高中物理 《热力学第一定律》教案 沪科版选修3-3

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1、热力学第一定律教案●教学目标一、知识目标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，公用Δu=W+Q分析和计算问题.2.能综合运用学过的知识，有关计算，分析，解决有关问题.二、能力目标１.会用热力学第一定律Δu＝W＋Ｑ分析和计算问题；2.会用能量转化和守恒的观点分析物理现象.三、德育目标通过形形色色的永动机设计方案的失败，使学生明白不可能不付出代价就从自然界创造动力，而只有有效地利用自然界提供的各种能源.●教学重点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Δu=W+Q分析和计算问题.●教学难点如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何

2、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.●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●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标：１.掌握热力学第一定律及其公式表达，能够从能量转化的观点理解这个定律；2.会用公式Δu=W+Q分析和计算问题；●学习目标完成过程一、引入［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、新课教学（一）热力学第一定律［投影］1.

3、一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②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：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②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

4、体放出了多少热量，它的内能就减少多少.［问］如果物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］Δu=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Δu+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３００　J，但这一过程中气体的内能减少了300J，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＝300JΔu

5、=-300J，根据热力学第一定律可得:Q=Δu-W=-300J-300J=-600JQ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1800J的功，同时气缸向外放热2000J，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：Δu=W+Q得：＋1800J+(-2000)J=Δu∴Δu=-200J即空气内能减少

6、了200J2.解析：根据热力学第一定律Δu=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（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Ｃ［强化训练］图1１.如图所示，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

7、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ρ，活塞面积分别为SA、SB，原来Ａ、Ｂ中高度差为h）2.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的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Δu，则.A.Δu=QB.ΔU＜QC.Δu＞QD.无法比较３.光滑的水平桌面上有一块质量M=400g的木块，被一颗