《能量守恒定律》（学案）
班级_____________ 姓名_____________ 2014/3/11
【学习目标】
1、理解能量守恒定律及其重要意义。
2、知道第一类永动机不可能成功的原因。
3、会用能量转化与守恒的观点分析解决有关问题。
【学习过程】
一、能量守恒定律
1、_________可以改变物体的内能，_________也可改变物体的内能。
2、通过________机械能可转化为内能，其它形式的能量也可转化为内能。
3、能量守恒定律
能量既不会___________，也不会_________，它只会从一种形式__________为其地形式，或
者从一个物体_______另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量____________，这个规律叫做能量守恒定律。
4．定律的表达式：________________________。
5.发现能量守恒定律的意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
重点说明：该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。
在应用中，要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
二、第一类永动机是不可能造成的
1、第一类永动机：不需要任何_________或_________去能不断对外做功，这种机器称为第一类永动机。
2、第一类永动机违背了_____________________。
【反馈训练】
1．(单选)对一定量的气体，下列说法正确的是()
A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
2．(单选)一木块在一不光滑的V形槽内来回滑动的过程中，下列说法正确的是()
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3．(单选)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有()
A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2
C．W1＝W2D．Q1＞Q2
4. (双选)如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时()
A．氢气的温度不变B．氢气的压强增大
C．氢气的体积增大D．氧气的温度升高
5．(1)如图甲所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2 m，活塞面积为10 cm2，大气压强为1.0×105 Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计．若缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量．则封闭气体的压强将______________(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为______________J.
(2)若一定质量的理想气体分别按图乙所示的三种不同过程变化，其中表示等容变化的是________(选填“a→b”、“b→c”或“c→d”)，该过程中气体的内能__________(选填“增加”、“减小”或“不变”)．
课后作业
一、单项选择题
1．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是()
A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
2．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后()
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
3．下列过程中不．可能发生的是()
A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加
B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少
C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少
D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加
4．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是()
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
5．对于在一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是() A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
6．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图3－2－6甲), 现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙)，这个过程称为气体的自由膨胀．下列说法正确的是()
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
7．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中() A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加
B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少
C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
二、双项选择题
8．氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压．假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气()
A．分子总数减少，分子总动能不变
B．密度降低，分子平均动能不变
C．吸收热量，膨胀做功
D．压强降低，不对外做功
9. (2011年深圳模拟)如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时()
A．体积必然变大
B．不可能经过体积减小的过程
C．外界必然对气体做功
D．气体必然从外界吸热
10. 如图所示的导热汽缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高(设为甲过程)．如果缓慢地向下压活塞时，里面的气体温度不变(设为乙过程)．已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与汽缸的摩擦，则下列说法正确的是( )
A．甲过程中气体的内能增加，乙过程中气体的内能不变
B．两过程中外界对气体做的功一样多
C．乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大
D．乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小
三、非选择题
11. 如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求过程Ⅱ中气体吸收或放出的热量是多少？
参考答案
反馈训练：1、A 2、D 3、A 4、CD
5、解析：(1)设重物质量为m ，对活塞受力分析得 pS ＋T ＝p 0S
即p ＝p 0－T S ＝p 0－mg
S
温度缓慢变化时，上述公式不变，故气体的压强不变． 活塞上升过程对外做的功
W ＝pSh ＝(p 0－mg
S
)Sh ＝10 J
由ΔU ＝W ＋Q 得，ΔU ＝－10 J ＋60 J ＝50 J
(2)由图象知，b →c 为等温变化，c →d 为等压变化，只有a →b 为等容变化． 由于温度升高，理想气体的内能是增加的． 答案：(1)不变 50 (2)a →b 增加
课后作业答案：
1、B
2、C
3、C
4、D
5、A
6、C
7、D
8、BC
9、AD 10、AD
11、解析：一定质量的理想气体由状态A 经过程Ⅰ至状态B 时，从外界吸收的热量Q 1大于气体膨胀对外做的功W 1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为ΔU ＝Q 1＋W 1＝420 J ＋(－300 J)＝120 J
气体由状态B 经过程Ⅱ回到状态A 时，气体内能将减少120 J ，而此过程中外界又压缩气体做了W 2
＝200 J 的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q 2＝－ΔU －W 2＝(－120) J －200 J ＝－320 J.
答案：放出320 J 的热量。