高中物理 第5章 热力学定律教案 鲁科版选修3-3

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1、第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒(教师用书独具)●课标要求知识与技能1.了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程．2.理解热力学第一定律的内容和数学表达式及物理含义．了解历史上出现的各种第一类永动机及它们不能实现的原因．3.了解热力学第一定律和能量守恒定律在生产、生活中的应用．过程与方法1.查阅资料，与同学交流讨论能量守恒定律发现的探索历程，阐述自己的观点．2.体会并尝试科学研究中的发散思维方式．情感、态度与价值观1.体会制作永动机的失败对科学发展的重要贡献．2.通过对能量守恒定律的

2、发现历程的学习，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神.●课标解读1．理解热力学第一定律及其数学表达式，会用其进行分析和计算．2．知道第一类永动机违背了热力学第一定律，是不可能实现的．3．体会制作永动机的失败对科学发展的重要贡献．知道一切违背自然规律的做法都是行不通的科学道理．4．理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象．5．体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一，体会自然界的统一性．●教学地位热力学第一定律是本章的重点，也是高考的热点．教材在事实的基础上建立起热力学第一定律的

3、数学表达式，又通过实例对表达式中物理量取值的正负意义进行了讨论．能量守恒定律的确立，说明了不同运动形式在相互转化的过程中有量的共同性，从而把各种自然现象用定量的规律联系了起来，具有重大的理论意义，另一方面，它对于制造永动机的设想，给予了科学上的否决，具有实践意义．(教师用书独具)●新课导入建议图教5－1－1中左边为风力发电机，发出的电供给右边的电风扇，电风扇把风吹到发电机上发电，循环往复，不需要消耗其他能量风扇就可以一直工作下去．图教5－1－1在能源短缺的现在，这是多么美好的愿望啊！同学们，这种

4、愿望能实现吗？今天我们来研究这些问题．●教学流程设计⇒⇒⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓⇐⇐⇐⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课　标　解　读重　点　难　点1.理解热力学第一定律．2.会用ΔU＝W＋Q解决一些简单问题．3.知道第一类永动机不可能制成．4.了解能量守恒定律的发现过程．5.理解能量的转化与守恒定律，会用能量的观点解释自然现象.1.用热力学第一定律分析内能改变的问题．(重点

5、)2.掌握ΔU＝W＋Q的符号法则并熟练应用．(重点)3.各种形式的能量之间的转化及能量守恒定律的重要意义．(重点)4.第一类永动机不可能实现的原因．(难点)5.能量守恒定律的实际应用．(难点)热力学第一定律1.基本知识(1)改变物体内能的两种方式做功和热传递．(2)物体内能的改变①如果物体与外界无热传递，若外界对物体做功，则物体的内能增加；若物体对外做功，物体的内能减少．②如果物体既不对外做功，外界也不对物体做功，则物体吸收热量时，它的内能增加；物体放出热量时，它的内能减少．(3)热力学第一定律

6、①内容：物体内能的增加量ΔU，等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和．②表达式：ΔU＝W＋Q.(4)第一类永动机①概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．②结果17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．③原因设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．④启示人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．2．思考判断(1)热量、功和内能三者单位相同，物理意义相同．(×)(2)热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定．(√)(3)系统内能增加了100J，可

7、能是外界采用绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100J．(√)3．探究交流图5－1－1有一种所谓的“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机呢？如果不是，你知道维持表针走动的能量是哪儿来的吗？【提示】　不是永动机．能量是通过摆动手臂对表内的转轮做功而储存的.能量守恒定律的发现历程1.基本知识(1)迈尔的发现体力和体热必定来源于食物中的化学能，内能、化学能、机械能都是等价的，是可以相互转化的，如果动物体的能量输入与支出是平衡的，那

8、么，所有这些形式的能在量上必定是守恒的．(2)焦耳的研究①确定了电能向内能转化的定量关系．②用了近40年的时间，不懈地钻研热功转换问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据．(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．(4)内容能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总值保持不变．(5)意义揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．(6)