3.2热力学第一定律 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3

3.2热力学第一定律 〖教材分析〗 通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变?通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。通过课本例题的讲解，培养学生运动热力学第一定律分析和解决问题的能力。 〖教学目标与核心素养〗 物理观念∶知道热力学第一定律及其符号法则，能从热力学学的视角正确描述和解释生活中的热现象，能灵活应用热力学第一定律解决实际问题。 科学思维∶理解热力学第一定律的公式，并能在新的生活情境中对问题进行分析和推理。 科学探究：通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。 科学态度与责任∶从焦耳的实验到热力学第一定律，认识到我们应该具有实事求是的态度，认识到物理学是人类认识自然的方式之一。 〖教学重难点〗 教学重点：热力学第一定律的公式及其符号法则。 教学难点：热力学第一定律和实际应用。 〖教学准备〗 多媒体课件等。 〖教学过程〗 一、新课引入 汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。这是为什么呢? 分析：压缩气体，内能增大，给气体加热内能也是增大。两者叠加所以就更明显。 二、新课教学 （一）热力学第一定律 焦耳的实验归总结除了：做功与传热在改变系统内能方面是等价的。之前学过做功和热传递都可以改变物体的内能，回顾一下公式。 在绝热过程中Q=0，系统内能增量等于外界对系统做的功ΔU=W，而当外界对系统做功为零W=0，那系统的内能增量等于吸热ΔU=Q。这两种方式在改变物体内能的结果上是相同的。 思考：如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能又如何变化呢？ 既然做功与传热对改变系统的内能是等价的，那么当外界既对系统做功又对系统传热时，内能的变化量就应该是 ΔU=W+Q 热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。 下面具体分析。 ①内能的变化量ΔU 它应该等于分子动能ΔEK和分子势能ΔEP的增量之和。对于同一物体而言，分子动能的变化只与温度有关。而分子势能的变化则与温度，状态和体积都有关系。注意，谈论气体的内能时，一般是忽略分子势能的，所以认为气体内能只与温度有关。 如果固体和液体不发生物态变化，那分子势能变化较