2024-2025学年高中物理第四章能量守恒与热力学定律2热力学第一定律教案1教科版选修3-3

PAGE8-热力学第肯定律教材分析热力学第肯定律既是3-3内容的重点，从近年江苏高考试题看，热力学第肯定律又是高考的常考点。高考热学试题主要以热力学第肯定律和志向气体的压强、体积、温度三者的关系的综合考查为主，即关键是△U=Q＋W和志向气体状态方程pV/T=C相结合进行考察学生的应变与解决问题的实力。教学目的1.知道△U、Q、W的正负号的物理意义，会用表达式△U=Q+W解决问题2.知道志向气体△U、W发生变更的宏观标记3.能解决热力学第肯定律和气体试验定律相结合的综合问题学法教法1.学情分析：学生通过前两节及初中的学问已经知道变更内能的方式有两种：做功和热传递，也已经知道单一的做功或单一的热传递多少能量，物体的内能就变更了多少。但对Q、W、△U的正负及其含义，以及既有做功又有热传递的状况如何求解系统内能的变更，难以对旧有学问进行逻辑系统的归纳和联系，从而发觉新学问。2.教学方法：试验法、老师主导与学生探究相结合、五环自主学习、讲练结合。重点难点1.重点：热力学第肯定律的内容，及eq\f(pV,T)＝C与ΔU＝W＋Q相结合题型的处理方法2.难点：Q、W、△U的正负的选择及其含义，寻求eq\f(pV,T)＝C与ΔU＝W＋Q相结合的结合点五、教学过程导入新课问题引入：有什么方法能使你的双手内能增加？[教学设计说明]从生活的中实例动身，从身边的小事学起，能够让学生更加简洁接受本节课要学学的内容，并且在以后的学习中能够懂得将学问与生活实践结合在一起。试验激发：观看一个试验视频，留意视察其中的试验器材，试验过程，以及试验结果[教学设计说明]试验一问题的形式引入激发学生的发散思维与参加度，以趣生疑，以疑引思，快速激起学生的爱好，集中留意力，激发其探究欲望。从试验中学生能够更加直观的视察到内能增加的结果。新课教学师：变更内能的方式主要有两种：热传递和做功仅热传递：△U=Q仅做功：△U=W这就是我们这节课所要学习的第一部分内容：变更内能的两种方式活动一：变更内能的两种方式师：结合前面的学问，学生以小组为单位，小组合作，共同完成“问题与探讨一”中的内容。生：成果汇报、改错订正，初体验正负号含义。问题与探讨一：1.结合前两节学问，分析下列状况，并总结出如何选取Q、W、△U的正负？[来源:Z#xx#k.Com]若物体与外界只有热交换，没有做功，外界传给物体10J热量，则物体的内能增加了多少？若物体向外界传出了10J热量，物体的内能增加了多少？若物体和外界只有做功，当外界对物体做了10J功，物体的内能增加了多少？当物体对外做了10J功，物体内能增加了多少？小结：Q取正号表示，Q取负号表示；W取正号表示，W取负号表示；△U取正号表示，△U取负号表示。师：假如在变更内能的过程中，既存在做功过程，又存在热传递又该如何解决呢？下面我们就一起来学习这块内容。本节内容既是本章的重点又是高考的常考点，对我们来说特殊重要，这节课大家肯定要尤其仔细的听讲。2.若在变更物体内能的过程中，既有热传递又有做功，又该如何推断内能的变更？例如，物体汲取4J热量，同时外界对物体做了10J的功，物体的内能如何变更？又如，物体吸热4J，同时物体对外界做了10J功，物体内能又如何变更？[教学设计说明]以上四个问题是在学生已有的学问的基础上，以问题引领的方式让学生体会并总结出如何选取Q、W、△U的正负以及热力学第肯定律的公式。①②两题通过计算“内能的增量”让学生意识到内能的变更量△U其实可正可负可为0，只不过是正号代表内能增大，负号代表内能削减，0代表内能不变。同时也就理解了Q、W的正负号的物理意义分别代表吸、放热；外对内、内对外做功。③④两题是在弄清正负号的基础上，让学生通过小组探讨的形式，自然可总结出在变更物体内能的过程中，若既有热传递又有做功，求解内能变更量的方法。此时学生虽然已经能够求出既有做功又有热传递时内能变更量的大小，但对热力学第肯定律的内容，无论是其文字表达式还是数学计算式都还没形成系统深刻的相识，所以这块总结性的内容还是须要老师点拨和总结。老师总结：（PPT展示）一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。数学表达式为：△U=Q+W。边板书便提问：请共同推断正负：吸热？放热？外对内做功？内对外做功？内能增大？内能减小？进来，大于0：吸热Q>0,外对内W>O,内能增加△U>0热传递Q系统外界做功W出去，小于0：放热Q<0,内对外W<O,内能削减△U<0如何快速的推断出Q、W、△U的正负呢？听好了！进来的都是正的，出去的都是负的！进来的有哪些？出去的呢？生：进来：吸热、外对内做功、内能增大出去：放热、内对外做功、内能减小师：打开PPT，班级集体完成一下内容：热力学第肯定律⑴内容：一个热力学系统的内能增量等于与的和。⑵表达式：⑶各物理量正负号的意义：符号＋－热量Q功W内能变更ΔU师：再次强调，△U=Q+W中的“+”为运算符号，无论Q、W、△U的正负号如何，在运用公式的时候，始终要运用“+”号即△U=Q+W。[教学设计说明]黑板板书简图帮组学生理解内能的变更方式，直观的体会正负号的选取。“进来的取正，出去的取负”简洁明白把六个过程合并为了一句话，更利于学生的理解与记忆。PPT展示，班级集体填空，让学生再次加深印象，课上刚好复习提高了课堂效率。老师边读题边结合多媒体PPT白板技术，板书例1的详尽解题步骤。强调做题规范，再次明确正负号的选取方法，刚好巩固所学内容。请学生黑板板书“反馈1”，其他同学对黑板上存在的问题进行纠错、改错，老师点拨引导。使学生真正的理解并驾驭热力学第肯定律的基本内容。例1．肯定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体放出了2×105J的热量，则下列各式中正确的是(B)A．W＝8×104J，Q＝2×104J，ΔU＝1.2×105JB．W＝8×104J，Q＝－2×105J，ΔU＝－1.2×105JC．W＝－8×104J，Q＝2×104J，ΔU＝1.2×105JD．W＝－8×104J，Q＝－2×104J，ΔU＝－1.2×105J反馈1.肯定量的气体，气体向外界放出热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？[教学设计说明]讲练结合，纠错改错，规范书写，学问运用加深理解。活动二：气体试验定律和热力学第肯定律的结合师：前面已经说了这节是高考的常考点。学到目前为止，大家认犯难吗？生：不难！追问：高考就考这么简洁的内容？可能吗？生：不行能！师：高考主要是考察我们的综合实力，高考试题常考热力学第肯定律与志向气体的状态方程相结合的内容。追问：①什么是志向气体？②志向气体内能的特点？③志向气体的状态参量有哪几个？④志向气体的状态方程的表达式？⑤热力学第肯定律△U=Q+W与志向气体的状态方程pV/T=C的结合点？[教学设计说明]以问题的形式追问，由易到难，在回顾复习相关学问的同时，再次激起学生的学习热忱和爱好，瓦解本节的难点内容。问题⑤，预估我校学生基础比较薄弱，很难将学问进行自我整合和运用的特点。抛出问题后，若学生一时不知该如何切入回答，则让学生探讨“问题与探讨二”中的第一个问题：肯定质量的志向气体，哪一个状态参量发生了变更，肯定能说明气体的内能发生了变更？哪一个状态参量发生了变更，就能说明气变更体内能的过程中存在做功过程？（再次视察起先上课时播放的活塞做功视频）[教学设计说明]评估学情，针对所教学生特点，将有跨度的内容细化成学生易上手的问题，换个角度、换种问法让学生自发的思索，真正做到在老师的引导能够自己解决问题，获得学习的成就感，促进学习主动性。在此，之所同一个内容以不同的两种形式抛给学生，一是让学生加深理解△U=Q+W与pV/T=C的结合点就是——温度T和体积V；二是借此引导学生，在遇到不明白的问题的时候，要学会将不懂的问题化解成已懂的内容反问自己，进而真正的理解题意，举一反三，敏捷运用。师：通过分析我们已经知道了，eq\f(pV,T)＝C与ΔU＝W＋Q的结合点是——T和V，请大家利用这一结论分析以下两种状况中P、V、T及Q、W、ΔU将如何变更？等温压缩2.等压膨胀结合PPT画流程图的形式，帮助学生加深理解eq\f(pV,T)＝C与ΔU＝W＋Q的结合点是——T和V这一重要结论。并让学生遇到此类问题时脑海中能够形成一个清楚的解题思路，让看似困难的内容简洁化，消退学生的畏难心情。详细流程图如下图所示：对“活动二气体试验定律和热力学第肯定律的结合”这块内容进行总结如下三条：1.对肯定质量的志向气体而言：温度是否变更确定内能变更状况，体积是否变更确定是否存在做功过程；2.气体试验定律和热力学第肯定律的结合点是：温度T和体积V；3.吸、放热由△U=Q+W中__Q__的正负确定。带领学生对例2进行审题，理解“气体做了800J的功”和“气体向外界放出200J的热”其物理语言的详细含义。再次强调“体积——做功，温度——内能”之间的联系。例2.一密闭的气缸，外力作用下使活塞P发生移动，活塞对缸内气体做了800J的功，同时气体向外界放出200J的热．缸内气体的(A)A．体积减小，温度上升，内能增加600JB．体积增大，温度上升，内能增加600JC．体积减小，温度降低，内能增加600JD．体积增大，温度降低，内能削减200J反馈2.若上图密闭汽缸中的气体发生等温膨胀，则缸内的气体（D）A.放热，ΔU＞0B.吸热，ΔU＞0C.放热，ΔU=0D.吸热，ΔU=0反馈3.如图所示，A、B两点表示肯定质量的某种志向气体的两个状态，当气体从状态A变更到状态B时（

C

）A．气体对外界做功

B．气体内能肯定增加

C．气体对外界放热

D．气体体积变大[教学设计说明]气体试验定律和热力学第肯定律的结合”这块学问点既是本节的重点又是本节的难点，其运用的关键点在于深刻理解eq\f(pV,T)＝C与ΔU＝W＋Q的结合点是：T和V，故对本块难点内容实行的是PPT画分析流程图的方式展