3.1 功 热和内能的改变 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“功、热和内能的改变”核心知识点，涵盖做功与传热两种改变内能的方式，及内能、热量、功的区别与联系。课堂通过“思考与讨论”（如棉花燃烧现象）导入，连接能量观念，以热传递、绝热过程及焦耳实验为支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合物理观念（能量观念）与科学思维（质疑创新），通过焦耳实验装置分析（科学探究）和“牛刀小试”易错辨析（如辨析“热量传递条件”），澄清概念。采用问题驱动与实验结合的教学方法，助力学生深化能量观念，教师可借助结构化资源提升教学效率。

第三章 热力学定律 1　功 热和内能的改变 学习目标 知道做功和传热是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别 知道焦耳的两个实验的原理，知道做功和传热的实质。 明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。 思考与讨论 1、从能量的角度来讲，棉花着了说明什么？ 2、棉花增加的内能哪来的？ 3、空气的内能如何增加的？ 4、改变物体内能的方式有哪些？ 1.热传递 (1)条件：物体的 不同。 (2)热传递：热从 物体传到了 物体。 2.热和内能 (1)热量：在单纯的传热过程中系统 变化的量度。 (2)热与内能的改变 ①当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU=U2-U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU= 。 温度 高温 低温 内能 Q 基础知识 ②理解：在单纯传热的过程中，系统从外界吸收热量，则Q 0，系统从外界吸收了多少热量，系统的内能就 多少，系统向外界放热，则Q 0，系统向外界放了多少热量，系统的内能就 多少。 > 增加 < 减少 基础知识 1、易错辨析 (1)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。(　　) (2)做功和传热都可以改变物体的内能，从效果上是等效的。(　　) (3)传热只能发生在两个物体间，同一物体不能发生传热。(　　) (4)气体温度升高，内能一定增加。( ) (5)气体温度升高，一定吸热。( ) 牛刀小试 × √ × × √ 2、在外界不做功的情况下，物体的内能增加了100 J，下列说法正确的是（ ） A.一定是物体放出了100 J的热量 B.一定是物体吸收了100 J的热量 C.一定是物体分子动能增加了100 J D.物体的温度一定升高 牛刀小试 B 牛刀小试 3、关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有（ ） 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.在传热过程中，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.在传热过程中，热量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度相同为止 D 焦耳的两个实验 1.绝热过程：系统不从外界 ，也不向外界 的过程。 2.代表性实验 (1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度 。 (2)通过电流的 给液体加热。 3.实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的 两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。 4.内能：只依赖于热力学系统 的物理量。 吸热 放热 上升 热效应 始末 自身状态 基础知识 1.功与内能的改变 在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU=U2-U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU= 。 2.理解 (1)ΔU=W的适用条件是 过程。 (2)在绝热过程中，外界对系统做功，则W 0，外界对系统做多少功，系统的内能就 多少，系统对外界做功，则W 0，系统对外界做多少功，系统的内能就 多少。 W 绝热 > 增加 < 减少 基础知识 注意与功的正负的区别 4、易错辨析 (1)绝热气缸中的气体，温度一定不变。(　　) (2)绝热气缸中的气体，Q=0。(　　) (3)导热良好的气缸中的气体，一定不吸热不放热。(　　) 牛刀小试 × √ × 牛刀小试 5、如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图。M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（ ） A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 A 牛刀小试 6、一定质量的理想气体经历一绝热膨胀过程。则在此过程中（ ） A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增大 B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减小 C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增大 D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减小 D 7、某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（ ） A.对外做正功，分子的平均动能减小 B.对外做正功，内能增大 C.对外做负功，分子的平均动能增大 D.对外做负功，内能减小 牛刀小试 D 基础知识 三、热传递与做功在改变系统内能上的异同 (1)做功和传热都能引起系统 的改变。 (2)做功时，内能与其他形式的能(如内能与机械能、内能与电能等)发生_____；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的 。 内能 转化 转移 基础知识 温度 内能 热量 气体：温度升高，内能增加 其他物体：温度只是影响内能大小的因素之一 牛刀小试 8、如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（ ） A.重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的，无区别 C 牛刀小试 9、如图是研究内能改变与功之间关系的两个典型实验，那么从这两个实验中可得出的结论是（ ） A.能量守恒定律 B.机械能守恒定律 C.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关 D.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关 C 牛刀小试 10、在以下事例中，不是通过做功的方式来改变物体内能的是（ ） A.两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 B.冬天暖气为房间供暖 C.汽油机的压缩冲程，燃料温度升高 D.汽车的车轮与地面相互摩擦发热 B 牛刀小试 11、拥有私家车的人越来越多，说明人们生活水平不断提高。某汽车的发动机汽缸内装有汽油与空气的混合气体，如图所示，要使该混合气体温度达到其燃点，应（ ） A.迅速向外拉活塞 B.迅速向里推活塞 C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞 B 牛刀小试 12、如图所示，在玻璃瓶中放入少量水，水面上方有无色的水蒸气，用中间带孔、孔中插有软管的橡皮塞盖紧瓶口，然后往瓶中打气，当气压足够大时，橡皮塞从瓶口弹出，原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（ ） A.气体对外界做功，瓶内气体温度升高，内能减少 B.外界对气体做功，瓶内气体温度升高，内能增加 C.气体对外界做功，瓶内气体温度降低，内能减少 D.外界对气体做功，瓶内气体温度降低，内能增加 C 牛刀小试 11、如图所示，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。现对活塞施加一竖直向下的压力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（ ） A.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 C 牛刀小试 13、如图所示，一个绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5kg，面积为0.1m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在活塞上方加一质量为15kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为 40cm。求在这一过程中气体的内能增加了多少(p0=1.01×105Pa，g取10m/s2)？ $$