【高中物理】高中物理人教版选修3-3教案-《热力学第一定律-能量守恒定律》.doc

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1、 热力学第一定律 能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用U=W+Q分析和计算问题。2掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。会用能量守恒的观点分析物理现象。3能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。4了解第一类永动机不可能制成的原因。（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。（三）情感、态度与价值观1学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。2感受英国科学家焦耳勤奋、刻

2、苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。（二）进行新课1热力学第一定律投影1一个物体，它既没

3、有吸收热量也没有放出热量，那么：如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？ 如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？学生解答思考题教师总结：一个物体，如果它既没有吸收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；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少。问如果物

4、体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化与热量Q及做的功W之间又有什么关系呢？板书U=W+Q介绍该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律。投影定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+外界对物体做功物体对外界做功Q+物体吸收热量物体放出热量U+内能增加内能减少投影例题一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解：由题意知W=300 J U = - 300 J，根据热力学第一定律可得：Q=U-W = -300 J-300 J= -60

5、0 JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量。强化训练1如图所示，用力F压缩气缸中的空气，力F对空气做了1800 J的功，同时气缸向外放热2000 J，空气的内能改变了多少？2关于物体内能的变化，以下说法中正确的是 .A物体吸收热量，内能一定增大B物体对外做功，内能一定减少C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变参考解答：1由热力学第一定律：U=W+Q得：1800 J+(-2000 )J=U U= -200 J即空气内能减少了200 J2解析：根据热力学第一定律U=W+Q，物体内能的变化与外界对气体做功（或气体对外界做功），气体从外界吸热（

6、或向外界放热）两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确。而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错。所以本题正确答案为C2能量守恒定律教师：通过前边的学习我们知道：做功改变物体内能的过程是内能和其他形式的能的转化过程，热传递改变物体内能的过程是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。总结：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。教师：做功改变物体的内能时，对物体做多少功就有多少机械能转化为等量的内能，物体对外界做多

7、少功，就有多少内能转化为等量的机械能；在热传递过程中，物体吸收多少热量，内能就增加多少，物体放出多少热量，内能就减少多少。热力学第一定律表示，做功和热传递提供给一个物体多少能量，物体的能量就增加多少，能量在转化或转移中守恒。投影能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。学生阅读课文，并叙述能量守恒定律发现的意义3永动机不可能制成介绍什么是第一类永动机永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。多媒体展示常见的永动机模型介

8、绍永动不可能制成的原因根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。对学生进行思想教育人类利用自然，必须遵循自然规律，而不是去研制永远无法实现的永动机。强化训练1如图1所示，A、B容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是 ，水的内能增加为 （设水的密度为，活塞面积分别为SA、SB，原来A、B中高度差为h）2如图2所示，直立容器内部

9、有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为U，则 。 A.U=Q B.UQ C.UQ D.无法比较参考答案：1打开阀门K后，根据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，即A中的水面下降，B中的水面上升，设A中水面下降h1，B管水面上升的距离为h2，由于水的总体积保持不变，故：SAh1=SBh2A管中的水受到向下的大气压力，与水面下降的方向相同，所以大气压力对水做正功，设大气压强为P0，对水做的功为W1，则：W1=F1h1=P0SAh1B管中的水也受到向下的大气压力，与水面上升的方向相反，所以大气压力

10、对水做负功，用W2表示大气压力做的功，有：W2=F2h2= -P0SBh2大气压力对水做的总功为：W=W1+W2=P0S1h1-P0S2h2又S1h1=S2h2 所以W=0即大气压力对水不做功阀门打开后，水从高处流向低处。在这个过程中水的重力做正功，所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量。2解：A、B气体开始的合重心在中线下，混合均匀后重心在中线，所以系统重力势能增大，由能量守恒知，吸收热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能。（三）课堂总结、点评本节课我们主要学习了1热力学第一定律：热力学第一定律是研究功、热量和内能改变之间关系的.如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对

11、物体所作的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加U即U=Q+W该定律既适用于外界对物体做功，物体吸热，内能增加的情况，也适用于物体对外做功.向外界散热和内能减少的情况。为了区别以上两种情况，在应用U=Q+W进行计算时，它们的正负号规定如下：W0，表示外界对系统做功；W0，表示系统对外界做功；Q0，表示系统从外界吸热；Q0，表示系统向外界放热；U0，表示系统内能增加；U0，表示系统内能减少。2能量守恒定律（1）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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，这就是能的转化和守恒定律。（2）能的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之

12、一，也庄严宣告永动机幻想的彻底破灭。作业完成P69“问题与练习”的题目。高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而

13、是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送

14、你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一

15、道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，

16、并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。

17、阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理

18、试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。