高中物理第十章3热力学第一定律能量守恒定律教案新人教版

1、热力学第肯定律能量守恒定律课时教学设计课题热力学第肯定律能量守恒定律课型新授课U 课标（1）懂得和把握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、 U的物理意义；要求（2）懂得热力学第肯定律U =W+Q 3）懂得“ 永动机” 不能实现的原理；在培育同学才能方面,这节课中要让同学懂得热力学第肯定律教学学问与才能=W+Q,并会用U =W+Q分析和运算问题,培育同学利用所学学问解决U 实际问题的才能；在培育同学才能方面,这节课中要让同学懂得热力学第肯定律目过程与方法=W+Q,并会用U =W+Q分析和运算问题,培育同学利用所学学问解决标实际问题的才能；教学能量守恒定律是自然科学的基本定律之一,应用能量守恒的

2、观点来分析情感、态度与价值观物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法；1重点内容是热力学第肯定律和能量守恒定律,强调能量守恒定律是自然科学中最基本的定重点律；学会运用热力学第肯定律和能量守恒定律分析、运算一些物理习题；教学运用能的转化和守恒定律对详细的自然现象进行分析,说明能是怎样转化的,对同学来说是难点有难度的；教学老师讲解,课件演示,指导同学看书方法教学程序设计环节一 明标自学 教学过程设计W、Q、 U二次备课过“ 明标自学”：1学问目标：程（1）懂得和把握物体跟外界做功和热传递的过程中及的物理意义；方（2）会确定的W、 Q、 U正负号；（3）懂得热力学第肯定律U =W+Q 法（4）会

3、用U =W+Q分析和运算问题；（4）懂得能量守恒定律,能列举出能量守恒定律的实例；（5）懂得“ 永动机” 不能实现的原理；环节二合作释疑环节三点拨拓展二次备课过程设计（）引入新课 上节课我们学习了转变内能的两种方式,做功和热传递,那么 它们之间有什么数量关系呢？以前我们 仍学习过电能、化学能等各 种形式的能,它们 在转化过程中遵守什么规律呢？这节课我们就来 争论这些问题；热力学第肯定律 能量守恒定律【板书】第六节 教（二）进行新课【板书】一、做功 W、热传递 Q、内能变化 U的物理意义 学 1做功：做功使物体内能发生变化,实 质是能量的转化,是一 种形式的能量向另一种形式的能转化；功是能量转化

4、的量度；过 2热传递：是能量的转移,内能由一个物体传递给给另一个物 体,传递的能量用 Q表示；程 3内能的转变： 是物体内全部分子动能和势能之和发生了变化,宏观表现在温度和体积上的变化；及【板书】二、 W、Q、 U正负号的确定W取负值；1W,外界对物体做功,W取正值； 物体对外界做功,方2Q,物体吸热, Q取正值；物体放热,Q取负值；U取负值；3, U,物体内能增加,U取正值；物体削减,法【板书】三、 W、Q、 U之间的关系一个物体,假如它既没有吸取热量也没有放出热量,那么,外 界对它做多少功,它的内能就增加多少一个物体, 假如它既没有对外做功,也没有其他物体对它做功,那么,它从外界吸取多少热

5、量,它的内能就增加多少假如外界既向物体传热又对物体做功,那么物体内能的增加量 就等于物体吸取的热量和外界对物体做的功之和用 U 表示物体 内能的增加量,用 Q 表示物体吸取的热量,用 W表示外界对物体做 的功,那么 U=Q+W这个式子所表示的,内能的变化量跟功、热量的定量关系,在 物理学中叫做 热力学第肯定律【例题】肯定量的气体从外界吸取了2.6 105J 的热量,内能增加了 4.2 105J外界对气体做了多少功？解由1 式得W= U Q =4.2 105J2.6 105J 5J=1.6 105J 1.6 10外界对气体做的功是摸索与争论 上题中, 假如气体吸取的热量仍为 2.6 10 5J,

6、但是内能只增加 了 1.6 10 5J,运算结果 W将为负值 怎样说明这个结果？一般地讲, U、 Q、W的正值和负值各代表什么物理意义？【板书】四、能量守恒定律【课件演示】 让同学先看几个能量转化的例子 1机械能与内能转化过程中能量守恒（增强感性熟悉）（1）运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来；这过程中汽车的 动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能（假 定这过程没有与四周 物体有热交换,既不散热也不吸热）；摩擦力做了多少功,内能就 增加多少；公式 W= E 表示了做功与内能变化的关系,这公式也反 映出做功过程中, 机械能的缺失数量恰好等于物体内能增加的数量；（2）把一铁块放入盛有水的烧杯中,用酒精

7、灯加热烧杯内水,直至水沸腾；在这一过程中,铁块从四周水中吸取了热量使它温度 上升,内能增加；这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加；铁块吸取多少热量,它内能就增加多少；公式 Q= E 表示 吸取的热量与内能变化量的关系,也反映出铁块增加的内能数量与 水转移给铁块的内能数量相等；一般情形下,假如物体跟外界同时发生做功和热传递过程,那么,外界对物体所做的功 W加上物体从外界吸取的热量 Q,等于物体内能 的增加 E,即 W+Q= E 上式所表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系,同时它也反映了一个物体的内能增加量等于物体的机械能削减量和另外物 体内能削减量（内能转移量）之和；进而说明,内

8、能和 机械能转化 过程中能量是守恒的；2其他形式的能也可以和内能相互转化（1）介绍其他形式能：我们学习过机械运动有机械能,热运动 有内能,实际上自然界存在着很多不同形式的运动,每种运动都有 一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学能、原子能等；（2）不仅机械能和内能可以相互转化,其他形式能也可以和内能相互转化,举例说明：（同时放映幻灯片） 电炉取暖：电能内能 煤燃烧：化学能内能 酷热灯灯丝发光：内能光能（3）其他形式的能彼此之间都可以相互转化；画出图表让同学 回答分析：3能量 守恒定律 大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过 程中守恒；能量既不会凭空产生,也不会凭空消逝,它只能

9、从一种形式转 化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移 过程中其总量不变这就是能量守恒定律；在学习力学学问时,学习了机械能守恒定律；机械能守恒定律 是有条件限制的定律,而且实际现象中是不行能实现的；而能量守 恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律；这规律对物理学各个 领域的争论,如力学、电学、热学、光学等都有指导意义；它也对 化学、生物学等自然科学的争论都有指导作用；4永动机不行能制成 历史上不少人期望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功；这种机器被称为永动机；虽然很多人,进行了很多尝试和各种努力,但无一例外地以失败告终；失败的原 因是设计者完全违反

10、了能的转化和守恒定律,任何机器运行时其能 量只能从一种形式转化为另一种形式；假如它对外做功必定消耗能 量,不消耗能量就无法对外做功,因而永动机是永久不行能制造成 功的；5运用能的转化和守恒定律进行物理运算例题：用铁锤打击铁钉, 设打击时有80的机械能转化为内能,内能的 50用来使铁钉的温度升高；问打击20 次后,铁钉的温度上升多少摄氏度？已知铁锤的质量为1.2kg ,铁锤打击铁钉时的速度是 10m/s,铁钉质量是40g,铁的比热是5.0 102J/ （kg ）；第一让同学分析铁锤打击铁钉的过程中能量的转化；归纳同学回答结果,指出铁锤打击铁钉时,铁锤的一部分动能转化为内能,而且内能中的一半被铁钉

11、吸取,使它的温度上升；如果用 E 表示铁钉的内能增加量,铁锤和铁钉的质量分别用 M和 m表示, 铁锤打击铁钉时的速度用有v 表示； 依据能的转化和守恒定律,铁钉的内能增加量不能直接运算铁钉的温度,我们把机械能转化为 内能的数量等效为以热传递方式完成的,因此等效为运算打击过程 中铁钉吸取多少热量,这热量就是铁钉的内能增加量；因此有 Q=cm t 上式中 c 为铁钉的比热, t 表示铁钉的温度上升量；将上面两个公式联立,得出t202Mv280%50%24cm经运算得出铁钉温度上升24；在这个物理运算过程中突出体现了如何应用能的转化和守恒定律这一基本原理；应当留意,有的同学把上述题目中铁锤打击铁钉过程中的能量 转化,说成“ 铁锤做功转化为热量” 是不正确的；只能说做功与热递在使物体内能转变上是等效的；教学过环节四当堂检测二次备课程及方新科标自主学习与测评. P54-随堂练习 .1-2-3-4. 法课 堂 小结课后 作业板书 设计热力学第肯定律表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系；自然界各种形式的能存 在着相互转化过程,转化过程中总量是守恒的