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2019-2020年高中物理 10.3《熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律》教案 新人教版選修3-3 教學(xué)目的　　 1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式有多種，對(duì)應(yīng)不同運(yùn)動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)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(jìn)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(yùn)用公式△U＝W＋Q分析有關(guān)問(wèn)題并具體進(jìn)行計(jì)算 教學(xué)重點(diǎn)　　熱力第一定律 教學(xué)難點(diǎn)　　能量守恒 教 具　 多媒體課件 教學(xué)過(guò)程 復(fù)習(xí)提問(wèn) 問(wèn)：物體做什么樣的運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能？機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒定律的內(nèi)容是什么？ 新課教學(xué) 一、 熱力學(xué)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(méi)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(méi)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(dá)式中能反映物體對(duì)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(fù)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(dāng)外界對(duì)物體做了10J功，物體內(nèi)能增加了多少？當(dāng)物體對(duì)外做了10J功，物體內(nèi)能又如何變化？ 結(jié)論：在無(wú)熱交換情況下，△U＝W（對(duì)外做功時(shí)，W取負(fù)值） ③如果物體內(nèi)能在改變的過(guò)程中，既有熱傳遞又有做功，例如外界對(duì)物體做了10J的功，同時(shí)物體吸收4J熱量，物體的內(nèi)能如何變化？ ④又如，外界對(duì)物體做10J功，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？又物體對(duì)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(guò)程中，一個(gè)物體，如果沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，那么外界對(duì)它做多少功它的內(nèi)能就增加多少；如果它既沒(méi)有對(duì)外做功，外界也沒(méi)有對(duì)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(duì)物體所做的功，那么：△U＝Q＋W 上式就是熱力學(xué)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(duì)物體做了多少功？ 解：根據(jù)熱力學(xué)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(shuō)明物體的每一種運(yùn)動(dòng)形式都有一種對(duì)應(yīng)的能 機(jī)械運(yùn)動(dòng)――機(jī)械能　　　　熱運(yùn)動(dòng)――內(nèi)能 電荷運(yùn)動(dòng)――電能　　　　　化學(xué)運(yùn)動(dòng)――化學(xué)能　　 生物運(yùn)動(dòng)――生物能　　　　原子核內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)――原子能 各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化： 機(jī)械能中的動(dòng)能和勢(shì)能可互相轉(zhuǎn)化（自由落體運(yùn)動(dòng)） 機(jī)械能可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化（摩擦生熱，消耗了機(jī)械能通過(guò)做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熱機(jī)中的氣體推動(dòng)活塞做功把氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能） 其它形式有能也可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，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(shí)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能） 三.能量守恒定律 內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。 四．永動(dòng)機(jī)不可能制成 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P81第七自然段，討論：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是否真的能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去？ 分析課本圖11－11提供的一種永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案，指出它不可能持續(xù)運(yùn)動(dòng)的原因：雖然右邊每個(gè)球的力矩大，但球的個(gè)數(shù)少，左邊的每個(gè)球產(chǎn)生的力矩雖然小，但是球的個(gè)數(shù)多，于是輪子不會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去對(duì)外做功，只會(huì)擺動(dòng)幾下便停在圖中所畫(huà)的位置上。 通過(guò)課件展示歷史上幾種永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)圖，指出：不消耗能量的機(jī)器從來(lái)沒(méi)有制成功過(guò)。 能量不能創(chuàng)生，工程技術(shù)的任務(wù)在于設(shè)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(dòng)機(jī)。