教科版高中物理选修3-3 第四章 第2节 热力学第一定律 课件+教学设计 （3份打包）

第四章 能量守恒定律与热力学定律 二 热力学第一定律 教学目标 1.知道改变物体内能的两种方式。 2.正确理解热力学第一定律并应用。 重点难点 重点：热力学第一定律的应用。 难点：正确处理热力学第一定律公式中的符号问题。 设计思想 关于改变物体内能的两种方式，学生都有一定的了解和生活经验，可以通过这一环节充分调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣。本节重点是热力学第一定律的学习和应用，老师可以根据学生的接受能力进行适当引导，如果学生接受能力一般，在热力学第一定律内容讲授之前可以通过举带有具体数值的例子，给学生直观的感受。若学生接受能力较强，可以直接用抽象的字母表示相关物理量，很快得出热力学第一定律的内容和公式。 教学资源 《热力学第一定律》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 通过一些有关热现象的生活例子引入课题，激发学生的学习兴趣。 （或通过相关视频引入，见资源库，最好能截取视频中有关内能的部分。） 【课堂学习】 学习活动一：改变物体内能的两种方式 热学研究中，由于外界与物体相互作用会引起内能的变化，下面我们分析引起物体内能变化的物理过程。 问题1：改变物体内能的方式有哪些？ （1）做功 （2）热传递：没有做功而使物体内能改变的物理过程 （这一问题可以让学生列举生活中的实例，充分调动学生的积极性，老师进行适当的补充。） 学习活动二：热力学第一定律 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，我们就来研究这个问题。 问题1：如果物体只与外界有热交换，没有做功，外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向外界传出了4J热量，物体内能如何变化？ 在没有做功情况下，物体与外界传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q。 规定：吸热Q 取正值，放热Q 取负值。 由此可知：物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。 问题2：如果物体和外界不发生热传递，当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外界做了10J功，物体内能又如何变化？ 在没有热传递情况下，外界对物体做功W，物体内能变化为△U，则△U＝W。 规定：外界对物体做功W 取正值，物体对外界做功W 取负值。 由此可知：外界对物体做功，内能增加；物体对外界做功，内能减少。 问题3：如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，例如外界对物体做了10J的功，同时物体吸收4J热量，物体的内能如何变化？ 又如，外界对物体做10J功，物体放热4J，物体内能又如何变化？ 又如，物体对外界做了10J功，物体吸热4J或物体放热4J，物体内能又如何变化？ 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体所做的功W 加上物体外界从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加△U ，因此我们可以得到热力学第一定律的数学表达式：△U ＝Q ＋W 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 【课堂小结】 问题1：改变物体内能的方式有哪些？ 问题2：热力学第一定律的内容是什么？ 【板书设计】 二 热力学第一定律 一、改变物体内能的方式：做功、热传递 二、热力学第一定律：△U ＝Q ＋W 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 课堂反馈 1、一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比（ ） A．气体内能一定增加 B．气体内能一定减小 C．气体内能一定不变 D．气体内能是增是减不能确定 2、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 3、某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成．开箱时，密闭于气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 4、一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？ 参考答案：1、D 2、A 3、A 4、外界对物体做功1.68