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2019-2020年高中物理 10.3《熱力學第一定律 能量守恒定律》教案 新人教版選修3-3 教學目的　　 1.認識物質(zhì)的運動形式有多種，對應不同運動形式的運動有不同形式的能，各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 2. 進一步掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，并了解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的意義 3．運用公式△U＝W＋Q分析有關問題并具體進行計算 教學重點　　熱力第一定律 教學難點　　能量守恒 教 具　 多媒體課件 教學過程 復習提問 問：物體做什么樣的運動具有機械能？機械能轉(zhuǎn)化和守恒定律的內(nèi)容是什么？ 新課教學 一、 熱力學第一定律 分析下列特殊情況： ①如果物體只與外有熱交換，沒有做功，外界傳給物體4J熱量物體的內(nèi)能增加了多少？物體若向外界傳出了4J熱量，物體內(nèi)能如何變化？ 結(jié)論：在沒有做功情況下，物體與外界間傳遞熱量Q，物體內(nèi)能變化為　　△U，則△U＝Q，為了在此表達式中能反映物體對外界是吸熱不是放熱，作出規(guī)定：吸熱Q取正值，放熱Q取負值，由此可知：物體吸熱，內(nèi)能增加，放熱，內(nèi)能減少。 ②如果物體和外界不發(fā)生熱交換，當外界對物體做了10J功，物體內(nèi)能增加了多少？當物體對外做了10J功，物體內(nèi)能又如何變化？ 結(jié)論：在無熱交換情況下，△U＝W（對外做功時，W取負值） ③如果物體內(nèi)能在改變的過程中，既有熱傳遞又有做功，例如外界對物體做了10J的功，同時物體吸收4J熱量，物體的內(nèi)能如何變化？ ④又如，外界對物體做10J功，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？又物體對外界做了10J功，物體吸熱4J，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？ 　　綜上所述： 在能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程中，一個物體，如果沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么外界對它做多少功它的內(nèi)能就增加多少；如果它既沒有對外做功，外界也沒有對其做功，則它從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少。 用△U表示物體內(nèi)能的增量，用Q表示吸收的熱量，用W表示外界對物體所做的功，那么：△U＝Q＋W 上式就是熱力學第一定律。 ［例］一定量的氣體從外界吸收了2.6105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2105J，外界對物體做了多少功？ 解：根據(jù)熱力學第一定律得， W＝△U－Q＝4.2105J－2.6105J＝1.6105J 二．能的轉(zhuǎn)化 課件展示，舉例說明物體的每一種運動形式都有一種對應的能 機械運動――機械能　　　　熱運動――內(nèi)能 電荷運動――電能　　　　　化學運動――化學能　　 生物運動――生物能　　　　原子核內(nèi)部的運動――原子能 各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化： 機械能中的動能和勢能可互相轉(zhuǎn)化（自由落體運動） 機械能可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化（摩擦生熱，消耗了機械能通過做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熱機中的氣體推動活塞做功把氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能） 其它形式有能也可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如電流通過導體時，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熾熱的燈絲發(fā)光，又把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能；燃燒時，把化學能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能） 三.能量守恒定律 內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能眾一種形式轉(zhuǎn)化為另一種 形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。 四．永動機不可能制成 指導學生閱讀課本P81第七自然段，討論：第一類永動機是否真的能永遠運動下去？ 分析課本圖11－11提供的一種永動機的設計方案，指出它不可能持續(xù)運動的原因：雖然右邊每個球的力矩大，但球的個數(shù)少，左邊的每個球產(chǎn)生的力矩雖然小，但是球的個數(shù)多，于是輪子不會持續(xù)轉(zhuǎn)動下去對外做功，只會擺動幾下便停在圖中所畫的位置上。 通過課件展示歷史上幾種永動機的設計圖，指出：不消耗能量的機器從來沒有制成功過。 能量不能創(chuàng)生，工程技術的任務在于設法找出合理利用能源途徑和減少能量損耗，而不是去研制永動機。