高中物理 第十章 热力学定律 第1节 功和内能问题导学案 新人教版选修33
高中物理第十章热力学定律1功和内能目标导引素材新人教版选修3-3(new)
1 功和内能一览众山小诱学·导入材料：手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些；用锤子敲击铁钉，铁钉的温度会升高。
将冰块在桌面上摩擦,冰块会融化;给自行车胎打气时，打气筒会变热，用砂轮打磨工件时,飞溅出的铁屑温度很高.问题这些现象中是什么原因使物体的温度发生了变化？导入：综合分析材料中提供的现象，它们有一个共同点——做功。
我们知道功是能量转化的量度。
本节将研究功和内能的关系。
温故·知新1.说说你对功和能量的关系的认识.答：功是能量转化的量度；重力做功等于重力势能的变化量；电场力做正（负）功电势能减少（增加)等。
2。
决定一个物体内能大小的因素有哪些？答：一个物体内能大小,从宏观上讲与温度和体积有关,从微观上讲取决于分子间的距离和分子运动的剧烈程度。
尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
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人教版高二物理选修33导学案：3313功和内能与热和内能(无答案)
人教版高二物理选修3-3导教案：3-3-13功和内能与热和内能（无答案）【课题名称】功和内能与热和内能课型新讲课课时13①在纯真热传达中，系统从外界汲取多少热量，系统的内能就增添多少。
【学习目标】1、认识热传达的三种方式，会用分子动理论解说传导、对流和辐射。
②在纯真热传达中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。
2、知道热传达是改变内能的一种方式，会划分热量和内能的观点。
4．热传达拥有方向性，热量从高温物体传达到低温物体，或从物体的高3、知道做功与热传达在改变系统内能上的差别。
温部分传达到低温部分，不会自觉的从低温物体传达到高温物体或从物体【学习要点】内能的观点，知道做功和热传达是改变内能的两种方式。
的低温部分传达到高温部分。
5．改变系统内能的两种方式：做功和热传达。
【学习难点】知道做功与热传达在改变系统内能上的差别【学法指导】自主阅读、合作沟通改变内能的两种方式【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔录】预习导学（15分钟）做功热传达课前自主学习请学生自主学习教材第十章P51至P54。
“迅速阅读，达成以下问题，将自己懂了什么，还有对内对外吸热放热问题答案用铅笔画在书上”1．绝热过程：与外界没有即系统不从外界也2．功与系统内能改变的关系。
做功能够改变系统的内能。
①外界对系统做功，系统的内能在绝热过程中，内能的增量就即U=②系统对外界做的内能减少。
在绝热过程中，系功，内能就减少多3．功是系统内能转变的量度。
4．在国际单位能和功的单位都是1．热传达①热量从物体传达到物体，或从物体的传递到，叫做热传达。
②热传达的三种方式：、热对流和热辐射。
例2一个系统内能增添了20J 。
假如系统与四周环境不发生热互换，四周 2．热传达的本质：环境需要对系统做多少功？热传达本质上传达的是，结果是改变了系统的。
传达能量的多少用来量度。
3．传达的热量与内能改变的关系1/2做功和热传达的区别:1、做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增添多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．热传达使物体的内能发生改变的时候，内能的改变用热量来量度的．物体汲取多少热量，物体的内能就增添多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少．2．做功和热传达在改变物体的内能上是等效的．3．做功和热传达在本质上是不一样的：做功使物体的内能改变，是其余形式的能量和内能之间的转变（不一样形式能量间的转变）热传达使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）人教版高二物理选修3-3导教案：3-3-13功和内能与热和内能（无答案）例3假如铁丝的温度高升了，则（）4．对于物体的内能，以下说法正确的选项是（）小组沟通与议论A.物体的内能是由物体的状态（温度和体积）决定的D.做功和热传达，对改变物体的内能是等效的例4以下对于热量的说法，正确的选项是（）5．对于热量、功、内能三个量，以下说法中正确的选项是（）A.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的C.热量、功和内能的单位同样C.热量、功和内能的国际单位都同样D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的（）例5.对于物体的内能，以下说法中正确的选项是A．同样质量的两种物体，高升同样的温度，内能增量必定同样B．必定量0℃的水结成0℃的冰，内能必定减小C．必定量气体战胜外界压力膨胀，但不吸热也不放热，内能必定减小D．必定量气体汲取热量而保持体积不变，内能可能减小检测导练（15分钟）讲堂自主检测1．以下现象属于用做功的方法改变系统内能的是（）C.用铁锤锻打工件，工件会发热2．以下过程中，因为做功而使系统内能增添的是（）A.把铁丝频频曲折，曲折处温度高升B.烧开水时，蒸汽将壶盖顶起铁球从空中自由着落（不计空气阻力）3．做功和热传达是等效的，这里指的是（）它们能使物体改变同样的温度它们能使物体增添同样的热量学习小组代表讲话2/2必定对外做正功外界必定对气体做正功若温度高升，必定对外做正功可能既不对外做功，外界也不对气体做功（）质量和温度同样的物体，内能必定同样必定质量的理想气体的内能只与温度相关必定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热，内能必定增添气体压缩时分子势能减少，内能可能不变8．若A、B两物体之间没有热传达，正确的解说是（）两物体所包括的热量相等两物体的内能相等两物体的温度相等两物体没有接触，且都处在真空中9．做功和热传达的共同点是（）（）大的物体传给内能小的物体热量老是从分子均匀动能大的物体传给分子均匀动能小的物体热传达的本质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化只有经过热传达的方式，才能使物体的温度发生变化11、某系统在初态拥有内能5J，在外界对它做了0.5J的功后，系统的内能变成，若在它对外界做了 0.5J的功后，系统的内能变成。
高中物理选修3-3知识复习提纲：第十章 热力学定律(人教版)
高中物理选修3-3知识复习提纲：第十章热力学定律(人教版)高中物理选修3-3知识点总结：第十章热力学定律（人教版）冷热变化是最常见的一种物理现象，本章主要将的就是热力学的有关问题，其中热力学的第一和第二定律是比较重要得，对于能量守恒定律必须要深刻的理解。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：热力学第一定律、能量守恒定律、热力学第二定律、热力学第二定律的微观结构等内容。
要求Ⅱ：这一章这项要求考察比较少。
知识网络：内容详解：一、功、热与内能●绝热过程：不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能：内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和，用字母U表示。
●热传递：两个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，这个过程称之为热传递。
●热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
二、热力学第一定律、第二定律●第一定律表述：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作的功的和。
表达式uWQ符号+-W外界对系统做功系统对外界做功Q系统从外界吸热系统向外界放热u系统内能增加系统内能减少●第二定律的表述：一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。
●应用热力学第一定律解题的思路与步骤：一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
高中物理第十章热力学定律1功和内能学案新人教版选修3_3
第十章热力学定律〔情景切入〕地球上的能源很多,提供能量的形式各不相同。
风、水、洋流和波浪等是以机械能的形式提供的,可以利用各种风力机械和水力机械转化为动力或电力。
煤、石油和天然气等一般是通过燃烧把化学能转化为内能,内能可以直接利用。
一些热力机械可以把内能转化为动力带动机械或交通工具工作,也可进行热力发电。
能量可以互相转化,各种能量最终都转化为内能。
你是否知道能量间的转化具有一定的规律呢？请你在本章的学习中得出答案吧。
〔知识导航〕本章主要讲述了改变物体内能的两种方式：做功和热传递,热力学第一定律和能量守恒定律,以及热力学第二定律和能量耗散。
本章从焦耳的热功当量实验切入,从功是能量转化的量度来认识内能,接着从内能改变的方式——热传递说明热与内能的关系,能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律。
接着以热力学定律来说明能量与热量的区别及联系,最后以新能源开发与应用来结束本章。
本章教材共六节,整章内容可分四部分：第一部分即第一、二节,了解做功和热传递与内能的关系；第二部分即第三节,学习热力学第一定律及其微观解释；第四部分即第四、五、六节,了解热力学第二定律及其微观解释、能源和可持续发展及开发新能源的意义。
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传递,热力学第一定律。
本章难点：能量守恒定律,热力学第二定律及微观解释。
〔学法指导〕本章内容规律较多,且较抽象,初学者理解起来不太容易,给学习带来一定难度,如何突破本章知识要点,把握重点,掌握方法是关键。
要注意从实验和模型来建立物理图景,把抽象的事物形象化,更要注意利用科学的假说和模型来研究问题,把不能直接观测的对象转化为能够直接观测的对象。
第一节功和内能【素养目标定位】※了解焦耳的热功当量实验,明确实验原理※※理解内能的概念,并了解功是能量改变的量度课前预习反馈知识点1 焦耳的实验1．绝热过程系统只通过对外界做功或__外界对它__做功而与外界__不交换__能量,它不从外界__吸热__,也不向外界__散热__。
【成才之路】高中物理 第十章 热力学定律 第一节 功和内能课件 新人教版选修3-3
做自由落体运动的铁球，重力对铁球做正功，所以铁 球内能会增加，这种说法对吗？
答案：以铁球为系统，则系统包括铁球内所有分子， 重力并没有改变分子的分子势能，也没有改变无规则热运 动的分子动能，所以“重力对铁球做正功，所以铁球内能 会增加”的说法是不正确的．
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( )
本章教材共分为六节，整章内容可分四部分：第一部 分即第一、二节，了解做功和热传递与内能的关系；第二 部分即第三节，学习热力学第一定律及其微观解释；第四 部分即第四、五、六节，了解热力学第二定律及其微观解 释、能源和可持续发展及开发新能源的意义．
本章的学习中要掌握两个概念、三个定律、两个不可 能、一个实验．
t＝3c0ΔgΔTh＝4.2×301×031×0×(1000.1－5 25)min＝7×103min，即 “摇开”水约需7×103min，约为5天．
答案：7×103min或5天 点评：此问题中能量转化方向是：上摇时人消耗自身 的内能通过对水做功转化为水的重力势能，下降时水的重 力势能转化为动能，再转化为水的内能．由于不计一切热 散失，水的重力势能的减少量等于水的内能的增加量．
D．乙甲丙
答案：B
解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做
功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化
成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶
内打气使气体压强增大所致．
你知道“钻木取火”的道理吗？
1．系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它 不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做
绝热过程 ． 2．任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能(3)教案新人教版选修3-3
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
五、总结回顾
今天的学习，我们了解了功和内能的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对做功改变物体内能的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
教学目标：
1. 理解功与内能的关系，掌握功的计算方法。
2. 能运用功与内能的关系解释生活现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：
1. 功与内能的关系。
2. 功的计算方法。
教学难点：
1. 功与内能转化的理解。
2. 实际问题中功的计算。
教学方法：
1. 采用问题驱动法，引导学生思考功与内能的关系。
（4）在线工具：运用在线工具，如物理仿真软件，让学生更直观地观察和理解功与内能的转化过程。
五、教学流程
一、导入新课
同学们，今天我们将要学习的是《功和内能（3）》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过做功改变物体内能的情况？”比如，我们用手推动一辆停车的汽车，汽车开始运动，我们的手感到累，这个现象就是做功改变物体内能的一个例子。这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索功和内能的奥秘。
此外，在教学过程中，还应关注学生的行为习惯。大部分学生对物理实验感兴趣，但在实验操作和观察实验现象方面存在一定的不够细致和耐心的问题。因此，在教学过程中，教师应引导学生养成良好的实验操作习惯，注重观察实验现象，培养学生严谨的科学态度。
高中物理 10.1.2《功和能 》《热和内能》导学案 新人
学习内容10.1 热和内能 10.2 功和内能学习目标1．了解焦耳的两个实验原理。
2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式。
3．掌握内能的的概念，会区分热量和内能。
4．知道做功和热传递在改变系统内能上的区别。
5．掌握热力学第一定律。
学习重、难点1．热力学第一定律。
2．理解做功和热传递在改变内能上是等效的。
学法指导自主、合作、探究知识链接1．改变物体内能的方式有：和。
热传递的方式有、、。
2．内能是指：。
学习过程用案人自我创新[自主学习]1．思考与与讨论：通过做功的方法能否使物体温度升高？通过实例来说明。
2．是绝热过程是指：。
3．体会“焦耳实验”。
焦耳实验表明：。
4．做功与内能改变的关系是：。
思考：什么情况下内能增加，什么情况下会使内能减少？5．热传递也能改变物体的内能？请你举生活中实例来说明。
6热量是指：。
7．系统内能的变化与外界与系统传递的热量的关系是：。
再思考：什么情况下内能增加，什么情况下会使内能减少？8．做功和热传递在改变物体内能上的区别：。
9．热力学第一定律的内容：。
思考与讨论：（课本P54），通过这个例子总结⊿U、Q、W几个量取正、负值的意义：。
[例题1]（2003全国）如图所示，固定的容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一绝热的隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P 的过程中（）A．外力对乙做功；甲的内能不变B．外力对乙做功；乙的内能不变C．乙传递热量给甲，乙的内能增加D．乙的内能增加，甲的内能不变[例题2] （2002江苏）一个带活塞的气缸内盛有一定质量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（）A．将热量传给气体，其温度必升高。
B．压缩气体其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高[例题3]如图所示，用横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的空气，活塞质量为m。
高中物理人教版选修3-3教案《功和内能》
10.1 功和内能10.2、热和内能教课目的1．认识内能改变的两种方式：做功、热传达．2．理解内能的变化能够分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传达对改变物体内能是等效的．要点、难点剖析1、改变内能两种方式及内能改变量度．2、对做功和热传达对改变内能是等效的理解．教具细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教课过程复习引入1．内能：物体内全部分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．2．动能：因为分子在不断地做着无规则热运动而拥有的动能．它与物体的温度相关（温度是分子均匀动能的标记）．3．势能：分子间存在相互作使劲，分子间拥有由它们的相对地点决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积相关．4．内能：与物体的温度和体积相关．依据议论结果，小结：往常状况下，对固体或液体，因为体积变化不显然，主要是经过温度的变化来判断内能能否改变．新课教课1．提出问题 2．问题议论问：如何改变物体的内能呢？（能够改变物体的温度或体积．）问：物体内能的变化能够经过什么表现出来呢？或许说如何判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能能否改变呢？把准备好的钢丝取出来，想方法让你手中的钢丝的内能增添。
2．找寻解决问题的方法议论：有的想到“摩擦” ，有的想到“折” ，有的想到“敲打” ，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰” 等等．一边想方法，一边体验内能能否是已经增添了．（把“摩擦” 、“折”、“敲打”、“锯”写在一同，把“烧” 、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或许“冰”写在一同．3．知识的提练问：比较一下，实质上有什么同样或不一样点．（阅读课本38~39 页倒数第四段．）方才所想到的方法，它们之间有何不一样？能不可以把这些方法分分类？答：能够分为做功和热传达两类。
此中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传达．演示课本38 页的实验．（慢慢地压缩看能不可以使棉花焚烧起来．）问：方才两次实验，为何会出现结果的不一样？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热互换，其温度会忽然高升，至乙醚的着火点，它便焚烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热互换，它的温度就不会高升太多，达不到乙醚的着火点，则不焚烧．阅读课本39 页实验，剖析气体对外做功的状况．问：同学们还可以不可以从生活中找出一些经过做功改变物体内能的例子呢？答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬季，手冷时，两手相互搓一搓；先人钻木取火等等．再来体验一下，热传达改变内能的状况．给大家一段细铁棒和酒精灯，演示．学生登台做实验．把用热传达改变内能的方法和领会告诉其余同学．指引学生从生活中再找出一些经过热传达改变内能的例子．板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传达．4．新知识的深入商讨内能改变的量度师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本 39 页 5、6 两段，而后概括出来．。
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能(1)教案新人教版选修3-3
-学生积极参与课堂活动，如讨论、提问等，展现良好的学习态度。
-学生在课堂上积极思考，对问题进行深入分析和探讨。
-学生在小组讨论中展现出良好的团队合作精神和沟通能力。
2.小组讨论成果展示：
-学生在小组讨论中，通过合作和交流，共同完成讨论任务，展现出良好的合作精神和团队意识。
-学生在成果展示中，清晰地表达自己的观点和思考，展现出良好的口头表达能力。
-部分学生对节能环保意识的认识不足，需要通过课程学习提高。
-口头表达和书面表达能力有待提高，影响课堂互动和作业完成质量。
4.行为习惯方面：
-部分学生课堂注意力不集中，容易走神，影响学习效果。
-课堂参与度不高，不愿主动提问和发表观点，制约课堂互动。
-学习方法不当，依赖死记硬背，缺乏理解和灵活运用。
针对以上学情分析，教师在教学过程中应采取以下策略：
-倡导学生撰写科普小论文，将所学知识以文字形式表达出来，提高学生的写作能力和知识整合能力。
-引导学生关注热力学领域的最新研究动态，培养他们的科学素养和创新能力。
板书设计
1.标题区域：
-热力学定律：功和内能
2.重点概念：
-系统、状态、过程
-功：体积功、压力功
-内能：微观解释、状态函数
-热力学第一定律：能量守恒
-监控预习进度：通过平台数据跟踪学生的预习情况，及时给予反馈。
学生活动：
-自主阅读预习资料：学生阅读PPT和观看视频，初步了解热力学基本概念。
-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录疑问。
-提交预习成果：将预习笔记和问题通过平台提交。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：鼓励学生独立探索新知识。
-信息技术手段：利用在线平台进行资源分享和进度监控。
高中物理第十章热力学定律第2节热和内能问题导学案新人教版选修3
高中物理第十章热力学定律第2节热和内能问题导学案新人教版选修31、热传递的条件是什么？能否发生热传递与物体内能的多少是否有关？2、在单纯的热传递过程中，怎样计算内能的增量？3、做功和热传递都能改变物体的内能。
做功和热传递在改变物体内能上的本质是否相同？迁移与应用关于温度、热量、内能，以下说法中正确的是（）A、一个铁块的温度升高，其内能增大B、物体吸收热量，其温度一定升高C、温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D、温度总是从物体热的部分传递至冷的部分温度、热量、内能、比热容是热学部分的重要概念。
高考围绕这几个概念之间的区别与联系考查的题目比较多。
应正确理解好这几个概念。
概念区别联系温度表示物体的冷热程度，其实质是：反映了物体内部大量分子无规则运动的激烈程度①温度、内能：温度是影响内能的因素之一，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少②内能、热量：热量是用来衡量热传递过程中内能变化多少的③温度、热量：热量与温度的变化有关，在不发生物态变化时，物体吸收热量，内能增加，温度升高；物体放出热量，内能减少，温度降低内能物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。
一切物体都具有内能热量在热传递过程中，传递内能的多少。
与物质的种类（比热容）、质量和温度的变化量有关注意：温度不能“传”，热量不能“含”吸热不一定升温（如：晶体的熔化、水的沸腾）升温不一定吸热（也可以通过做功实现）当堂检测1、下列关于热量的说法正确的是（）A、温度高的物体含有的热量多B、内能多的物体含有的热量多C、热量、功和内能的单位相同D、热量和功都是过程量，而内能是状态量2、关于热传递的下列说法中正确的是（）A、热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B、热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C、热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D、只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化3、一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界发生能量交换，则（）A、从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铁块减少的内能等于铜块增加的内能B、在两者达到热平衡前的任一时间段内，铁块内能的减少量不等于铜块内能的增加量C、达到热平衡时，两者的温度T＝D、达到热平衡时，两者的温度相等4、对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（）A、热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B、热量和功二者可作为物体内能的量度C、热量、功和内能的国际单位都相同D、热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的5、某同学做了一个小实验：先把空的锥形瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出锥形瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将锥形瓶放进盛满热水的烧杯内，气球逐渐膨胀起来，如图所示。
2024-2025学年高中物理第10章热力学定律1功和内能教案新人教版选修3-3
目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对热力学定律的认识和理解。
过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6. 课堂小结（5分钟）
目标：回顾本节课的主要内容，强调热力学定律的重要性和意义。
展示一些关于热力学定律的应用场景，如空调、发动机等，让学生初步感受热力学定律在生活中的重要性。
简短介绍热力学定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
2. 热力学定律基础知识讲解（10分钟）
目标：让学生了解热力学定律的基本概念、组成部分和原理。
过程：
讲解热力学定律的定义，包括其主要组成元素或结构。
2. 学生的学习兴趣、能力和学习风格：高三年级的学生普遍对物理学科有较高的兴趣，尤其是对一些实际应用问题感兴趣。在学习能力方面，学生已经具备了一定的分析问题和解决问题的能力，能够理解和掌握较为复杂的物理概念和原理。在学习风格上，学生习惯于听讲和记笔记，但也有一定的自主学习和合作学习的需求。
3. 学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的过程中，学生可能对热力学定律的抽象概念和原理难以理解，对于如何将理论应用于实际问题可能感到困惑。此外，学生可能在进行数学计算和逻辑推理时遇到困难，需要教师的引导和帮助。
- 《热力学应用案例解析》：通过具体案例分析，让学生深入了解热力学定律在工程、科技等领域的应用。
- 《热力学与生活》：介绍热力学定律在日常生活中的应用，如空调、热水器等。
2. 鼓励学生进行课后自主学习和探究：
- 让学生结合课后阅读材料，进一步深入了解热力学定律的原理及其应用。
高二物理人教版选修3-3课件：第十章 第1~2讲 功和内能 热和内能
第十章——热力学定律第1讲 功和内能第2讲 热和内能目标定位 1.知道做功可以改变物体的内能.2.知道热传递与内能变化的关系.3.知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果.1预习导学 梳理·识记·点拨 2课堂讲义 理解·深化·探究3对点练习 巩固·应用·反馈预习导学 梳理·识记·点拨1.系统不从 吸热，也不向外界 的过程叫做绝热过程.2.要使系统状态通过过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态1、2决定，而与做功方式 .一、焦耳的实验外界放热绝热无关二、内能1.任何一个热力学系统都存在一个 系统的物理量，我们把它称之为系统的 .2.当系统从状态1经过过程达到状态2时，内能的增加量ΔU ＝ 就等于外界对系统所做的，即 .只依赖于自身状态内能绝热U 2－U 1功W ΔU ＝W三、热和内能1.不仅对系统 可以改变系统的内能，单纯的对系统也能改变系统的内能.2.当系统从状态1经过单纯的达到状态2，内能的增加量ΔU ＝就等于外界向系统传递的 ，即 .做功传热传热U 2－U 1热量Q ΔU ＝Q课堂讲义 理解·深化·探究一、功和内能关系的理解1.内能(1)微观：所有分子的动能和势能之和.(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量.(3)状态量.2.功和内能变化的关系做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中：(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W；(2)系统对外界做功，系统内能减少，即W＝ΔU.3.内能与机械能的区别和联系(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念.(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变.例1 如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大C.E甲增大，E乙不变D.E甲增大，E乙减小图1解析 本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决了做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大，对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能就减小，故D选项正确.答案 D借题发挥 (1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的.(2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功.末态内能小于初态内能时，ΔU 为负，W为负，系统对外界做功.例2 下列关于系统的内能的说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错.答案 AB二、热和内能1.传热和内能变化的关系系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.2.区分三组概念(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量.(2)热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志.虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度.(3)热量与功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别.例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T比铁块1高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换的温度T2能量，则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能减少量不等于铁块内能的增加量D.达到热平衡时，两者的温度相等解析 一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A、D都正确，选项B错误；答案 AD例4 若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用传热的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收________ J的热量，如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应________(填“吸收”或“放出”)热量________ J.解析 做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3 ℃，如用吸热方式，也使温度升高3 ℃应吸收1 200 J的热量.如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃，需要的功或热量应为ΔE.1 200 J＝cm×3 ℃，ΔE＝cm×5 ℃，所以ΔE＝2 000 J.Q＝ΔE－W＝－1 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量.答案 1 200 放出 1 000对点练习 巩固·应用·反馈1234做功与内能的关系1.在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是( )A.在阳光照射下，水的温度升高B.用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C.在炉火上烧水，水的温度升高D.电视机工作一段时间，其内部元件温度升高解析 阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的.电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高.可见A、C不是由做功引起温度变化的，故选A、C.答案 AC2.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.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加B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析 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W＜0.由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小.由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减少.答案 D1234传热与内能的关系3.关于热传递，下列说法中正确的是( )A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差，才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量解析 热传递的实质是物体间内能的转移，故A错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对，C错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错.答案 B4.对于热量、功和内能，三者的说法正确的是( )A.热量、功、内能三者的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的解析 物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功或热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错；三者单位都是焦耳，C错；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确.答案 D。
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第1节功和内能
课堂合作探究
问题导学
功和内能的关系
活动与探究
1．观察压缩空气引火器的构造，然后取一小块干燥硝化棉，用镊子拉得疏松一些，放入玻璃筒底。
将活塞涂上少许蓖麻油（起润滑和密封作用），放入玻璃筒的上口。
迅速压下活塞，可看到什么现象？实验现象说明了什么？
2．焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方式相同吗？你能得出什么结论？
迁移与应用
采用绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B。
对于不同的绝热方式，下列说法正确的是（）
A．对气体所做的功不同
B．对气体所做的功相同
C．对气体不做功，因为没有能量的传递
D．以上三种说法都不对
1．内能及内能的变化
（1）物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。
因此物体的内能是一个状态量。
（2）当物体温度变化时，分子的平均动能变化；物体的体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初末状态决定，与中间过程及方式无关。
2．做功与内能变化的关系
（1）做功改变物体内能的过程是其他形式的能（如机械能）与内能相互转化的过程。
（2）在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少。
3．功和内能的区别
（1）功是过程量，内能是状态量。
（2）在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化。
（3）物体的内能大，并不意味着做功多。
在绝热过程中，只有内能变化较大时，才对应着做功较多。
当堂检测
1．英国物理学家焦耳的主要贡献有（）
A．发现了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律
B．测量了热和机械功之间的关系——热功当量
C．第一次计算了气体分子的速度
D．与W.汤姆孙合作研究了气体自由膨胀降温的实验
2．在绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，下列说法中正确的是（）
A．气体内能一定增加20 J
B．气体内能增加必定小于20 J
C．气体内能增加可能小于20 J
D．气体内能可能不变
3．下列实例中，属于做功来增加物体内能的是（）
A．铁棒放在炉子里被烧红
B．锯条锯木头时会发热
C．钻木取火
D．冬天在阳光下取暖
4．气体在等压变化中（）
A．一定对外界做功
B．外界一定对气体做正功
C．若温度升高，一定对外界做正功
D．可能既不对外界做功，外界也不对气体做功
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究：
1．答案：可以看到硝化棉燃烧。
实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，温度升高引起硝化棉燃烧。
2．答案：不同。
在各种不同的绝热过程中，系统内能的改变与做功方式无关，仅与做功多少有关。
迁移与应用：B 解析：对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程。
在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能U A，在状态B 有另一确定的内能U B，由绝热过程中ΔU＝U B－U A＝W知，W为恒量，所以B正确。
【当堂检测】
1．ABCD
2．A 解析：做功的过程是能量转化的过程，在绝热过程中，做多少功，内能就增加多少，所以A正确。
3．BC 解析：A、D属于热传递，锯条锯木头与钻木取火时都会做功从而使物体的内能增加。
4．C 解析：在等压变化过程中，若温度升高，则气体的体积增大，即气体膨胀对外界做功，C正确，B错误；若温度降低，则气体体积减小，即外界压缩气体对气体做功，A错误；在等压变化中，气体体积一定变化，所以要么外界对气体做功，要么气体对外界做功，D错误。