人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 3.能量守恒定律.ppt

知识归纳1.第一类永动机人们把设想中的不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机械叫作第一类永动机,第一类永动机是不可能制成的。2.第一类永动机失败的原因分析如果没有外界供给能量,则有U2-U1=W,就是说,如果系统内能减少,即U2U1,则W0,系统对外做功是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。应用体验【例2】(多选)约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”,如图所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回上端,到小孔P处又掉下。关于维尔金斯“永动机”,正确的认识应该是()A.一定不可能实现B.如果忽略斜面的摩擦,维尔金斯“永动机”一定可以实现C.如果忽略斜面的摩擦,铁球质量较小,磁铁磁性又较强,则维尔金斯“永动机”可以实现D.违背了能量守恒定律答案AD解析维尔金斯“永动机”不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。小球上升过程中,磁场力对小球做正功,使小球增加了机械能;但小球下落时,同样也受到磁场力,而且磁场力做负功,这个负功与上升过程的正功相互抵消,可见,即使忽略摩擦,要想在Q处对外做功,也是没有能量来源的,所以维尔金斯“永动机”不可能实现。故选A、D。对点演练2.玩具饮水鸟如图所示。在鸟的面前放上一杯水,用手把鸟嘴浸到水里,鸟“喝”了一口后,又直立起来。之后,无需人的干预,小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水,然后又会直立起来。就这样周而复始,小鸟不停地点头“喝”水,成为一台神奇的永动机。根据所学物理知识,试分析饮水鸟上下运动的能量来源是。当饮水鸟的嘴不能再“喝”到水后,小鸟还能上下运动吗?(选填“能”或“不能”)。?内能不能解析饮水鸟的结构如图所示,其大致原理是先在鸟嘴上滴一些水,水分蒸发吸热使得头部气压小于肚子的气压,从而使肚子中的部分液体被压入头部,使鸟的重心上移,鸟的身体变得不稳开始倾斜,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,使鸟身体再回到开始时的竖直状态,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,重复刚才的过程。综上所述,饮水鸟上下运动的能量来源是周围空气的内能,当饮水鸟的嘴不能再“喝”到水后,由于不能造成头部和肚子的压强差,小鸟显然不能再上下运动了。学以致用·随堂检测全达标12341.(永动机的理解)第一类永动机是不可能制成的,这是因为它()A.不符合能量守恒定律B.做功产生的热量太少C.由于有摩擦、热损失等因素的存在D.找不到合适的材料和合理的设计方案A解析第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功的机器,故违背了能量守恒定律。12342.(能量守恒定律的理解)(多选)下列关于能量转化现象的说法正确的是()A.用太阳灶烧水是光能转化为内能B.风车发电是风的动能转化为电能C.核电站发电是电能转化为内能D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是动能转化为内能AB解析C选项中是核能转化为电能,D选项中是化学能转化为内能,A、B选项正确。12343.(能量守恒定律)汽车关闭发动机后,沿斜面匀速下滑的过程中()A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.汽车的机械能转化成内能,汽车的总能量减少D.汽车的机械能逐渐转化为内能,汽车的总能量守恒C解析汽车能匀速下滑,一定受阻力作用,克服阻力做功,机械能转化为内能,一部分内能散发出去,汽车的总能量减少。12344.(能量守恒定律)(多选)(2023山东青岛平度高二月考)如图所示,汽缸放置在水平地面上,质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室,两气室中均充有气体,汽缸、活塞均绝热且不漏气。开始时活塞被销钉固定,现将销钉拔掉,活塞最终静止在原位置下方h处,设活塞移动前后甲气室中气体内能的变化量为ΔE,不计气体重心改变的影响,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.甲气室中气体体积减小,温度升高B.ΔEmghC.ΔEmghD.ΔE=mghAB1234解析在绝热过程中,甲气室中气体体积减小,外界对它做正功,内能增加,温度升高,故A正确。乙气室中气体体积增加,它对外界做功,内能减少;活塞下落,重力势能减少,设乙气室中气体对活塞的力做功为W乙,由题可知W乙为正值,由能量守恒定律可得Δ