高中物理 热力学第一定律 能量守恒定律导学案 教科版选修
热力学定律导学案
热力学第一定律 能量守恒定律一、学习目标：1、理解物体跟外界做功和热传递的过程中W 、Q 、△U 的物理意义。
2、会确定W 、Q 、△U 的正负号。
3、理解、掌握热力学第一定律，从能量转化和转移的观点理解热力学第一定律。
4、会用△U = W + Q 分析和计算问题。
5、理解、掌握能量守恒定律及其重要性。
二、基础知识：回顾：热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，那么它们也必定处于热平衡。
（一）热力学第一定律1．改变内能的两种方式：2．功和内能：如果一个物体既不吸收热量也不放出热量，那么，当外界对它做功W 时，它的内能增量是ΔU ，则 。
3. 热和内能：如果一个物体既不对外做功，外界也不对物体做功，那么，当物体从外界吸收热量Q 时，它的内能增量量是ΔU ，则 。
热传递的三种方式： 、 、 。
（1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的． （2）做功和热传递在本质上是不同的．做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化） 热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）4. 热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于 与 的和。
（1）表达式为： （2）与热力学第一定律相匹配的符号法则做功W热量Q 内能的改变ΔU取正值“+”取负值“－”5.几种特殊情况：（1）物体与外界没有热交换时（绝热过程） Q = 0外界对物体做多少功，它的内能就增加多少，反之物体对外界做功多少，它的内能就减少多少，W = ∆U （2）物体与外界间没有做功时，物体从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，它的内能就减少多少， Q = ∆U（3）若过程中始、末物体内能不变， ∆U =0， 则W + Q =0或W = - Q外界对物体做的功等于物体放出的热量 针对练习：1．物体的内能增加了20Ｊ，则 A ．一定是外界对物体做了20Ｊ的功 B ．一定是物体吸收了20J 的热量C ．可能是外界对物体做了20J 的功，也可能是物体吸收了20J 的热量D ．可能是物体吸收热量的同时外界对物体做了功，且热量和功共20J2．气体膨胀对外做功100J ，同时从外界吸收了120J 的热量，它的内能变化可能是A ．减少20JB ．增大20JC ．减少220JD ．增大220J3．金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（ ）A ．迅速向里推活塞B ．迅速向外拉活塞C ．缓慢向里推活塞D ．缓慢向外技活塞4．如图所示，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体( )A 、做功可以增加物体的热量B 、做功可以改变物体的内能C 、做功一定会升高物体的温度D 、做功一定可以使物态发生变化 5.关于物体内能，下列说法中正确．．的是（ ） A ．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B ．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能（二）能的转化和守恒定律1.大量事实证明各种形式的能可以相互转化，并且在转化过程中2.内容：（三）永动机不可能制成第一类永动机：人们设想中的不消耗的机器第一类永动机违背，所以不可能制成。
高中物理 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律教案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理
第三节热力学第一定律能量守恒定律一、教学目标1、知道热力学第一定律的内容及其表达式2、理解能量守恒定律的内容3、了解第一类永动机不可能制成的原因二、教学重点与难点从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节的重点。
热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。
三、教学方法与建议问题讨论法、阅读法四、学情分析通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。
在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变？学生通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。
能量守恒定律的知识，学生一直都有，故不存在什么问题。
永动机学生虽然比较陌生，但通过影片的播放介绍，学生应该能够有所了解。
五、教学过程（一）引入新课[问题]：改变物体内能的方式有哪些？学生回答：做功和热传递。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题。
（二）新课讲授一、热力学第一定律1、思考与讨论（1）一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？学生思考回答：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
（2）一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？学生思考回答：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.（3）如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？学生思考后应该能够得出ΔU = W + Q的结论。
人教版高二物理 热力学定律 导学案(含答案,精排版) 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
§10.3 热力学第一定律能量守恒定律【目标及达标标准】1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其表达式，会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题2．理解和掌握能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律,会用能量转化和守恒的观点分析物理现象3．知道第一类永动机是不可能实现的【重点、难点】热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定【教学方法】合作探究【教学用具】多媒体【物理背景、物理模型】饱和汽、湿度【导读导思】达标标准：思考并完成下列问题和任务，并能独立向别人表述出来（书面或口述）自主学习、课前诊断先通读教材，画出本节课中的基本概念及物理规律，回答导学案预习中涉及的问题，独立完成，限时25分钟。
一、热力学第一定律：阅读课本第54页“热力学第一定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论1】一定质量的气体，被活塞密封在气缸内．问题1：如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与气体对外做功，会引起气体内能怎样的变化？问题2：如果外界与气体之间没有做功，那么气体吸热与放热会引起气体内能怎样的变化？问题3：如果气体跟外界同时发生做功和热传递的过程，W、Q、△U的正负号如何确定？问题4：W、Q、△U三者都有正负，它们的关系怎样？【思考与讨论2】一定质量的气体，如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J．问题5：外界对气体做功，还是气体对外界做功？问题6：气体内能的变化量是多少？问题7：内能增加了还是减少了？【案例探究1】一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J．问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况又怎样？二、能量守恒定律：阅读课本第54-55页“能量守恒定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论3】能量守恒定律不是由某一个人通过某一项研究而得到的，从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的思想．问题8：历史上有哪些科学家曾经在这一方面做过探索？问题9：这些科学家都在哪些方面做出了贡献？问题10：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体.能量在转化或转移的过程中遵循什么规律？问题11：做功和热传递都可以改变物体的内能，那么这两种方式在改变物体内能的本质上有什么区别吗？问题12：能量守恒定律有什么重要意义？能量守恒定律使人们找到了研究自然现象的公共量度—能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性．三、永动机不可能制成：阅读课本第55-56页“永动机不可能制成”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论4】据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘上等间隔地安装了12根可活动的锤杆,如图所示．他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去．问题12：不用能量的概念，你能不能说明它不会“永动”？问题13：什么是第一类永动机？问题14：为什么第一类永动机不可能制成？【案例探究3】有一种所谓“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？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？【巩固练习】1.达标标准：（1）每道题都能独立做出来，并总结涉及的知识点；（2）尝试总结出常见题型及其做法。
高中物理选修三 新教材 学习笔记第3章 2 热力学第一定律-3 能量守恒定律
2热力学第一定律3能量守恒定律[学习目标] 1.理解热力学第一定律，并会运用于分析和计算.2.理解并会运用能量守恒定律.3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因．一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式：________与________．两者对改变系统的内能是________．2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的________与外界对它所________的和．3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝________.4．热力学第一定律的应用：(1)W的正负：外界对系统做功时，W取______值；系统对外界做功时，W取______值．(均选填“正”或“负”)(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取____值；系统向外界传递的热量Q取______值．(均选填“正”或“负”)二、能量守恒定律1．探索能量守恒的足迹2．能量守恒定律能量既不会凭空______，也不会凭空________，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量____________．3．永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地____________的机器．(2)第一类永动机由于违背了______________，所以不可能制成．1．判断下列说法的正误．(1)一个系统的内能增加量等于外界向它传递的热量．()(2)物体与外界没有热交换，物体的内能也可能是增加的．()(3)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．()(4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的．()2．气体膨胀对外做功80 J，同时从外界吸收了100 J的热量，则它的内能()A．减小20 J B．增大20 JC．减小220 J D．增大220 J一、热力学第一定律导学探究如图所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，汽缸向外界传递10 J的热量，气体内能改变了多少？若推动活塞对汽缸内气体做功10 J 的同时，汽缸向外界传递10 J的热量，气体的内能改变了多少？知识深化1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定符号W Q ΔU＋体积减小，外界对热力学系统做功热力学系统吸收热量内能增加－体积增大，热力学系统对外界做功热力学系统放出热量内能减少2.气体状态变化的几种特殊情况(1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或系统对外界)做的功．(2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，系统内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量．(3)等温过程：一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统向外界放出的热量(或系统从外界吸收的热量等于系统对外界做的功)．3．判断气体是否做功的方法一般情况下看气体的体积是否变化．(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0.(2)若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0.例1(2021·舟曲县第一中学高二期末)一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是()A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J例2(2021·济南市期中)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2 m．现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105 Pa.已知活塞的横截面积为0.04 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2 000 J，则封闭气体的内能变化量为()A．400 J B．1 200 JC．2 000 J D．2 800 J二、能量守恒定律永动机不可能制成导学探究如图为一种所谓“全自动”的机械手表，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？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？知识深化1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、核能等．(2)各种形式的能，通过某种方式可以相互转化．例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．第一类永动机不可能制成的原因分析如果没有外界供给热量而对外做功，由ΔU＝W＋Q知，系统内能将减小．若想源源不断地做功，在无外界能量供给的情况下是不可能的．例3(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是()A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了例4如图所示，上端开口、粗细均匀的U形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h.现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中()A．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用导学探究如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图像基础上思考以下问题：(1)在变化过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能如何变化？知识深化热力学第一定律与理想气体状态方程结合问题的分析思路：(1)利用体积的变化分析做功情况．气体体积增大，气体对外界做功；气体体积减小，外界对气体做功．(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少．(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，则Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程．例5一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为T A＝300 K，试求：(1)气体在状态C时的温度T C；(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？例6(2021·南京市高二期末)如图所示，一个开口向下内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上．汽缸口设有卡口，厚度不计的活塞横截面积S＝2×10－3 m2，质量m＝4 kg，活塞只能在汽缸内活动，活塞距汽缸底部h1＝20 cm，距缸口h2＝10 cm.汽缸内封闭一定质量的理想气体．已知环境的温度为T1＝300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2，汽缸与活塞导热性能良好．升高环境温度使活塞缓慢下降到缸口，继续升高温度至T2＝900 K时．(1)求此时气体压强；(2)在此过程中气体从外界吸收Q＝30 J的热量，求气体内能的增加量ΔU.针对训练1(2021·盐城市高二期末)如图所示，粗细均匀的玻璃管，长为L、内横截面积为S，将其固定在水平面上并保持平衡状态，A端封闭，B端开口，在B端用厚度不计的轻质活塞进行封闭，用力推活塞缓慢向里移动x时停止，该过程推力对活塞做功为W F.设整个过程管内气体温度不变，管内气体视为理想气体，活塞与玻璃管壁间的摩擦不计，外界大气压强为p0.求：(1)活塞移动x时，管内气体压强p x；(2)活塞移动x过程，气体与外界传递的热量Q.针对训练2(2022·南通市高二期末)如图所示，一绝热汽缸质量m＝20 kg、深度H＝25 cm，放在水平地面上，汽缸与地面的动摩擦因数μ＝0.5.轻质绝热活塞面积S＝100 cm2与轻杆连接固定在竖直墙上，轻杆保持水平，光滑活塞与汽缸内壁密封一定质量的理想气体，气体温度为t0＝27 ℃，活塞到汽缸底的距离为h＝22 cm，杆中恰无弹力．现用缸内的加热装置对缸内气体缓慢加热，气体的内能满足关系式U＝aT(a＝2.0 J/K)，汽缸与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2.求：(1)汽缸相对地面刚开始滑动时，缸内气体的温度T；(2)汽缸滑动后，继续缓慢加热，汽缸缓慢移动，直至活塞恰到汽缸口，求这个过程气体吸收的热量Q.。
高中物理第十章热力学定律第三节热力学第一定律能量守恒定律课堂探究学案新人教选修
第三节热力学第一定律能量守恒定律课堂探究探究一热力学第一定律问题导引1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：(1)如果外界对物体做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？(2)如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？提示：(1)一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做功为W，它的内能就增加W；(2)物体对外界做功为W，它的内能就减少W。
2．一个物体，外界既没有对它做功，它也没有对外界做功，那么：(1)如果物体从外界吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？(2)如果物体向外界放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？提示：(1)如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体从外界吸收热量Q，它的内能就增加Q；(2)物体向外界放出热量Q，它的内能就减少Q。
3．如果某一过程中，物体跟外界同时发生了做功和热传递，那么，该物体内能的变化ΔU与热量Q及做的功W之间又满足怎样的关系呢？提示：ΔU＝W＋Q。
该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫作热力学第一定律。
名师精讲1．热力学第一定律的意义热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。
此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
2．热力学第一定律的符号法则(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
4．判断是否做功的方法一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化。
(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W＜0；(2)若物体体积变小，表明外界对物体做功，W＞0。
高中物理选修3-3教案《热力学第一定律 能量守恒定律》
热力学第一定律能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用ΔU=W+Q 分析和计算问题。
2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。
会用能量守恒的观点分析物理现象。
3．能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。
4．了解第一类永动机不可能制成的原因。
（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。
（三）情感、态度与价值观1．学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。
2．感受英国科学家焦耳勤奋、刻苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。
教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。
教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。
教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。
教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。
（二）进行新课1．热力学第一定律［投影］1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2．一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？［学生解答思考题］教师总结：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
高中物理热力学第一定律教案
高中物理热力学第一定律教案引言：热力学是物理学中的重要分支，旨在研究热能与功的转换关系以及物质的热平衡状态。
在高中物理教学中，热力学的学习对学生的科学素养和物理思维的培养至关重要。
本教案将以高中物理热力学第一定律为核心内容，通过理论讲解和实验探究相结合的方式，帮助学生深入理解热力学的基本原理和应用。
一、知识概述1. 定义：高中物理热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明在一个孤立系统中，能量可以相互转化，但总能量不会增加或减少。
2. 表示形式：ΔU = Q - W，其中ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热量，W代表功。
二、理论讲解1. 系统内能的概念系统内能是指物体中分子的热运动能量总和。
分子运动越剧烈，其内能越高。
2. 吸热和放热吸热是指系统从外界吸收热量，其符号为正；放热是指系统向外界释放热量，其符号为负。
3. 功的概念和形式功是指外界对系统做的可逆过程中的能量转移。
根据形式的不同，功可以分为以下几种情况：- 体积无限长做功：W = -PΔV，其中P代表压强，ΔV代表体积变化。
- 力沿直线做功：W = Fdcosθ，其中F代表力，d代表位移，θ代表力和位移间的夹角。
4. 第一定律的表达形式根据能量守恒定律，系统内能的变化等于吸热量与对外做的功的代数和。
三、实验探究为了加深学生对热力学第一定律的理解，我们将进行以下实验：1. 实验目的：通过加热水的方式，观察热能转化和功的变化。
2. 实验材料：烧杯、热水、温度计、测量缸、线圈等。
3. 实验步骤：a. 将温度计插入热水中，记录初始温度。
b. 加热水，直到水温升高一定程度。
c. 实时观察并记录温度变化。
d. 探究热能转化和功的关系，并记录结果。
4. 实验结果：实验结果表明，随着温度的升高，系统内能增加，吸热量增加，同时对外做的功也增加。
四、拓展应用热力学第一定律在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些典型的例子：1. 热机工作原理：汽车引擎、蒸汽机等都是基于热力学第一定律的热机。
高中物理第十章10.3热力学第一定律能量守恒定律教案选修3_3
10、3 热力学第一定律能量守恒定律教学目标：1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算知识与技能：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，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
4、知道第一类永动机是不能实现的。
过程与方法：促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。
情感态度与价值观：注重激发学生学习物理的情趣和振兴中华的使命感和责任感重点、难点：热力学第一定律教具：多媒体课件课前复习试说出下述现象中是哪种方式改变了物体的内能，属于做功方式的是，属于热传递的是。
①搓搓手会感到手暖和些②汽油机气缸内被压缩的气体③把手放在火炉旁取暖④物体在阳光下被晒热⑤打气时，胎内气体温度不变升高⑥电流通过电炉丝使温度升高⑦在阳光照射下水的温度升高⑧铁锤打铁块使铁块温度升高⑨在炉火上的水被烧开⑩用嘴对手呵气给手取暖说明：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，如果在一过程中既有做功又有热传递，那么物体的内能的变化如何求？这就是今天我们要学习的《热力学第一定律能量守恒定律》。
课前预习：一定质量的气体从外界吸收了3.2×105J的热量，同时外界对气体做了1.8×105J的功，问：物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？教学过程：一、热力学第一定律。
1、写出热力学第一定律的文字表述。
2、写出热力学第一定律的数学表达式。
3、回答课本p54思考与讨论的问题。
总结△U，Q，W几个量取正、负的意义。
做功W 热量Q 内能的改变ΔU取正值“+”取负值“－”例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（）A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104JB.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105JC.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104JD.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J二、能量守恒定律。
高中物理《热力学第一定律 能量守恒定律》导学案
第3节热力学第一定律能量守恒定律1．理解热力学第一定律，能应用热力学第一定律分析和解决实际问题。
2．理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
3．知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。
一、热力学第一定律1．功和热：□01做功和□02热传递这两种方法在改变内能方面是等效的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。
2．内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的□03热量与外界对它所做的□04功的和。
3．数学表达式：ΔU□05Q＋W。
二、能量守恒定律1．大量事实证明：各种形式的能可以相互转化，并且在转化过程中□01总量不变。
2．能量守恒定律：□02能量既不会凭空产生，也不会凭空□03消失，它只能从一种形式□04转化为另一种形式，或者从一个物体□05转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的□06总量保持不变。
3．定律表明(1)各种形式的能可以互相□07转化。
(2)各种互不相关的物理现象可以用能量转化和守恒定律联系在一起。
三、永动机不可能制成1．第一类永动机：它不需要任何□01动力或□02燃料，却能不断地对外做功。
2．失败原因：违背了□03能量守恒定律。
判一判(1)对物体做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变。
()(2)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的。
()(3)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。
() 提示：(1)×(2)×(3)√课堂任务热力学第一定律对热力学第一定律的理解1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了做功和热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位统一为国际单位制中的焦耳。
2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定符号W Q ΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少3．几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，外界对物体所做的功等于物体内能的增量。
选修优选热力学第一定律教案
第 3 节热力学第必然律目标导航1．知道热力学第必然律的内容及其表达式2．理解能量守恒定律的内容3．认识第一类永动机不能能制成的原因诱思导学1.热力学第必然律（1）. 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传达的热量与外界对它所做的功的和。
这个关系叫做热力学第必然律。
其数学表达式为：U=W+Q（ 2）. 与热力学第必然律相般配的符号法规做功 W热量Q内能的改变U系统从外界吸取外界对系统做功系统的内能增加热量取负值系统对外界做功系统向外界放出系统的内能减少“－”热量（3）热力学第必然律说了然做功和热传达是系统内能改变的量度，没有做功和热传达就不能能实现能量的转变或转移，同时也进一步揭穿了能量守恒定律。
（4）应用热力学第必然律解题的一般步骤：①依照符号法规写出各已知量（ W、Q、 U）的正、负；②依照方程U=W+Q求出未知量；③再依照未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。
2.能量守恒定律⑴. 自然界存在着多种不相同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。
如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能。
⑵. 不相同形式的能量之间能够互相转变。
摩擦能够将机械能转变成内能；火热电灯发光能够将电能转变成光能。
⑶. 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变成另一种形式，也许从一个物体转移到其余物体，在转变或转移的过程中其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4). 热力学第必然律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的详尽表现。
(5). 能量守恒定律合用于任何物理现象和物理过程。
(6).能量守恒定律的重要意义第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的宽泛规律，学习这个定律，不能够满足一般理解其内容，更重要的是，从能量形式的多样化及其互相联系，互相转变的事实出发去认识物质世界的多样性及其宽泛联系，并的确成立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的见解，作为今后学习和生产实践中办理一的确责问题的基本指导思想之一。
《热力学第一定律_能量守恒定律》导学案
解答:这不是永动机。手表戴在手腕上,通过手臂的运动,机械手表获得能量, 供手表指针走动。若将此手表长时间放置不动,它就会停下来。
3.判断下列说法是否正确。 (1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。 (2)石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了。 (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒。第源自节热力学第一定律 能量守恒定律
课时10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
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,知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
4.通过对能量守恒定律的学习,认识自然规律的多样性和统一性。
5.知道第一类永动机是不可能制成的。
2.(考查能量守恒定律)汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑在这过程中( C )。 A.汽车的机械能守恒 B.汽车的动能和势能相互转化 C.机械能转化为内能,总能量守恒 D.机械能和内能之间没有转化
【解析】汽车沿斜坡匀速下滑,克服阻力做功,其动能不变、重力势能减小,即 减少的机械能转化为内能,所以C选项正确。 【点评】与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的,例如,物体的机械能 守恒,必须是只有重力或弹簧弹力做功;而能量守恒定律是没有条件的,它是一 切自然界现象都遵守的基本规律。
4.(考查热力学第一定律的综合应用)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸
收热量2.5×104 J,气体对外界做功1.0×104 J,则该理想气体的( D )。
A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小 C.温度升高,密度增大 D.温度升高,密度减小
高中物理《热力学第一定律能量守恒定律1》优质课教案、教学设计
教学设计年级组别高二物理组审阅审阅主备人使用人授课时间课题10.3 热力学第一定律能量守恒定律课型新授课课标要求（1）理解和掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义。
（2）理解热力学第一定律ΔU =W+Q 3）理解“永动机”不能实现的原理。
教学目标知识与能力在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU =W+Q，并会用ΔU =W+Q 分析和计算问题，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
过程与方法在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU=W+Q，并会用ΔU=W+Q 分析和计算问题，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观能量守恒定律是自然科学的基本定律之一，应用能量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。
教学重点1．重点内容是热力学第一定律和能量守恒定律，强调能量守恒定律是自然科学中最基本的定律。
学会运用热力学第一定律和能量守恒定律分析、计算一些物理习题。
教学难点运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。
教学方法情境导入，教师讲解，课件演示，指导学生看书教学设计教学过程环节一学习目标定位过程设计二次备课1．知识目标：能量守恒定律大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。
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另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．这就是能量守恒定律。
在学习力学知识时，学习了机械能守恒定律。
机械能守恒定律是有条件限制的定律，而且实际现象中是不可能实现的。
而能量守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律。
这规律对物理学各个领域的研究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。
它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。
4．解密“永动鸟”的奥秘，引出永动机不可能制成老师拿出一个透明管的“永动鸟”，找两个同学观察，分析“永动鸟”一直运动的奥秘，引出永动机。
高二物理选修热力学第一定律能量守恒定律教案
3. 几点说明
⑴.自然界存在着多种不同形式的运动每种运动对应着 一种形式的能量如机械运动对应机械能；分子热运动 对应内能；电磁运动对应电磁能பைடு நூலகம்
⑵.不同形式的能量之间可以相互转化摩擦可以将机械 能转化为内能；炽热电灯发光可以将电能转化为光能
3.热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定 律的具体体现
A
A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2
B．Q1=Q2 D．Q1>Q2
点拨：整个过程的内能不变 ΔU= 0
由热力学第一定律 ΔU=W总+Q总=0
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
练习4.一定量的气体吸收热量体积膨胀并对外做
功则此过程的末态与初态相比
D
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
2.热传递改变物体内能的过程是内能从一个 物体转移到另一个物体的过程
总结 能量可以由一种形式转化为另一种
形式也可以从一个物体转移到另一个物 体.
二.能量守恒定律
1. 历史过程 P54
2. 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另一种形式或者从一个物 体转移到别的物体在转化或转移的过程中其总 量不变这就是能量守恒定律
例1.一定质量的气体在被压缩过程中外界对气体 做功300J但这一过程中气体的内能减少300J 问此过程过程中气体是吸热还是放热吸收或放 出多少热量
•解：由题意知：W=300JΔU= -300J 由ΔU=W+Q可得： Q=ΔU-W =-300J-300J= -600J Q为负表示气体放热600J
• 通过前边的学习我们知道： 1.做功改变物体内能的过程是内能和其他形 式的能的转化过程
10[1].3《热力学第一定律__能量守恒定律》学案全集1(人教版选修3-3)(物理教案)
![10[1].3《热力学第一定律__能量守恒定律》学案全集1(人教版选修3-3)(物理教案)](https://img.taocdn.com/s3/m/0bef5c02482fb4daa58d4bd2.png)
10.3热力学第一定律 能量守恒定律【学习目标】：1．知道热力学第一定律的内容及其表达式2．理解能量守恒定律的内容3．了解第一类永动机不可能制成的原因【自主学习】：§10.3 热力学第一定律 能量守恒定律填一填：由于做功和热传递在改变系统内能或状态上等价的，即一定数量的功和确定数量热量相对应，故我们说：一个热力学系统内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，即叫做热力学第一定律，表达式：U Q W ∆=+。
点一点：在上式中，若U ∆取正值表示系统的内能增加，若U ∆取负值表示系统的内能减少；若Q 取正值表示系统吸收了热量，若Q 取负值表示系统放出了热量；若W 取正值表示外界对系统做了功，若W 取负值表示系统对外界做了功。
即系统内能的变化可用热量与功的和的正负来判断。
填一填：很多科学家通过对自然现象或一些实验过程的分析得出能量守恒结论，即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另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转移或转化过程中其总能量保持不变。
填一填：能量守恒定律把人们认为互不相关的各种现象、表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中，也为人类研究自然规律提供了有力的武器。
填一填：人们想要制造的不需要任何动力或燃料却能不断地对外做功的第一类永动机，却总是失败的原因是违背了能量守恒定律。
例１.物体的内能增加了20Ｊ，则 （ ）A ．一定是外界对物体做了20Ｊ的功B ．一定是物体吸收了20J 的热量C ．可能是外界对物体做了20J 的功，也可能是物体吸收了20J 的热量D ．可能是物体吸收热量的同时外界对物体做了功，且热量和功共20J解析 根据改变物体内能的两种方式是等效的原理可知，物体内能的增加、减少，并不能肯定归于做功或热传递，除非事先己知．正确选项为C 、D ．拓展 改变物体内能的方式都存在时，物体内能的变化情况由功的数值和热量共同决定． 例2． 关于物体内能的变化，以下说法正确的是A ．物体对外做功，内能一定减小B ．物体吸收热量，内能一定增大C ．一定量的0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少D ．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变解析 根据热力学第一定律ΔU ＝W+Q ，仅知道物体吸热或仅知道物体对外做功，内能的变化无法确定，选项A 、B 错误；0℃的水结成0℃的冰，既放出热量(Q<0)，又增大体积对外做功(W<0)，则ΔU 肯定小于零，即内能一定减少，故选项C 正确；若物质吸热(Q>0)，而对外做功(W<0)，当满足条件Q+W=0时，ΔU ＝0，故选项D 正确．本题的正确答案为CD ．拓展 物体内能的变化有两条途径，即做功和热传递，只有一条途径则不能判断内能的增减．所以要判断内能的变化就必须在两条途径都确定的情况下才可以．例3． 如图10－3－2所示容器，A 、B 中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水上面是大气、大气压恒定，A 、B 间带有阀门K 的管道相连，整个装置与外界绝热，开始时A 的水面比B 高，开启K ，A中的水逐渐向B 中流，最后达到平衡，在这个过程中A ．大气压力对水作功，水的内能增加B ．水克服大气压力作功，水的内能减少C ．大气压力对水不作功，水的内能不变D ．大气压力对水不作功，水的内能增加解析 打开阀门K ，平衡后两容器中水面相平，相当于将图10－3－3中画斜线部分的水从A 容器移到B 容器．水的重心下降，重力势能减少，重力对水做正功．大气压对A 容器中的水做正功，对B 容器中的水做负功，大气压的功W ＝Fh=P0sh=P0V ，因为A 中水减少的体积等于B 中水增加的体积，所以大气压对水做的总功为零．由于容器绝热，水和外界没有热交换，而重力对水做正功，由热力学第一定律可知，ΔU ＝W ＋Q ＝W>0，水的内能增加，故选项D 正确．基础训练1．关于物体内能的变化，以下说法正确的是 （ ）A.物体吸热，内能一定增大B.物体对外做功，内能可能增大C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 （ ）A.秋千的机械能守恒B.秋千的能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒3．下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( )A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体B.水平飞行并射穿木块的子弹C.在绝热的条件下被压缩的气体D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动4．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q 中关于ΔU 、W 、Q 各个物理量的正、负，下列说法中正确的是 （ ）A.外界对物体做功时W 为正，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为正B.物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为负C.物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为正D.外界对物体做功时W 为负，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为负5．对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 （ ）A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热6．为使一个与外界保持良好热交换状态的物体的内能能够明显变化，以下方法可行的是（ ）A.以较大的功率对物体做功B. .以较小的功率对物体做功C.该物体以较大的功率对外做功D. 该物体以较小的功率对外做功7．图10.3-1A经B至C的P—1V图线，则在此过程中（）A.气体的内能改变B.气体的体积增大C.气体向外界放热D.气体对外界做功图10.3-18．从10m高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40﹪转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]9．一个透热良好的气缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J 的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0.2℃，假设盛水容器绝热。
高二物理(人教版教科版通用)热力学第一定律能量守恒定律1教学设计
热力学第一定律、能量守恒定律莫艳萍一、教材分析：本节教学内容选自人教版选修3-3热力学定律。
本章的核心物理观念能量，能量贯穿这整个高中物理的学习。
在学习节内容之前，学习了功和内能，热和内能，热力学第一定律的学习，将继续巩固内能概念的理解，将内能的宏观定义和微观解释相结合，。
同时热力学第一律是发展学生能量观的重要内容，将前面学习的力学范围的机械能守恒定律，电学范围的闭合电路欧姆定律、楞次定律，结合本节热学领域的热力学第一定律等各个物理学领域的能量转化关系综合起来，上升到普遍适用的能量守恒定律，是学生能量观的一次完善和发展。
教材是以做功和热传递在改变内能方面是等价的来引入，得出热力学第一定律，通过讨论和思考辨析概念，明确物理量正负的含义。
再以机械能守恒定律为切入点介绍更普遍适用的能量守恒定律的发现过程，分别介绍了迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的突出贡献。
并以中微子发现和永动机不可能制成的事实来说明能量守恒定律的普适性。
二、学情分析：经过前一阶段的学习，学生对生活中做功、热传递改变内能的现象较为熟悉，但是做功、热传递与内能变化的定量关系并不清楚，对功、热量是过程量，内能是状态量需要进一步的巩固，对内能这一概念的理解还需要进一步的深入。
另外，学生对能量转化现象有着丰富的认识，并且对不同形式能量间的转化已经定性的了解到了定量的描述，通过力学、电磁学的学习，在问题解决过程中也能够初步的运用能量的观点分析。
经过机械能守恒定律、动量守恒定律的学习，对守恒思想、科学史上物理学家对守恒量的追寻有一定的了解。
但学生对能量描述物理过程的普适性，对能量守恒定律的建立过程，科学家的艰辛探索历程并不清楚。
对物理学的发展中理论和实验相互促进的关系的理解、科学技术社会三者间的关系等科学本质理解有待进一步的加强。
三、教学设计思想高中物理课程的目标是培养学生物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等核心素养，结合本节内容的特点，充分挖掘物理学史，显化科学思维、科学态度与责任的教育，促进学生物理学科核心素养的培养。
高中物理-高二热力学第一定律能量守恒定律教案
高中物理-高二热力学第一定律能量守恒定律教案教学目标：1. 理解热力学中的能量守恒定律，即第一定律。
2. 掌握能量守恒定律的基本概念和公式。
3. 能够通过应用能量守恒定律解决实际问题。
教学重点：能量守恒定律的概念和应用。
教学难点：能量守恒定律的应用。
教学方法：讲授法、探究法、案例分析法、归纳法。
教学手段：黑板、彩色笔、PPT。
教学准备：教材、习题册、PPT课件。
教学过程：一、导入（5分钟）教师通过向学生提问开展导入环节，引导学生回顾热力学的内容，例如热和温度之间的区别，温度与热量的关系等。
二、讲授（25分钟）1. 能量守恒定律的概念教师介绍能量守恒定律的基本概念，即能量不能被创造或毁灭，只能由一种形式转化为另一种形式，能量的总量在任何时刻都保持不变。
2. 能量守恒定律的公式教师通过示意图展示能量守恒定律的公式：$\Delta E=\DeltaQ-\Delta W$，其中$\Delta E$表示系统内部能量的变化量，$\Delta Q$表示系统所吸收的热量，$\Delta W$表示系统所做的功；讲解各项表达式的含义和单位。
3. 能量守恒定律的应用教师通过案例分析法和归纳法，引导学生掌握能量守恒定律的应用方法和技巧。
三、练习（25分钟）教师布置若干道练习题，学生结合教师的讲解，独立或小组完成练习题，检查掌握情况。
四、总结（5分钟）教师通过提问的方式，帮助学生回顾本节课的重点内容，加强记忆。
五、作业（无）教师以巩固知识为目的，不布置任何作业。
教学反思：本节课通过讲授法和案例分析法，让学生掌握了热力学中能量守恒定律的概念和应用方法。
应用能量守恒定律解决实际问题是学生从理论角度深入了解能量守恒定律的重要手段。
教学过程中，教师还可以增加学生的动手能力，引入更多实验环节，提高学生的学习兴趣和求知欲。
热力学第一定律及能量守恒定律(学案)2016
热力学第一定律及能量守恒定律（学案）1、学习目标1.1知识和技能（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，知道能量守恒定律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）知道第一类永动机是不能实现的。
1.2过程和方法通过本次课堂学习，提高自己的自主学习能力，以及培养自己乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。
1.3情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。
（2）注重激发自己学习物理的情趣和社会责任感、使命感。
（3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。
2、学习重点和难点重点：热力学第一定律的理解和应用难点：能量守恒定律的理解3、学习过程【概念引入】利用探究实验引入概念探究：怎样使铁丝的温度升高（内能增加）？实验器材：一段铁丝，棉布，打火机方案一：____________________________________.方案二：____________________________________.做功和热传递都能改变物体的内能，这就是我们今天要学习的热力学第一定律的知识，请同学们自主阅读教材内容，完成学案中基础知识（一）基础知识(一)：热力学第一定律1.功和热：和这两种方法在改变内能方面是的，即一定数量的功与的热相对应。
2.定律内容：________________________________________________.3.表达式：________________________________________________.引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递，那么在这个变化过程中∆U、Q、W几个量的正、负值应该怎么取呢？思考与讨论(一)：表达式中∆U、Q、W几个量的正、负取值一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J,同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？请同学们通过对上面题目的解答，归纳总结出热力学第一定律的符号法则：即时巩固：2009江苏高考物理卷若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________（填“吸收”或“放出”）的热量是_______J。
教科版选修3-3 第4章 第2节 热力学第一定律
第2节热力学第一定律一、改变物体内能的两种方式1．改变内能的两种方式：做功和热传递。
2．做功：外力对物体做功，可以使物体的内能增加。
3．热传递：没有做功而使物体内能改变的物理过程。
4．做功和热传递对物体内能的改变是等效的，但本质不同。
二、热力学第一定律1．定义：功、热量跟内能改变之间的定量关系。
2．数学表达式：ΔU＝Q＋W。
1．判断：(1)物体吸收热量，内能一定增大。
( )(2)物体对外做功，内能一定减小。
( )(3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。
( )(4)物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变。
( )答案：(1)×(2)×(3)√(4)×2．思考：运用所学物理知识分析古代人“钻木取火”的原理是什么？提示：“钻木取火”即人对木头做功，使木头的内能增大，温度升高，当温度达到木头的着火点时，木头便开始燃烧，即利用做功的方式改变木头的内能。
1.2内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。
要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方式来完成。
热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。
有过程，才有变化，离开过程则毫无意义。
就某一状态而言，只有“内能”，不能谈到“热量”或“功”。
(1)内能是状态量，热量、功是过程量。
(2)热量、功、内能本质是不同的。
1．物体的内能增加了20 J，下列说法中正确的是( )A．一定是外界对物体做了20 J的功B．一定是物体吸收了20 J的热量C．一定是物体分子动能增加了20 JD．物体分子的平均动能可能不变解析：选D 做功和热传递都可以改变物体内能，物体内能改变20 J，其方式是不确定的，因此A、B 错误；物体内能包括所有分子的平均动能和分子势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定，故C错误。
1.(1)对ΔU＝Q＋W的理解：热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的定量表述推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q 表示外界与物体间传递的热量。
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高中物理热力学第一定律能量守恒定律导学
案教科版选修
能量守恒定律课标：
１、通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程。
体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
２、认识热力学第一定律。
理解能量守恒定律。
用能量守恒观点解释自然现象。
体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
学习目标：
1、了解热力学第一定律，并会用其数学表达式进行简单的计算
2、理解热力学第一定律中各量的正负号的含义
3、理解能量守恒定律，能用其解释一些常见的现象
4、知道是什么是第一类永动机，不能制成的原因是违背了能量守恒定律重点和难点：
1、利用热力学第一定律和能量守恒定律分析计算一些常见的物理习题
2、热力学第一定律中各量的正负的取值课程导学：
1、内能的决定因素改变物体内能的两种方式和
2、区分内能、热量、功预习：
一、热力学第一定律
1、内容：
2、表达式：
3、公式中各量的符号：
① ΔU：内能增加，取值；内能减少取值② W：外界对系统做功，即系统对外界做负功，取值；系统对外界做功，即外界对系做负功，取值③ Q：系统从外界吸收热量，即外界向系统传递热量，取值系统向外界放出热量，即外界从系统吸收热量，取值
【练习１】
一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8104J的功，气体的内能减少了
1、2105J，则下列各式中正确的是（）
A、W=8104J，ΔU =
1、2105J ，Q=4104J
B、W=8104J，ΔU =－
1、2105J ，Q=－2105J
C、W=－8104J，ΔU =
1、2105J ，Q=2104J
D、W=－8104J，ΔU =－
1、2105J ，Q=－4104J
【练习2】
一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
二、能量守恒定律
1、内容：能量既不会凭空，也不会凭空消失，它只能从一种形式另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在的过程中其保持。
2、以为基础的热力学第一定律，实际上就是内能与其他形式的能发生转化时的。
思考：机械能守恒定律与能量守恒定律的区别与联系？
【练习３】
自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
（）
A、秋千的机械能守恒
B、秋千的能量正在消失
C、只有动能和重力势能的相互转化
D、减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
【练习４】
下列说法中不正确的是（）
A、电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过热传递的方式实现的
B、气体膨胀，它的内能一定减少
C、在光滑的斜面上由静止释放而下滑的物体内能增加了
D、当物体的温度升高时，一定吸收了热量
三、永动机不可能制成
1、第一类永动机指的是
2、失败的原因是：
课堂练习
1、一定质量的理想气体从状态A经B到C的图像，则在此过程中（）ABCP1/V0
A、气体的内能改变
B、气体的体积增大
C、气体向外界放热
D、气体对外界做功
2、恒温水池中，一个气泡缓慢向上升起，在上升过程中（）
A、气泡的体积不变，内能减少，放出热量
B、气泡的体积缩小，内能不变，放出热量
C、气泡的体积增大，内能不变，吸收热量
D、气泡的体积不变，内能增加，吸收热量
3、一定质量的气体从外界吸收了
4、2105J的热量，同时气体对外做了6105J的功，则：
（1）气体的内能是增加了还是减少了？变化量是多少？
（2）分子势能是增加还是减少？
（3）分子的平均动能是增加还是减少?自我检测１、在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（）
A、外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时
ΔU为正
B、物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时
ΔU为负
C、物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时
ΔU为正
D、外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时
ΔU为负２、物体的内能变化，下列说法正确的是：（）
A、物体对外做功，内能一定减少
B、物体吸收热量，内能一定增大
C、物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D、物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变３、对于一个标准大气压下，00C的水变成00C的冰的过程中，下列说法中正确的是：（）
A、水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B、水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C、水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D、水的内能减少，对外界做功，向外界放热４、下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( )
A、在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B、水平飞行并射穿木块的子弹
C、在绝热的条件下被压缩的气体
D、在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
5、对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（）
A、水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B、水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C、水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D、水的内能增加，对外界做功，向外界放热
6、为使一个与外界保持良好热交换状态的物体的内能能够明显变化，以下方法可行的是（
）
A、以较大的功率对物体做功
B、以较小的功率对物体做功
C、该物体以较大的功率对外做功
D、该物体以较小的功率对外做功７、从10m高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40﹪转化为水的
内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c=
4、2103J/（kg℃）]
８、一个透热良好的气缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0、2℃，假设盛水容器绝热。
问：压缩前后缸内气体的内能变化了多少？课堂反馈
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