3.3 能量守恒定律 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

3.3 能量守恒定律 一、探索能量守恒的足迹 1、人类对能量的认识：自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。例如： 机械运动——— 能 热运动——— 能 电荷运动——— 能 生物运动——— 能 化学运动——— 能 原子核内部的运动——— 能 不同形式的能量之间可以相互转化。例如： 自由落体运动： 能→ 能 摩擦生热： 能→ 能 电流通过电阻丝： 能→ 能 热机中的气体推动活塞做功： 能→ 能 燃料燃烧： 能→ 能 电流通过白炽灯：电能→ 能→ 能 电流的磁效应现象： 能→ 能 电磁感应现象： 能→ 能 3、自然界中各种形式的能量在转化过程中总的能量是守恒的。 二、能量守恒定律 1、内容：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_____另一个物体，在_____或_____的过程中，能量的总量_____。 2．能量守恒定律的意义： （1）能量守恒定律同 、 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，是自然科学最普遍、和谐、可靠的规律之一。 （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”只能以失败而告终。 （4）机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。 三、永动机不可能制成 1.第一类永动机：人们设想中的不需要任何____或____，却能不断地对外____的机器。 2.第一类永动机不可制成的原因：违背了_____。 3.永动机给我们的启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律. 基础小题试练 1.我国水下敷缆机器人如图所示，具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( ) A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态 C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作 2.健身球是一种新兴、有趣的体育健身器材。如图所示，健身者正在挤压健身球，健身球内的气体视为理想气体且在挤压过程中温度不变，下列说法正确的是( ) A.健身球内的气体向外界释放热量 B.健身球内的气体对外界做正功 C.健身球内的气体内能变大 D.健身球内的气体单位时间、单位面积撞击球壁的分子数不变 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其他能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 C.“既要马儿跑，又要马儿不吃草”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.将一只压瘪的乒乓球放到热水中，发现乒乓球会恢复原状。在这个过程中，关于乒乓球内被封闭的气体，下列说法正确的是( ) A.气体分子的平均动能不变 B.所有分子的运动速度都变大 C.气体吸收的热量大于其对外做的功 D.气体吸收的热量等于其增加的内能 5.如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法错误的是( ) A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功 D.气体在被压缩的过程中，气体对外界做功 答案以及解析 1.答案：C 解析：将机器人看成质点，就要忽略机器人具体的姿态和动作，故选C。 2.答案：A 解析：B.健身者正在挤压健身球，即外界对气体做正功，故B错误； C.健身球内的气体视为理想气体，其内能只有分子动能，则内能由温度决定，而温度不变，则健身球内的气体内能不变，故C错误； A.因外界对气体做正功 气体内能不变 根据热力学第一定律 可得 即气体向外界 ... ...