2019-2020年高中物理 10.3《熱力學第一定律 能量守恒定律》教案 新人教版選修3-3.doc

2019-2020年高中物理 10.3熱力學第一定律 能量守恒定律教案 新人教版選修3-3教學目的 1.認識物質(zhì)的運動形式有多種，對應不同運動形式的運動有不同形式的能，各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 2. 進一步掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，并了解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的意義3運用公式UWQ分析有關(guān)問題并具體進行計算教學重點熱力第一定律教學難點能量守恒教 具 多媒體課件教學過程復習提問問：物體做什么樣的運動具有機械能？機械能轉(zhuǎn)化和守恒定律的內(nèi)容是什么？新課教學一、 熱力學第一定律分析下列特殊情況：如果物體只與外有熱交換，沒有做功，外界傳給物體4J熱量物體的內(nèi)能增加了多少？物體若向外界傳出了4J熱量，物體內(nèi)能如何變化？結(jié)論：在沒有做功情況下，物體與外界間傳遞熱量Q，物體內(nèi)能變化為U，則UQ，為了在此表達式中能反映物體對外界是吸熱不是放熱，作出規(guī)定：吸熱Q取正值，放熱Q取負值，由此可知：物體吸熱，內(nèi)能增加，放熱，內(nèi)能減少。如果物體和外界不發(fā)生熱交換，當外界對物體做了10J功，物體內(nèi)能增加了多少？當物體對外做了10J功，物體內(nèi)能又如何變化？結(jié)論：在無熱交換情況下，UW（對外做功時，W取負值）如果物體內(nèi)能在改變的過程中，既有熱傳遞又有做功，例如外界對物體做了10J的功，同時物體吸收4J熱量，物體的內(nèi)能如何變化？又如，外界對物體做10J功，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？又物體對外界做了10J功，物體吸熱4J，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？綜上所述：在能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程中，一個物體，如果沒有吸收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；如果它既沒有對外做功，外界也沒有對其做功，則它從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少。用U表示物體內(nèi)能的增量，用Q表示吸收的熱量，用W表示外界對物體所做的功，那么：UQW上式就是熱力學第一定律。例一定量的氣體從外界吸收了2.6105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2105J，外界對物體做了多少功？解：根據(jù)熱力學第一定律得，WUQ4.2105J2.6105J1.6105J二能的轉(zhuǎn)化課件展示，舉例說明物體的每一種運動形式都有一種對應的能機械運動機械能熱運動內(nèi)能電荷運動電能化學運動化學能生物運動生物能原子核內(nèi)部的運動原子能各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化：機械能中的動能和勢能可互相轉(zhuǎn)化（自由落體運動）機械能可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化（摩擦生熱，消耗了機械能通過做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熱機中的氣體推動活塞做功把氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能）其它形式有能也可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如電流通過導體時，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熾熱的燈絲發(fā)光，又把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能；燃燒時，把化學能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）三.能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能眾一種形式轉(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)移的過程中其總量不變。四永動機不可能制成指導學生閱讀課本P81第七自然段，討論：第一類永動機是否真的能永遠運動下去？分析課本圖1111提供的一種永動機的設計方案，指出它不可能持續(xù)運動的原因：雖然右邊每個球的力矩大，但球的個數(shù)少，左邊的每個球產(chǎn)生的力矩雖然小，但是球的個數(shù)多，于是輪子不會持續(xù)轉(zhuǎn)動下去對外做功，只會擺動幾下便停在圖中所畫的位置上。通過課件展示歷史上幾種永動機的設計圖，指出：不消耗能量的機器從來沒有制成功過。能量不能創(chuàng)生，工程技術(shù)的任務在于設法找出合理利用能源途徑和減少能量損耗，而不是去研制永動機。