第3章 第1节 功、热和内能的改变（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

本讲义聚焦高中物理“功、热和内能的改变”核心知识点，通过焦耳实验建立绝热过程与内能概念的联系，系统梳理功（ΔU=W）和传热（Q=ΔU）改变内能的规律，对比两种方式的本质差异（能量转化与转移）。 资料以“多维度理解+全方位练明”构建学习支架，通过实验分析（如焦耳实验判断题）培养科学探究能力，对比做功与传热的物理实质强化科学思维，课中辅助教师清晰授课，课后助力学生通过判断、选择等题型查漏补缺。

　第三章　热力学定律 第1节　功、热和内能的改变(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.知道做功、传热是改变内能的两种方式,能正确区分两者的不同。 2.通过实验探究来类比、分析,理解内能与功、热量的关系。 1.知道功、热量和内能的概念。 2.知道改变内能的两种方式。 3.能够掌握物体内能的改变与做功和传热的关系。 逐点清(一)　焦耳的实验 [多维度理解] 1.绝热过程:系统不从外界吸热,也不向外界放热的过程。 2.代表实验 (1)让重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升。 (2)通过电流的热效应给水加热。 3.实验结论:在各种不同的绝热过程中,系统状态变化相同,则外力所做的功相同,与做功的方式无关。 4.内能:只依赖于热力学系统自身状态的物理量。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)绝热过程就是系统与外界不发生热量传递的过程。 (√) (2)某一系统在经历绝热过程时,只要初状态相同,末状态也相同,则做功数量一定相同。 (√) (3)在绝热过程中,不同的做功方式会直接影响系统状态变化的最终结果。 (×) 2.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 解析:选C　通过这两个实验可得出的结论是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,故C正确。 3.(多选)如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高,关于这个实验,下列说法正确的是 (　　) A.这个装置可测定做功与内能变化的关系 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 解析:选AC　该实验可测定做功和内能变化的关系,A正确;该实验是绝热过程,没有热传递,内能的改变是做功引起的,C正确;做功表示能量的转化,而热量表示热传递中内能的转移,二者有区别,B、D错误。 逐点清(二)　功与内能的改变 [多维度理解] 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,它就等于外界对系统所做的功W,即ΔU=W。 2.对功与内能的理解 (1)ΔU=W的适用条件是绝热过程。 (2)在绝热过程中,外界对系统做功,系统的内能增加;系统对外做功,系统的内能减少。 (3)物体的内能大,并不意味着做功多。在绝热过程中,只有内能变化量越大时,相应地做功才越多。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)在绝热过程中,转动的叶片不断搅动水,水温升高。 (√) (2)在绝热过程中,外界对气体做功,气体内能增加。 (√) (3)在绝热过程中,气体对外界做功,气体内能减少。 (√) 2.一定质量的理想气体经历一绝热膨胀过程,设气体分子间的势能可忽略,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 解析:选D　绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递,膨胀过程气体体积增大,气体对外界做功,气体内能减少,由于理想气体分子间的势能可忽略,因此气体分子的平均动能减小,故D正确。 3.“火”不但可以用来取暖,还可以用来加热食物,“火”把人类带入了文明的殿堂。我们的祖先很早就发明了“钻木取火”的用具,使人们不再仅仅依靠自然的“恩赐”而得到“火”。你知道“钻木取火”的道理吗? 提示:“钻木取火”是通过摩擦生热的方式将机械能转化为内能,使木材内能增加,温度升高并达到着火点而燃烧。 逐点清(三)　热与内能的改变 [多维度理解] 1.传热 (1)条件:两个物体的温度不同。 (2)过程:温度不同的物体相互接触时,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,热从高温物体传到低温物体。 (3)传热的三种方式:热传导、热对流、热辐射。 2.热和内能 (1)热量:在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。 (2)理解: ①在单纯传热中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增加多少,即Q吸=ΔU。 ②在单纯传热中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少,即Q放=-ΔU。 3.改变内能的两种方式的比较 比较项目 做功 传热 内能变化 外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少 物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移 相互联系 做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的 　　[典例]　(多选)下列说法中正确的是 (　　) A.做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程,做功是其他形式的能和内能之间的转化,传热是物体内能的转移 B.外界对物体做功,物体的内能一定增大 C.物体向外界放热,物体的内能一定增大 D.物体内能发生了改变,可能是做功引起的,也可能是传热引起的,还可能是两者共同引起的 [解析]　做功和传热改变物体内能的本质不同,做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程,而传热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或同一物体不同的部分之间传递或转移,故A正确;物体内能的变化取决于做功和传热两种途径,单就一个方面的改变不足以断定其内能的变化情况,故B、C错误,D正确。 [答案]　AD [全方位练明] 1.(多选)在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50 J,下列说法正确的是 (　　) A.一定是物体放出了50 J的热量 B.一定是物体吸收了50 J的热量 C.一定是物体分子动能增加了50 J D.物体分子的平均动能可能不变 解析:选BD　在外界不做功的情况下,内能的变化量等于传递的热量,物体的内能增加50 J,一定是吸收了50 J的热量,故A错误,B正确;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,所以物体的内能增加了50 J,并不一定是分子动能增加了50 J,物体分子的平均动能有可能不变,故C错误,D正确。 2.关于温度、热量、功和内能,以下说法正确的是 (　　) A.同一物体温度高时,含有的热量多 B.物体的内能越大,含有的热量就越多,温度也越高 C.外界对系统做功,内能必定增加 D.发生传热的条件是两物体之间存在温度差 解析:选D　热量是物体间进行传热时内能变化的量度,不能说物体含有多少热量,故A错误;物体的内能越大,温度不一定越高,故B错误;由于做功和传热都可引起物体内能的变化,只根据做功无法准确判断物体内能的变化,故C错误;物体间发生传热的条件是存在温度差,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $