能量守恒定律发现的历程
能量守恒定律的形成与发展
引言能量守恒定律的发现历经了几个世纪,一大批著名物理学家为此做出贡献,利用这一定律能解决许多实际问题,例如否定永动机的存在,为不同能量之间的转化提供理论支持等等.因此,对能量守恒定律的研究无论在理论上还是在实际上都很重要.1.能量守恒定律发展的主要历程以及为此做出主要贡献的科学家1.1 德国的罗伯特迈尔通过对动物热的研究二发现能量守恒罗伯特迈尔生于德国的海尔布隆，他的父亲是位药剂师，在父亲的影响下，他走上了学医的道路，1840年到1841年初，迈尔在一艘海轮上为了几个月随船医生，这段船上的生活虽然不长，却开阔了迈尔的视野，激发了他的科学联想，更重要的是，这段历程使他从医学的途径得出了能量守恒的结论，位海轮驶经热带海域时，很多船员患了肺炎，在医治中迈尔发现，他们的静脉血不像生活在热带国家的人的静脉血那样暗淡，而是像动脉血那样鲜艳。
当地医生告诉他这种现象在当地是到处可见的他还听海员说，下雨时海水比较热，看到这些现象迈尔想到食物中含有化学能，它可以转化为热，在热带高温情况下，机体只需要吸收食物中少许的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了，应此静脉血中留下了较多的氧。
迈尔还认为，除了人体体热来自食物转化而来的化学能之外，人体动力也来自同一能源。
1841年初，迈尔结束了海轮上的行医生活，回到了海尔布隆，工作之余他对自己在海轮上的发现继续进行研究，写成了一篇题为《论力的量和质的测定》的论文，投给德国当时最具权威性的刊物《物理学和化学年检》，但是该杂志的主编根道夫十分厌恶黑格尔的思辨哲学，他认为迈尔的文章引进了思辨的内容和缺少精确的实验，迈尔在初次受挫之后，并不气馁，继续努力，后来他又写成《论无机界的力》一文。
这篇文章在1842年5月被一向注意各种自然力的著名化学家李比希发表于他主编的《化学和数学》的刊物上，在这篇文章中，迈尔从”无不生又，有不生物”原因等于结果等哲学观念出发，表达了物理，化学过程中力的守恒的思想。
能量守恒定律的发展脉络
能量守恒定律的发展脉络
1. 18世纪初，意大利科学家普列蒙提利提出“亚当力学”，认
为自然界中的所有现象都是由“运动力学”（即机械作用）引起的。
2. 19世纪初，德国物理学家荷尔巴赫提出了能量守恒的概念，并且提出了“能量守恒定律”，即在任何时候，能量的总量都保持不变。
3. 1851年，英国物理学家杨·傅里叶提出了热力学第一定律，
即能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
4. 1857年，德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹提出了能量守恒定律的数学形式，即能量守恒方程式。
5. 在20世纪初，爱因斯坦提出了质能等价原理，并开创了现
代物理学的时代。
6. 在20世纪中，量子力学和相对论在能量守恒定律的理解中
发挥了重要作用，表明在原子和奇异的物质状态下，传统的能量守恒定律可能不再适用。
7. 当今，人类已经在不断深入探索宇宙和自然界的规律，对能量守恒定律的理解也在逐渐演变和发展。
能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现热力学第一定律是在人类积累的经验和大量的生产实践、科学实验基础上建立起来的。
首先是德国医生迈尔（Robert Mayer，1814～1878）和英国物理学家焦耳（Janes Prescott Joule，1818～1889）各自通过独立地研究做出了相同的结论。
迈尔于1845年出版的《论有机体的运动和新代》一书，描述了运动形式转化的众多情况。
焦耳直接求得热功当量的数值，给能量守恒和转化定律奠定了坚实的实验基础。
1847年亥姆霍兹（Hermann Helmholtz，1821～1894）在有心力的假设下，根据力学定律全面论述了机械运动、热运动以及电磁运动的“力”互相转换和守恒的规律。
在这段历史时期，由于蒸汽机的制造、改进和广泛采用，以及对热机效率、机器中摩擦生热问题的研究，对热力学第一定律的建立起到了推波助澜的作用。
1、能的概念的形成法国物理学家笛卡尔（R．Descartes，1569～1650）最早提出“运动量”守恒（即动量守恒）的思想。
他给人们留下最深刻的印象是：一个粒子体系在不受外力作用时，它们的总运动量保持不变；粒子相互碰撞产生的力通过它们的运动量的改变来量度。
不久，德国物理学家莱布尼兹（G．W．F．Leibniz，1646～1716）对笛卡尔提出挑战，他引入“活力”（Vis Viva）的概念。
他所指的“活力”，是物体的质量与它的速度的平方之积，是一个标量；而笛卡尔的“运动量”是矢量。
莱布尼兹认为“活力”才是“力”的真正量度；物质受的力和它所通过的距离之积等于活力的增量。
莱布尼兹的“活力”实质相当于物体的动能，其数值等于动能的两倍。
后来J．伯努利（J．Bernoulli，1667～1748）将“活力守恒”当作莱布尼兹的“活力”原理的一个推论提出，他认为当活力消失后，它并没有丧失作功的本领，而是变成了另一种形式。
显然，J．伯努利扩大了莱布尼兹的“活力”所指的围，把势能也列入了活力的畴。
能量概念的发展及能量守恒定律的发现
能量概念的发展及能量守恒定律的发现能量是物质运动的一种量度，是人们认识客观世界的主要对象之一。
19世纪中期发现的能量守恒定律表明能量是个守恒量，它可以由一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律深刻地揭示了各种形式能量的相互联系和自然界的统一性，被恩格斯称为伟大的运动基本定律，19世纪自然科学三大发现之一。
[1]能量守恒定律的发现以及能量概念的形成经历了漫长的历史过程，它是人类在生产实践和科学实验的基础上对自然界的运动转化长期认识的结果。
从研究机械能守恒到得出广义的能量守恒定律其间经历了大约一百五十年的孕育时期。
从历史上考察，能量原理是从力学留传下来的。
意大利物理学家伽利略(Galileo，1564—1642)在1638年出版的《关于力学和局部运动两门新科学的谈话和数学证明》(简称《两门新科学》)中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面的运动，提出了这样的假设：静止的物体不论是沿竖直方向自由下落还是沿不同倾斜度的斜面从同一高度下落，它们到达末端时具有相同的速度，这就是“等末速度假设”。
[2]伽利略利用一个简单的实验检验了这个假设。
摆球沿圆弧运动可看作是沿着一系列不同倾斜度的斜面的下落和上升运动。
实验表明：使单摆由一侧开始摆动，当它经过最低点而到另一侧时，会升到几乎相同的高度，如果摆线中途为钉子E或F等所阻，则摆球将沿新的弧线上升，但仍达到相同的高度。
这说明沿不同倾斜度的斜面对于下落速度没有任何影响。
[2]物体下降时所得的速度正好等于能够把它送到原来高度的那个速度，一个物体下降的速度只决定于下降的竖直高度而与下降时实际经过的路程的形状无关。
伽利略的这个假设为后来揭示重力场的保守性，即在重力场作用下物体的机械能守恒开了先河。
德国数学家、哲学家莱布尼兹(G.W.Leibniz,1646—1716)提出了“活力”概念及“活力”守恒原理。
1686年，莱布尼兹在他的论文《关于笛卡尔和其他人在确定物体的运动力中的错误的简要论证》中提出mv不宜作运动的原动力的量度，应把mv2作为原动力的量度。
能量守恒定律的建立过程
能量守恒定律是一个基本的自然法则，描述了能量在物理系统中的转化和守恒。
其建立过程可以追溯到科学研究的发展历程。
以下是能量守恒定律建立的主要历史事件和思想进展：
1. 机械能守恒定律：在17世纪，伽利略、牛顿等科学家对运动学和力学进行了深入研究。
他们首次提出了机械能守恒的概念，即一个封闭系统中，机械能（由动能和势能组成）总量在没有外界能量输入或输出的情况下保持不变。
这一观点为能量守恒定律的建立奠定了基础。
2. 热力学第一定律：在19世纪初期，随着热力学的发展，人们开始关注热能与机械能之间的转换关系。
此时，焦耳和香农等科学家进行了大量的研究，发现热能也是一种能量形式，并且可以与机械能相互转化。
他们总结出热力学第一定律，即能量在一个系统内的转换可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量的量不变。
3. 能量守恒定律的统一：随着物理学的发展，人们逐渐意识到机械能和热能只是能量的两种不同表现形式，能量在各个领域之间可以相互转化。
因此，能量守恒定律被进一步扩展为一个更为普遍的原理，即能量在封闭系统中总量保持恒定。
这意味着，在一个孤立系统中，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量的和不会改变。
总的来说，能量守恒定律的建立是一个渐进的过程，从机械能守恒到热力学第一定律，再到能量守恒的统一，科学家们通过实验证据和理论推导逐步揭示了能量的本质和转化规律。
能量守恒定律的建立不仅为物理学提供了基础理论，也对能源利用、工程设计等领域具有重要指导意义。
能量守恒定律的发展脉络
能量守恒定律的发展脉络
能量守恒定律是自然科学中的基本定律之一，指出在一个封闭系统中，能量总量是不变的。
这个定律的发展历程可以追溯到18世纪初约翰·贝恩斯坦的实验，他发现了热量和机械能之间的等价关系。
然而，直到19世纪末，能量守恒定律才被完全阐述和证明。
在19世纪中叶，赫尔曼·冯·亥姆霍兹提出了能量守恒原理的现代形式，即能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量不变。
同时，威廉·汤姆森(开尔文勋爵)提出了热力学第一定律：能量守恒定律也适用于热力学系统。
20世纪初，阿尔伯特·爱因斯坦提出了著名的质能方程E=mc，揭示了质量和能量之间的等价关系。
这个方程的发现，无疑对能量守恒定律的理解和应用产生了深远的影响。
随着科技的发展和实验技术的进步，能量守恒定律在不同领域的应用也得到了不断拓展和深化。
例如，在粒子物理学领域，通过对粒子的能量守恒的精确测量，揭示了许多重要的物理现象，如质子和中子的结合能等。
总之，能量守恒定律的发展脉络从贝恩斯坦到爱因斯坦，历经了两个世纪的演化和完善。
今天，这个定律已经成为自然科学中的基本原则之一，为科研工作者提供了有效的理论和方法。
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能量守恒定律的发现过程
能量守恒定律的发现过程能量守恒定律是能量学中的一条重要定律，它表明在封闭系统内，能量的总量是恒定的，能量既不会被创造也不会被破坏，只会在不同形式之间进行转换。
能量守恒定律的发现是一个经历了长期发展的过程，下面将从机械能守恒的发现、热能守恒的发现以及广义能量守恒的发现三个方面来介绍其发现过程。
首先，机械能守恒的发现是能量守恒定律的最早发现。
17世纪初，伽利略、伯努利等科学家进行了一系列关于物体运动的研究。
他们观察到，当物体在没有外力作用下从一个位置运动到另一个位置时，物体的机械能（包括动能和势能）的总量保持不变。
这个发现引发了科学家的兴趣，他们开始将这个规律用于研究物体的运动规律。
然后，热能守恒的发现是能量守恒定律的第二个重要发现。
18世纪末，开尔文（Kelvin）和卡诺（Carnot）等科学家开始研究热力学，他们发现在热力学系统中，热能和机械能之间有着紧密的关系。
开尔文提出了热力学第一定律，即内能的变化等于系统对外做功和吸收热量之和。
这一定律表明能量在热力学系统中的转换是平衡的，总能量保持不变。
卡诺进一步发展了开尔文的理论，提出了卡诺循环，证明了能量守恒定律在热力学系统中的普遍适用性。
最后，广义能量守恒的发现是能量守恒定律的最终系统化。
19世纪末，爱因斯坦提出了相对论理论，将质能关系等纳入了能量守恒定律中。
根据相对论理论，质量也是能量的一种形式，质能关系E=mc²揭示了质量与能量之间的转换关系。
爱因斯坦的理论将能量守恒定律推广到了广义相对论的范畴，将其应用于更广泛的物理学领域。
总结起来，能量守恒定律的发现经历了机械能守恒、热能守恒和广义能量守恒三个阶段。
这一定律的发现是在科学家们对物体运动、热力学和相对论等领域的长期研究中逐步积累和发展的结果。
能量守恒定律的发现为人们认识和理解能量转化和利用提供了重要的基础，并在能源领域的应用中起到了关键作用。
能量守恒定律发明
能量守恒定律发明一、能量守恒定律的发现历程哎呀，宝子们，能量守恒定律的发现可真是一个超级有趣又曲折的过程呢。
在很久很久以前，人们就开始对能量的各种现象有了一些模糊的感觉啦。
像古代的人们就发现，钻木可以取火。
他们当时可能不知道这背后就是能量在转化，从机械能转化成了热能，但他们就是发现了这个神奇的现象。
然后随着科学慢慢发展，好多科学家都在不经意间为能量守恒定律的发现做了铺垫。
比如说伽利略，他在研究物体运动的时候，就已经开始涉及到能量相关的一些概念啦。
他发现物体下落的时候速度会变快，这其实和能量有很大关系呢。
后来，焦耳就更厉害了，他做了好多好多实验，就是为了探究热能和机械能之间的关系。
他的那些实验，就像烧水啦，还有让重物下落带动轮子转动来产生热量啦，通过这些实验，他就发现了热功当量，这可是能量守恒定律的一个超级重要的基础哦。
再后来，迈尔也提出了能量守恒的一些想法，不过当时他的理论还不是特别完善。
但是随着越来越多的科学家不断研究，像亥姆霍兹等，大家的研究成果加在一起，能量守恒定律就越来越清晰啦。
这个定律告诉我们，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
就像我们的钱一样，你从微信转到支付宝，钱的总数还是不变的，只是换了个地方存放而已，能量也是这样的。
这一定律在好多好多地方都有应用呢。
比如说我们的汽车发动机，燃料燃烧把化学能转化成热能，热能再转化成机械能，让汽车跑起来，整个过程中能量的总量是不变的哦。
还有我们家里的电灯，电能转化成光能和热能，也是遵循能量守恒定律的。
反正就是说，能量守恒定律是科学史上一个超级伟大的发现，对我们现在的生活和科学研究都有着不可估量的影响呢。
能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现
能量守恒定律是的思想最初是由德国物理学家J.迈尔在实验的基础上于1842年提出来的。
在此之后英国物理学家J.焦耳做了大量实验，用各种不同方法求热功当量，发现所得的结果都是一致的，即热和功之间有一定的转换关系，经过精确实验测定得知1卡=4.184焦。
迈尔是最早进行热功当量实验的学者，在1842年他用一匹马拉机械装置去搅
拌锅中的纸浆，比较了马所做的功与纸浆的温升，给出了热功当量的数值。
他的实验比起后来焦耳的实验来，显得粗糙，但是他深深认识到这个问题的重大意义，并且最早表述了能量守恒定律。
1847年德意志科学家H.亥姆霍兹对热力学第一定律进行了严格的数学描述并明确指出，能量守恒定律是普遍适用于一切自然现象的基本规律之一，到了1850年在科学界已经得到公认。
能量守恒定律的发展脉络
能量守恒定律的发展脉络
能量守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它指出能量在任何系统中都是不会增加或减少的，只能从一种形式转换为另一种形式。
这个定律的发展脉络可以追溯到18世纪初期，当时人们开始意识到热量和机械能之间的关系。
随着物理学的发展，人们逐渐认识到，能量守恒定律不仅适用于机械系统，也适用于电磁场、化学反应、核反应等各种系统。
19世纪末期，人们开始研究热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。
20世纪初期，爱因斯坦提出了质能等价原理，进一步推广了能量守恒定律的应用范围。
随着科技的进步，人们对能量守恒定律的研究也越来越深入。
现代物理学中，能量守恒定律被认为是能够解释和预测自然界现象的最基本原理之一。
在能源开发、环境保护、工程设计等各个领域，能量守恒定律都发挥着非常重要的作用。
总之，能量守恒定律的发展脉络体现了人类对自然界规律认识的不断深入和扩展，同时也为各个领域的应用提供了坚实的理论基础。
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能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现导读：能量守恒定律的定型，是经过一个漫长的过程的。
本文简述了从活力的提出、活力死力的论战、热量和温度概念的区分、到能量概念的形成，最后简述了迈尔、焦耳和亥姆霍兹对能量守恒定律的最终表述和确立的过程。
19世纪中叶发现的能量守恒定律是自然科学中十分重要的定律。
它的发现是人类对自然科学规律认识逐步积累到一定程度的必然事件。
尽管如此，它的发现仍然是曲折艰苦的和激动人心的。
了解能量守恒定律的发现过程，对于理解自然科学发展中理论的积累和形成是有益的。
本文简要叙述能量守恒定律的发现过程。
1. 能量守恒定律发现的准备能量守恒定律是联系机械能和热能的定律。
不言而喻，在它发现之前人们必须对机械能和热能有较深入的研究。
我们现在就这两方面来叙述。
活力与死力的论战1644年笛卡尔在他所著的《哲学原理》中讨论碰撞问题时引进了动量的概念，用以度量运动。
1687年牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中把动量的改变来度量力。
与此不同的是莱布尼兹在1686年的一篇论文中抨击笛卡尔，主张用质量乘速度的平方来度量运动，莱布尼兹称之为活力。
把牛顿由动量所度量的力也称为死力。
莱布尼兹的主张正好和1669年惠更斯关于碰撞问题研究的结论一致，该结论说“两个物体相互碰撞时，它们的质量与速度平方乘积之和在碰撞前后保持不变。
”莱布尼兹从莱布尼兹挑起争论起，形成了以笛卡尔和莱布尼兹两大派的论争。
这场论战延续了近半个世纪，许多学者都参加了论战，并且各有实验佐证。
一直到1743年法国学者达朗贝尔在他的《论动力学》中说：“对于量度一个力来说，用它给予一个受它作用而通过一定距离的物体的活力，或者用它给予受它作用一定时间的物体的动量同样都是合理的。
”在这里，达朗贝尔揭示了活力是按作用距离力的量度，而动量是按作用时间力的量度。
这场争论终于尘埃落定了。
活力才作为一个正式的力学名词为力学家们普遍接受。
活力虽然为力学家接受了，但是它与力的关系并没有弄清楚。
能量守恒定律的发现过程
从此， 从此，科学发展就如滔滔江水冲毁了挡 在它们面前的无耻大山，终于重见天日， 在它们面前的无耻大山，终于重见天日，发 展的劲头变得势不可挡，永远的奋勇向前。 展的劲头变得势不可挡，永远的奋勇向前
科学发展走进了一个 新的时代。 新的时代。
这是一个需要英雄出现的时代， 这是一个需要英雄出现的时代， 更为可贵的是在这个时代里出现了很 多这个时代所需要的英雄。 多这个时代所需要的英雄。
能量守恒定律的建立
跟大多数定律的建立一样， 跟大多数定律的建立一样，能量守 恒定律的建立也有一段波澜壮阔， 恒定律的建立也有一段波澜壮阔，跌 宕起伏的曲折过程。 宕起伏的曲折过程。 这个定律的建立是和一个“疯子” 这个定律的建立是和一个“疯子” 联系在一起的。 联系在一起的。
迈尔（ 迈尔（1814-1878）德国人 ）
焦耳和迈尔相比，他谦和大度， 焦耳和迈尔相比，他谦和大度，又富有 韧性，不管社会上承认不承认， 韧性，不管社会上承认不承认，他总是埋 头苦干，打破沙锅问到底。 头苦干，打破沙锅问到底。1845年一次焦 年一次焦 耳在学术大会上的演讲， 耳在学术大会上的演讲，台下个个都是赫 赫有名的大科学家， 赫有名的大科学家，他们对这个闻所未闻 的理论听的直摇头，就连法拉第也说： 的理论听的直摇头，就连法拉第也说：这 不太可能吧？更有一个人十分恼火， 不太可能吧？更有一个人十分恼火，汤姆 生（1824-1907）问道：“台上是那个大 ）问道： 学的教授？ 学的教授？”别人告诉他是曼彻斯特的啤 酒厂厂主。 原来是一个啤酒匠， 酒厂厂主。“原来是一个啤酒匠，也配在 这说话？ 这说话？”
1847年焦耳设计科学 年焦耳设计科学 史上很著名的实验
“热是一种物质，与 热是一种物质， 热是一种物质 做功毫无关系。” 焦耳用温和的语调说：“热不能做功， 焦耳用温和的语调说： 热不能做功， 那么蒸汽机里的活塞为什么会动呢？ 那么蒸汽机里的活塞为什么会动呢？能量 要是不守恒，为何永动机不能做成？ 要是不守恒，为何永动机不能做成？”
能量守恒原理的历史和根源
1 从18世纪末到19世纪中叶这段时期里，人类在积累的经验和大量的生产实践、科学实验基础上建立了热力学第一定律即能量守恒和转换定律．在此过程中，德国医生J．R．迈尔和英国物理学家J．P．焦耳做出了重要贡献，他们各自通过独立地研究做出了相同的结论．1842年迈尔在《论无机界的力》一文中，曾提出了机械能和热量的相互转换原理，并由空气的定压比热容同定容比热容之差计算出热功当量的数值．1845年出版的《论有机体的运动和新陈代谢》一书，描述了运动形式转化的25种情况．焦耳从1840年起做了大量有关电流热效应和热功当量方面的实验．于1840－1845年间陆续发表了《论伏打电池所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》、《论磁电的热效应及热的机械作用》以及《论由空气的胀缩所产生的温度变化》等文章．他通过各种精确的实验，直接求得了热功当量的数值，其结果的一致性，给能量守恒和转换定律奠定了坚实的实验基础．除了迈尔和焦耳之外，还有许多科学家也对热力学第一定律的建立做出过贡献．如1839年M．塞甘做出了论过热化学中反应热同中间过程无关的定律的文章；1843年L．A．科耳丁发表了测定热功当量的实验结果；1847年H．von亥姆雷兹在有心力的假设下，根据力学定律全面论述了机械运动、热运动以及电磁运动的“力”互相转换和守恒的规律等等．在这段历史时期内，各国的科学家所以能独立地发现能量守恒和转换定律，是由当时的生产条件所决定的．从18世纪初到18世纪后半叶，蒸汽机的制造，改造和在英国炼铁业、纺织业中的广泛采用，以及对热机效率、机器中摩擦生热问题的研究，大大促进了人们对能量转换规律的认识．2 自然科学中最基本的定律之一。
它科学地阐明了运动不灭的观点。
它可表述为：在孤立系统中，能量从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在转换和传递的过程中，各种形式，各个物体的能量的总和保持不变。
整个自然界也可看成一个孤立系统，而表述为自然界中能量可不断转换和传递，但总量保持不变。
《能量守恒定律的发现历程》 导学案
《能量守恒定律的发现历程》导学案一、学习目标1、了解能量守恒定律的发现背景和重要意义。
2、掌握能量守恒定律发现过程中的关键人物和他们的贡献。
3、理解能量守恒定律的内涵和应用。
二、知识储备1、功和能的基本概念功：力与在力的方向上移动的距离的乘积。
能：物体具有做功的本领。
2、机械能的形式动能：物体由于运动而具有的能。
重力势能：物体由于被举高而具有的能。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。
三、发现历程1、早期的探索在 18 世纪，许多科学家已经开始对能量的问题进行思考和研究。
当时，人们对热的本质还存在着争议，有的认为热是一种物质，称为“热质说”；有的则认为热是物体内部微粒的运动。
2、迈尔的贡献德国医生迈尔是最早进行能量守恒研究的科学家之一。
他在 1840 年左右，通过对病人血液颜色的观察，联想到食物中化学能与热能的转化。
他大胆地提出了能量守恒的思想，并计算出了热功当量的值。
然而，他的理论在当时并没有得到广泛的认可，还受到了一些质疑和批评。
3、焦耳的实验焦耳通过一系列精确的实验，为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。
他做了大量关于电流通过导体发热的实验，得出了电能转化为热能的定量关系，即焦耳定律。
同时，他还通过对机械功与热能转化的实验，进一步证明了能量的守恒。
4、亥姆霍兹的综合德国科学家亥姆霍兹在 1847 年发表了《论力的守恒》一文，系统地阐述了能量守恒定律。
他从数学和物理学的角度，对各种形式的能量进行了综合分析，论证了能量在转化和转移过程中的守恒性。
四、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，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
五、能量守恒定律的意义1、科学意义统一了各种不同形式的能量，揭示了自然界的内在联系。
为物理学的发展奠定了坚实的基础，推动了热力学、电磁学等领域的进步。
2、哲学意义否定了第一类永动机的存在，让人们认识到违背能量守恒的幻想是不可能实现的。
《能量守恒定律的发现历程》 说课稿
《能量守恒定律的发现历程》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《能量守恒定律的发现历程》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是高中物理选修 3-3 中的重要内容，能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的定律之一。
它不仅在物理学中具有重要的地位，而且在其他自然科学领域以及工程技术中也有着广泛的应用。
通过对能量守恒定律发现历程的学习，学生能够深入理解能量的概念，认识到能量转化和守恒的普遍性和客观性，为后续学习热力学定律、电磁学等知识奠定基础。
二、学情分析学生在之前的学习中已经接触了一些能量的形式，如机械能、内能等，但对于能量的转化和守恒还缺乏系统的认识。
在思维能力方面，高中生已经具备了一定的逻辑思维和抽象思维能力，但对于较为复杂的物理过程和科学探究方法的理解还需要进一步的引导和培养。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解能量守恒定律的发现历程，知道迈尔、焦耳、亥姆霍兹等科学家的重要贡献。
（2）理解能量守恒定律的内容，能够用能量守恒定律分析和解决简单的物理问题。
2、过程与方法目标（1）通过对科学家研究过程的学习，培养学生的科学探究能力和科学思维方法。
（2）通过对能量守恒定律的应用，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受科学家们勇于探索、坚持不懈的科学精神，培养学生对科学的热爱和追求。
（2）认识到能量守恒定律的重要性，树立节约能源、保护环境的意识。
四、教学重难点1、教学重点（1）能量守恒定律的内容及意义。
（2）迈尔、焦耳、亥姆霍兹等科学家的研究成果。
2、教学难点（1）对能量守恒定律的深入理解和应用。
（2）体会科学探究的过程和方法。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解能量守恒定律的发现历程和相关概念，使学生对知识有系统的了解。
（2）讨论法：组织学生讨论科学家的研究方法和成果，培养学生的思维能力和合作精神。
能量守恒定律的建立过程
• 在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的 研究。他们从不同的角度出发，彼此独立的研究， 却几乎同时发现了这一伟大的定律。因此，能量 守恒定律的发现是科学发展的必然结果。此时， 能量转化和守恒定律得到了科学界的普遍承认。 这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量， 对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式， 如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁 运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别 以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动 形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一 种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另 一个系统；在转化和传递中总能量始终不变。
• 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为 “伟大的运动基本规律”，认为它的发现 是19世纪自然科学的三大发现之一。（另 两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化 论）
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论 -能量守恒定律的建立过程
制作-田启迪
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能量守恒定律是建立在自然科学发展的基 础上的，从16世纪到18世纪，经过伽利略、 牛顿、惠更斯、莱布尼兹以及伯努利等许 多物理学家的认真研究，使动力学得到了 较大的发展，机械能的转化和守恒的初步 思想，在这一时期已经萌发。
• 18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间 的联系相继被发现。伦福德和戴维的摩擦 生热实验否定了热质说，把物体内能的变 化与机械运动联系起来。1800年发明伏打 电池之后不久，又发现了电流的热效应， 磁效应和其它的一些电磁现象。这一时期， 电流的化学效应也被发现，并被用来进行 电镀。在生物学界，证明了动物维持体温 和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物 的化学能有关，自然科学的这些成就，为 建立能量守恒定律做了必要的准备。
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在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候， 德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论 文。在这篇论文里，他分析了化学能，机械能， 电磁能，光能等不同形式的能的转化和守恒，并 且把结果跟永动机不可能制造成功的联系起来， 他认为不可能无中生有的创造一个永久的推动力， 机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。亥姆 霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰，全 面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。
能量守恒发展史
能量守恒发展史1798年，C·伦福特向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。
1800年，D·戴维用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告。
1801年，T·杨在《论光和色的理论》中，称光和热有相同的性质，强调了热是一种运动。
从此，热的运动说开始逐步取代热质说。
18世纪与19世纪之交，各种自然现象之间的相互转化相继发现：在热向功的转化和光的化学效应发现之后，1800年发现了红外线的热效应。
电池刚发明，就发现了电流的热效应和电解现象。
1820年，发现电流的磁效应，1831年发现电磁感应现象。
1821年发现热电现象，1834年发现其逆现象，等等。
世纪之交，把自然看成是“活力”的思想是德国“自然哲学”的主要观点。
这种哲学把整个宇宙视为某种根源性的力而引起历史发展的产物。
当时这种哲学思想在德国和西欧一些国家占支配地位。
最早提出热功转换的是卡诺，他认为：“热无非是一种动力，或者索性是转换形式的运动。
热是一种运动。
对物体的小部分来说，假如发生了动力的消灭，那么与此同时，必然产生与消灭的动力量严格成正比的热量。
相反地，在热消灭之处，就一定产生动力。
因此可以建立这样的命题：动力的量在自然界中是不变的，更确切地说，动力的量既不能产生，也不能消灭。
”同时给出了热功当量的粗略值。
卡诺的这一思想在他死后46年，即1878年才被重视。
之前的1842年，德国的迈耳最先从“自然哲学”出发，以思辩的方式，由“原因等于结果”的因果链演释出二十五种力的转化形式。
1845年，他还用定压比热容与定容比热容之差：Cp－Cv=R，计算出热功当量值为1卡=365g·m。
1843年，英国实验物理学家焦耳进行了更多的工作，测定了更精确的当量值。
1850年，发表的结果是：“要产生一磅水（在真空中称量，其温度在55°和60°之间）增加华氏1°的热量，需要消耗772英磅下落一英尺所表示的机械功。
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教学目标
1．学习能量守恒定律的概念 2．学习能量守恒定律的应用
教学重难点
1．掌握能量守恒定律的概念 2．掌握能量守恒定律的应用
能量”的概念最早是由英国物理学家 托马斯。杨(Thomas Young )于1807年提出 的,直到1853年才被威廉汤姆生所采用。
美国科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn )指 出:“能量守恒正是科学家们在19世纪前40年间在实 验室里先后发现的各种能量转化过程的理论概括。”
能量守恒定律发现的历程
科学家根据考察，比较一致地认为6500 万年前地球案例上发生的那次生物大灭绝(包 括恐龙在内的占地球一半左右的生物在一瞬 间消失了)是由一颗直径大约10km、质量为 1x102t的小行星以20~30km/s 的速度砸到地 球上而导致的。这次碰撞所释放的能量相当 于6x10"t的TNT炸药爆炸所放出的能量。
能量守恒定律发现的历程
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它 只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个 系统(物体)转移到另一个系统(物体),在转化和 转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定 律( law of conservation of energy )。
能量守恒定律发现的历程
恩格斯把能量守恒定律、细 胞学说、达尔文的生物进化论。 称为19世纪中叶自然科学的“三 个伟大发现”。
2．观察手电筒的结构,画出它工作时的能流 图。
谢谢！
能量守恒定律发现的历程
科学研究表明,在地球46亿年的历史上, 曾发生过难以计数的遭小行星碰撞事件。仅 在20世纪，这些小天体就至少有两次在人类 事先毫无知党的情况下敲过地球的大门。
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能量守恒定律发现的历程
“君不见黄河之水天上 来,奔流到海不复回。”
李白:《将进酒》
课堂练习
1．如何从能量守恒定律的角度去认识闭合电 路欧姆定律和法拉第电磁感应定律?
恩格斯对迈尔作出了高 度的评价,他称1842年是划 时代的一年。
能量守恒定律发现的历程
1842 年,迈尔从“无不生 有,有不变无”的哲学信念出发, 在他的论文中第一个明确提出 了能量转化与守恒的原理。
能量守恒定律发现的历程
英国物理学家焦耳以此为突破 口,从19世纪40年代起,经历40年的 沧桑,其间他设计了各种不同的方案, 先后做了400 多次实验,呕心沥血, 矢志不渝,从一个20多岁的小伙子直 到变成一个60多岁的白发老人，为 着一个目标——测定功与热之间的 当量关系。