件下，可以相互转化，且转化过程中遵循一定规律．2．能量守恒定律的内容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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变．3．第一类永动机(1)定义：不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．二、改变物体内能的两种方式1．改变物体内能的两种方式：做功和热传递．2．做功——其他形式的能与内能之间的转化．外界对物体做功，物体的内能增加．物体对外界做功，物体的内能减少．3．热传递——不同物体之间或同一物体不同部分之间内能的转移．物体吸收热量，内能增加．物体放出热量，内能减少．4．做功和热传递对物体内能的改变是等效的，但本质不同．三、热力学第一定律1．热力学第一定律：功、热量跟内能改变之间的定量关系．2．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了．(×)(2)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的．(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的．(√)(5)系统从外界吸收热量5J，内能可能增加5J．(√)(6)系统内能减少，一定是系统对外界做了功．(×)2．各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是________；属于热传递使物体内能改变的是________．答案adfbce一、能量守恒定律的发现[导学探究]1．图1为有一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？图1答案这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．2．观察课本中的“几种重要的能量形式及相互之间的转化”图，试着说明汽车把汽油的化学能转化为机械能的过程．在这些能量转化过程中，遵守的规律是什么？答案汽车通过燃烧汽油，把化学能转化为内能，再通过发动机做功把内能转化为机械能能量守恒定律．[知识深化]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：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁辐射能、化学能、核能等．(2)各种形式的能可以相互转化①机械能中的动能和势能可以相互转化(如：自由落体运动)．②机械能可以与内能相互转化(如：摩擦生热，消耗了机械能，通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做功，把气体内能转化为机械能)．③其他形式的能也可以转化为内能(如：电流通过导体时，把电能转化为内能；炽热的灯丝发光，又把内能转化为光能；燃料燃烧时，把化学能转化成内能)．2．对能量守恒定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，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．能量守恒定律的意义：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，而不能无中生有地创造能量．4．第一类永动机不可能制成：任何机器运转时不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的．例1(多选)一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上...