必修2 4.3-能量的转化与守恒(沪科版)

高中物理（沪科版必修2）§4.3能量是物理学中一个十分重要的物理量。我们已经重点研究了机械能。除此而外能量还有内能、电磁能、光能、化学能、核能、生物能等多种形式。能量概念的重要性，就表现在能量不仅可以相互转化，而且在转化过程中总是守恒的。今天我们来研究能量的转化问题。我们从小汽车的能量转化入手来研究。小汽车的部分结构示意图车灯发动机蓄电池发电机电动机空调音响排气管探究小汽车的能量转化情况部件相关的能量转化/转移车灯电能光能转化蓄电池电能化学能转化发动机化学能机械能转化发电机机械能电能转化电动机电能机械能转化空调内能内能转移音响电能声能（机械能）转化排气管内能内能转移1964年10月16日，我国的第一颗原子弹爆炸1967年6月17日，我国的第一颗氢弹爆炸核爆炸核能光、热辐射冲击波人类的食物动植物体的生物质能人体内的生物质能生物质能实际上是以化学能的形式存在的。雷电电能光能声能太阳能热电站的光反射板塔式太阳能热电站光能热能能（内能）电能古代中国和古希腊就提出了运动不灭的思想。近代科学诞生以来，笛卡尔、莱布尼兹等科学家提出运动量不灭的光辉思想。从十八世纪到十九世纪四十年代，许多科学家深入研究了各种形式能量的相互转化，以及在转化过程中的数量关系。目前科学界公认，迈尔、焦耳、亥姆霍兹在这方面做出了卓有成效的贡献，他们被誉为能量守恒定律的奠基者。能量守恒定律“能量守恒定律”同“生物进化论”、“细胞”的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。事实证明，一切违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的。“机械能守恒定律”只是能量守恒定律的特例。案例分析历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器——永动机。右图便是当时人们设计的一种永动机方案——没有免费的午餐你认为右图中的轮子一旦转动起来就能永远转动起来吗？阅读教材，看看为什么不能实现。17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。1、下图是上世纪20年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑，思考并讨论：这个永动机为什么不行？2、指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热（2）风吹动帆船前进（3）放在火炉旁的冷水变热（4）灯泡通电发光（5）植物进行光合作用信息浏览20世纪30年代，人们发现在某些原子核反应中能量似乎不守恒，当时有人提出能量守恒并不是普遍规律的观点。1993年，奥地利物理学家泡利（W.Pauli，1900—1958）猜想，之所以观察到能量“不守恒”，可能因为存在着一种极其微小的未知粒子，是它带走了一小部分能量。因此，可以说是能量的转化与守恒定律引导科学家发现了中微子。中微子的发现与能量守恒定律意大利物理学家费米（E.Fermi，1901——1954）把这种未知的粒子叫做中微子。从此，人们一直在努力中微子。直到1956，人们才在实验室找到了中微子。节约能源，保护环境让天更蓝，让水更碧