2020_2021学年高中物理第十章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律3教案新人教版选修3_3.doc

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1、优选热力学第一定律能量守恒定律原始教案第一轮修改第二轮修改第三轮修改【学习目标】1.理解热力学第一定律。2.能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。3.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。4.通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。5.知道永动机是不可能制成的。【新课内容】（一）热力学第一定律1.我们通过学习焦耳实验知道，一方面，做功可以改变系统的状态，另一方面传热也可以改变系统的状态。这两种方法是等价的，一定数量的功与确定数量的热相对应。（1）一个物体，如果仅单纯地对

2、系统和做功，内能的增量与功的关系是？ΔU=W（2）一个物体，如果仅单纯地对系统传热，内能的增量与热的关系是？ΔU=Q（3）自然界实际发生的热力学过程往往是上述两种基本过程的综合，即系统既有做功的过程发生，又由于温度差而与外界交换热量，那系统的内能的增量应该是？ΔU=W+Q2.热力学第一定律内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。ΔU=W+Q3.思考与讨论-5-/5优选对于一定质量的气体而言，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？回答课本p54思考

3、与讨论的问题。学生自主认识，归纳总结出ΔU、Q、W几个量取正、负值的意义。做功W热量Q内能的改变ΔU取正值“+”外界对系统做功系统从外界吸收热量系统的内能增加取负值“-”系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能减少（二）能量守恒定律1.自然界存在着不同形式的能量，过去我们学过的机械能守恒定律，其实是普遍的能量守恒在机械能X围内的表现。那么科学史上是如何一步一步发现能量守恒定律呢？请阅读课本回答问题2.通过课本我们可以知道大量研究证明,能量之间可以转化,如机械能转化为内能;化学能转化为内能等,而在这转化的过程中守恒。

4、那么能量守恒定律如何表述？能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。3.引导学生思考热力学第一定律与能量守恒定律的关系热力学第一定律，实际上就是内能与其他能量转化时的能量守恒定律，是能量守恒定律在热现象X围内的具体表现。4.能量守恒定律的意义:把各种自然现象用定量规律联系起来，（三）永动机不可能制成1.指导学生阅读课本P81第七自然段，讨论：第一类永动机是否真的能永远运动下去？2.分析课本图11－11提供的一种永动机的

5、设计方案，指出它不可能持续运动的原因：虽然右边每个球的力矩大，但球的个数少，左边的每-5-/5优选个球产生的力矩虽然小，但是球的个数多，于是轮子不会持续转动下去对外做功，只会摆动几下便停在图中所画的位置上。3.通过课件展示历史上几种永动机的设计图，指出：不消耗能量的机器从来没有制成功过。能量不能创生，工程技术的任务在于设法找出合理利用能源途径和减少能量损耗，而不是去研制永动机。【教学总结】本节课以理解热力学第一定律为着力点，不仅要让学生熟悉定律的表达式，还通过实例来对表达式中物理量的取值正负意义进行了讨论。帮助学生熟

6、悉热力学第一定律，从而能够进一步理解能量守恒定律。再通过能量守恒定律的学习，认识到能量守恒定律的普遍性，进而运用能量守恒定律从科学上否决制造永动机的设想。-5-/5优选-5-/5优选-5-/5