高中物理第十章3熱力學第一定律能量守恒定律教案新人教版

1、熱力學第肯定律能量守恒定律課時教學設(shè)計課題熱力學第肯定律能量守恒定律課型新授課U 課標（1）懂得和把握物體跟外界做功和熱傳遞的過程中W、Q、 U的物理意義；要求（2）懂得熱力學第肯定律U =W+Q 3）懂得“ 永動機” 不能實現(xiàn)的原理；在培育同學才能方面,這節(jié)課中要讓同學懂得熱力學第肯定律教學學問與才能=W+Q,并會用U =W+Q分析和運算問題,培育同學利用所學學問解決U 實際問題的才能；在培育同學才能方面,這節(jié)課中要讓同學懂得熱力學第肯定律目過程與方法=W+Q,并會用U =W+Q分析和運算問題,培育同學利用所學學問解決標實際問題的才能；教學能量守恒定律是自然科學的基本定律之一,應(yīng)用能量守恒的

2、觀點來分析情感、態(tài)度與價值觀物理現(xiàn)象、解決物理問題是很重要的物理思維方法；1重點內(nèi)容是熱力學第肯定律和能量守恒定律,強調(diào)能量守恒定律是自然科學中最基本的定重點律；學會運用熱力學第肯定律和能量守恒定律分析、運算一些物理習題；教學運用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律對詳細的自然現(xiàn)象進行分析,說明能是怎樣轉(zhuǎn)化的,對同學來說是難點有難度的；教學老師講解,課件演示,指導(dǎo)同學看書方法教學程序設(shè)計環(huán)節(jié)一 明標自學 教學過程設(shè)計W、Q、 U二次備課過“ 明標自學”：1學問目標：程（1）懂得和把握物體跟外界做功和熱傳遞的過程中及的物理意義；方（2）會確定的W、 Q、 U正負號；（3）懂得熱力學第肯定律U =W+Q 法（4）會

3、用U =W+Q分析和運算問題；（4）懂得能量守恒定律,能列舉出能量守恒定律的實例；（5）懂得“ 永動機” 不能實現(xiàn)的原理；環(huán)節(jié)二合作釋疑環(huán)節(jié)三點撥拓展二次備課過程設(shè)計（）引入新課 上節(jié)課我們學習了轉(zhuǎn)變內(nèi)能的兩種方式,做功和熱傳遞,那么 它們之間有什么數(shù)量關(guān)系呢？以前我們 仍學習過電能、化學能等各 種形式的能,它們 在轉(zhuǎn)化過程中遵守什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來 爭論這些問題；熱力學第肯定律 能量守恒定律【板書】第六節(jié) 教（二）進行新課【板書】一、做功 W、熱傳遞 Q、內(nèi)能變化 U的物理意義 學 1做功：做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化,實 質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化,是一 種形式的能量向另一種形式的能轉(zhuǎn)化；功是能量轉(zhuǎn)化

4、的量度；過 2熱傳遞：是能量的轉(zhuǎn)移,內(nèi)能由一個物體傳遞給給另一個物 體,傳遞的能量用 Q表示；程 3內(nèi)能的轉(zhuǎn)變： 是物體內(nèi)全部分子動能和勢能之和發(fā)生了變化,宏觀表現(xiàn)在溫度和體積上的變化；及【板書】二、 W、Q、 U正負號的確定W取負值；1W,外界對物體做功,W取正值； 物體對外界做功,方2Q,物體吸熱, Q取正值；物體放熱,Q取負值；U取負值；3, U,物體內(nèi)能增加,U取正值；物體削減,法【板書】三、 W、Q、 U之間的關(guān)系一個物體,假如它既沒有吸取熱量也沒有放出熱量,那么,外 界對它做多少功,它的內(nèi)能就增加多少一個物體, 假如它既沒有對外做功,也沒有其他物體對它做功,那么,它從外界吸取多少熱

5、量,它的內(nèi)能就增加多少假如外界既向物體傳熱又對物體做功,那么物體內(nèi)能的增加量 就等于物體吸取的熱量和外界對物體做的功之和用 U 表示物體 內(nèi)能的增加量,用 Q 表示物體吸取的熱量,用 W表示外界對物體做 的功,那么 U=Q+W這個式子所表示的,內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系,在 物理學中叫做 熱力學第肯定律【例題】肯定量的氣體從外界吸取了2.6 105J 的熱量,內(nèi)能增加了 4.2 105J外界對氣體做了多少功？解由1 式得W= U Q =4.2 105J2.6 105J 5J=1.6 105J 1.6 10外界對氣體做的功是摸索與爭論 上題中, 假如氣體吸取的熱量仍為 2.6 10 5J,

6、但是內(nèi)能只增加 了 1.6 10 5J,運算結(jié)果 W將為負值 怎樣說明這個結(jié)果？一般地講, U、 Q、W的正值和負值各代表什么物理意義？【板書】四、能量守恒定律【課件演示】 讓同學先看幾個能量轉(zhuǎn)化的例子 1機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中能量守恒（增強感性熟悉）（1）運動的汽車緊急剎車,汽車最終停下來；這過程中汽車的 動能（機械能）轉(zhuǎn)化為輪胎和路面的內(nèi)能（假 定這過程沒有與四周 物體有熱交換,既不散熱也不吸熱）；摩擦力做了多少功,內(nèi)能就 增加多少；公式 W= E 表示了做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,這公式也反 映出做功過程中, 機械能的缺失數(shù)量恰好等于物體內(nèi)能增加的數(shù)量；（2）把一鐵塊放入盛有水的燒杯中,用酒精

7、燈加熱燒杯內(nèi)水,直至水沸騰；在這一過程中,鐵塊從四周水中吸取了熱量使它溫度 上升,內(nèi)能增加；這過程中水的一部分內(nèi)能通過熱量傳遞使鐵塊內(nèi)能增加；鐵塊吸取多少熱量,它內(nèi)能就增加多少；公式 Q= E 表示 吸取的熱量與內(nèi)能變化量的關(guān)系,也反映出鐵塊增加的內(nèi)能數(shù)量與 水轉(zhuǎn)移給鐵塊的內(nèi)能數(shù)量相等；一般情形下,假如物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞過程,那么,外界對物體所做的功 W加上物體從外界吸取的熱量 Q,等于物體內(nèi)能 的增加 E,即 W+Q= E 上式所表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系,同時它也反映了一個物體的內(nèi)能增加量等于物體的機械能削減量和另外物 體內(nèi)能削減量（內(nèi)能轉(zhuǎn)移量）之和；進而說明,內(nèi)

8、能和 機械能轉(zhuǎn)化 過程中能量是守恒的；2其他形式的能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化（1）介紹其他形式能：我們學習過機械運動有機械能,熱運動 有內(nèi)能,實際上自然界存在著很多不同形式的運動,每種運動都有 一種對應(yīng)的能量,如電能、磁能、光能、化學能、原子能等；（2）不僅機械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化,其他形式能也可以和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化,舉例說明：（同時放映幻燈片） 電爐取暖：電能內(nèi)能 煤燃燒：化學能內(nèi)能 酷熱燈燈絲發(fā)光：內(nèi)能光能（3）其他形式的能彼此之間都可以相互轉(zhuǎn)化；畫出圖表讓同學 回答分析：3能量 守恒定律 大量事實證明：各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化,并且在轉(zhuǎn)化過 程中守恒；能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消逝,它只能

9、從一種形式轉(zhuǎn) 化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 過程中其總量不變這就是能量守恒定律；在學習力學學問時,學習了機械能守恒定律；機械能守恒定律 是有條件限制的定律,而且實際現(xiàn)象中是不行能實現(xiàn)的；而能量守 恒定律是存在于普遍自然現(xiàn)象中的自然規(guī)律；這規(guī)律對物理學各個 領(lǐng)域的爭論,如力學、電學、熱學、光學等都有指導(dǎo)意義；它也對 化學、生物學等自然科學的爭論都有指導(dǎo)作用；4永動機不行能制成 歷史上不少人期望設(shè)計一種機器,這種機器不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對外做功；這種機器被稱為永動機；雖然很多人,進行了很多嘗試和各種努力,但無一例外地以失敗告終；失敗的原 因是設(shè)計者完全違反

10、了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,任何機器運行時其能 量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；假如它對外做功必定消耗能 量,不消耗能量就無法對外做功,因而永動機是永久不行能制造成 功的；5運用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律進行物理運算例題：用鐵錘打擊鐵釘, 設(shè)打擊時有80的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能的 50用來使鐵釘?shù)臏囟壬撸粏柎驌?0 次后,鐵釘?shù)臏囟壬仙嗌贁z氏度？已知鐵錘的質(zhì)量為1.2kg ,鐵錘打擊鐵釘時的速度是 10m/s,鐵釘質(zhì)量是40g,鐵的比熱是5.0 102J/ （kg ）；第一讓同學分析鐵錘打擊鐵釘?shù)倪^程中能量的轉(zhuǎn)化；歸納同學回答結(jié)果,指出鐵錘打擊鐵釘時,鐵錘的一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而且內(nèi)能中的一半被鐵釘

11、吸取,使它的溫度上升；如果用 E 表示鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量,鐵錘和鐵釘?shù)馁|(zhì)量分別用 M和 m表示, 鐵錘打擊鐵釘時的速度用有v 表示； 依據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量不能直接運算鐵釘?shù)臏囟?我們把機械能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能的數(shù)量等效為以熱傳遞方式完成的,因此等效為運算打擊過程 中鐵釘吸取多少熱量,這熱量就是鐵釘?shù)膬?nèi)能增加量；因此有 Q=cm t 上式中 c 為鐵釘?shù)谋葻? t 表示鐵釘?shù)臏囟壬仙浚粚⑸厦鎯蓚€公式聯(lián)立,得出t202Mv280%50%24cm經(jīng)運算得出鐵釘溫度上升24；在這個物理運算過程中突出體現(xiàn)了如何應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律這一基本原理；應(yīng)當留意,有的同學把上述題目中鐵錘打擊鐵釘過程中的能量 轉(zhuǎn)化,說成“ 鐵錘做功轉(zhuǎn)化為熱量” 是不正確的；只能說做功與熱遞在使物體內(nèi)能轉(zhuǎn)變上是等效的；教學過環(huán)節(jié)四當堂檢測二次備課程及方新科標自主學習與測評. P54-隨堂練習 .1-2-3-4. 法課 堂 小結(jié)課后 作業(yè)板書 設(shè)計熱力學第肯定律表示的是功、熱量和內(nèi)能之間變化的定量關(guān)系；自然界各種形式的能存 在著相互轉(zhuǎn)化過程,轉(zhuǎn)化過程中總量是守恒的