热力学第一定律 能量守恒定律

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1、《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计1        教学目标1.1       知识和技能（1）理解热力学第一定律。（2）能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。（3）理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。（4）通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。（5）知道第一类永动机是不能实现的。1.2 过程和方法   促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。1.3 情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。 （2）注重激发学生学习

2、物理的情趣和社会责任感、使命感的教育。 （3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。2 教学重点和难点 2.1 重点   热力学第一定律的理解和应用2.2 难点能量守恒定律的理解3 设计思路与教学流程3.1 设计思路课程标准对本节内容的要求是“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，会用能量守恒的观点分析物理现象”。本节知识是在学习了功和内能、热和内能之后的一节内容，首先在复习改变内能两种方式的基础上，给出了热力学第一定律的表达式△U＝W＋Q，理解各个字母的含义以及各个量取正、负的意义，对气体来说，要使学生知道：压缩气体时外界对气体做功

3、，气体膨胀时气体对外界做功。对于能量守恒定律，教学中应该使学生掌握这个规律，理解这个定律的重要意义，特别是要让学生感知人类对能量守恒定律的认识经历了一个由浅入深、由含糊到清晰的过程，它是在众多科学家从不同领域研究、总结发现的重要规律，其中，迈尔、焦耳和亥姆霍兹做出了突出的贡献。永动机不可能制成，是导致能量守恒定律发现的一条重要线索，为使学生理解这一点，教材介绍永动机不可能制成时，举出一个实例来让学生分析，这个永动机方案是13世纪时法国人亨内考提出的，是早期的一个著名方案，教学时通过分析以帮助学生理解永动机不可能制成对能量守恒定律的建立所起的重要作

4、用。3.2       复习提问 引入新课设问归纳 提炼规律深入理解 实践应用漫步科学 感知历程回顾总结 作业巩固图1教学流程（如图1）4 教学实录4.1 引入新课设问：改变物体内能的方式有那些？它们对改变物体的内能效果怎样？分析：做功和热传递，改变内能的效果是等效的，设问：这两种方式的实质一样吗？如果不一样分别是什么呢？分析：这两种方式改变内能的实质不一样。做功的过程是其他形式的能和内能之间的转化     例如：一质量为1kg物体从10m高处往下落，到地面的速度为10m/s,物体的机械能减少了多少？减少的机械能到那里去了？   热传递是内能在物

5、体之间的转移过程。能量的形式没有发生变化。只是热量从一物体转移到另一物体。     这节课我们具体来研究功、热量和内能之间的关系。4.2     热力学第一定律设问：一物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：如果外界对它做了W的功，则它的内能如何改变？改变了多少？如果它对外界做了W的功，则它的内能又如何改变呢？改变的又是多少？分析：外界对它做功，则内能增加，做了多少功，内能增加多少；它对外界做功，内能减少，对外做多少功，内能就减少多少。W=△U(外界对物体做功，W为正；物体对外界做功，W为负；内能增加，△U为正，内能减少，△U为负)设问：一物

6、体，外界没有对它做功，它也没有对外界做功，那么：如果它吸收热量Q,则内能如何变化，变化多少？如果它放出热量Q，则内能如何变化，变化多少？分析：物体吸收热量，则内能增加，吸收了多少，内能增加多少；物体放出热量，则内能减少，放出了多少，则内能减少多少。Q=△U(物体吸收热量，Q为正；物体放出热量，Q为负；内能增加，△U为正，内能减少，△U为负)探讨：如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，内能怎样改变。例如：外界对物体做了10J的功，同时物体吸热4J，物体内能如何变化？又如：外界对物体做了10J的功，同时物体放热4J，物体内能如何变化？再如：

7、物体对外界做了10J的功，同时物体吸热4J，物体内能如何变化？小结：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。这就是热力学第一定律。数学表达式：△U＝Q+W 思考：说明W、Q、和△U的正值、负值各代表什么意义？分析：W为正值，表示外界对物体做功；W为负值表示物体对外做功      Q为正值，表示物体吸收热量；Q为负值表示物体放出热量      △U为正值，表示内能增加；△U为负值表示内能减少思考：怎样通俗理解W、Q、和△U的正、负值意义？小结：得到为正、失去为负应用：①一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内

8、能增加了4.2×105J。问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？问：如果内能增加了1.6×105J，这一过程做