2017人教版高中物理选修（3-3）10.1-2《功和内能 热和内能》word学案

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1、学案1　功和内能学案2　热和内能[目标定位]1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．一、功和内能[问题设计]在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？答案　要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功方式无关．[要点提炼]1．内能(1

2、)微观：所有分子的动能和势能之和．(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．2．功和内能(1)功是过程量，内能是状态量．(2)物体的内能大，并不意味着做功多．(3)做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中：①外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W；②系统对外界做功，系统内能减少，即ΔU＝W.二、热和内能[问题设计]用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在碳火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？答案　说明做功和热传递都能改变物体的内能．[要点提炼]1．热量热量是单纯的传热过程中系统内能变化的量度，是过程

3、量．2．热量和内能变化的关系在只有热传递的情况下，内能的变化量等于物体吸收或放出的热量，即ΔU＝Q.一、功和内能例1　如图1所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(　　)图1A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小解析　本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对

4、乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小．答案　D针对训练　如图2所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体(　　)图2A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加答案　C解析　向下压活塞，力F对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故选

5、项C正确．二、热和内能例2　在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是(　　)A．一定是物体放出了50J的热量B．一定是物体吸收了50J的热量C．一定是物体分子动能增加了50JD．物体的分子平均动能可能不变解析　在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等数量的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J，物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能，故C错，D对．答案　B

6、D三、内能与相关概念的辨析例3　关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是(　　)A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移的量度答案　D解析　物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故选项A、B错；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C错；关于热量的论述，选项D是正确的.1．(功和内能)在

7、给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为(　　)A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断对胎内气体做功答案　D解析　给自行车轮胎打气，外界对胎内气体做功，气体内能增加，温度升高，D正确．2．(功和内能)地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中(不计空气团内分子间的势能)(　　)A．体积减小，温度降低B．体积减小，温度不变C．体积增大，温度降低D．体积减小，温度不变答案　C解析　空气团与外界的热交换忽略不计，

8、随高度上升压强逐渐减小，体积逐渐增大，对外界做功，所以内能逐渐减小