10.1功和内能(教案).pdf
10.1 功与内能10.2 热与内能 课件
例1 (2019年高考福建卷)如图10－1－2所示， 一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发 生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝 热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使 活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减 小．若忽略活塞与容器壁间的摩做功与内能的变化关系： Δ_U_＝__W_____.
• 四、热和内能
• 1．传热：热量从高温物体传到低温物体的过 程．
• 系2统．内关能系描述：热量是在单纯的传热过程中 ___________变Δ化U＝的Q量度．
• 3．公式表达：__________.
2019/9/13
核心要点突破
但由于右侧为真空，气体自由膨胀不做功，因 而内能不变，温度不变，选C.
2019/9/13
类型二 传热和内能变化的关系
例2 在外界不做功的情况下，物体的内能增加了 50 J，下列说法中正确的是( ) A．一定是物体放出了50 J的热量 B．一定是物体吸收了50 J的热量 C．一定是物体分子动能增加了50 J D．物体的分子平均动能可能不变
2019/9/13
• 变式训练1 (2019年湖北八校联考)如图10－1－ 3所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气 体，右侧为真空．现将隔板抽掉，使左侧气体 自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中(不计气 体的分子势能)( )
2019/9/13
图10－1－3
• A．气体对外界做功，温度降低，内能减少 • B．气体对外界做功，温度不变，内能减少 • C．气体不做功，温度不变，内能不变 • D．气体不做功，温度不变，内能减少 • 解析：选C.抽掉隔板后，气体膨胀体积增大，
数量只由过程始末两状个态________决定而与做功 方的式_______无关． • 三、内能 • 1．内能概念：任何一个热力学系统都存在一 依个赖_于__系__统__自__身__状__态________的物理量，
第十章 热力学定律 10.1功和内能 10.2热和内能 导学案
第十章热力学定律
10.1功和内能10.2热和内能导学案
一、学习目标
1．知道什么是绝热过程。
2．理解做功与内能改变的数量关系。
3．知道热传递的三种方式。
4．理解热传递是改变系统内能的一种方式。
知道传递的热量与内能变化的关系。
5．从热力学的角度认识内能的概念。
知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。
二、自学填空
非常学案P48
三、预习问题
1、什么是绝热过程？焦耳实验的前提条件是什么？下面是焦耳的两个实验：
第一个实验结论：
第二个实验结论：
总结论：
2、在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。
1)类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无关？
2)内能的微观定义是什么（第七章）？内能的宏观定义是什么（本节）？
3)内能的增加量△U与外界对系统所做的功W二者关系，即：
3、什么叫做热传递？热传递的条件是什么？热传递的三种方式？热传递的实质是什么？
4、传递的热量与内能改变的关系
5、改变系统内能的两种方式是什么？有什么区别？
四、典型例题
《常学案》P49例1、P50例2 、P51例3
小结：
五、提升训练
A组
课本P51页1、2、3课本P53页1、2
B组《非常学案》P50 随堂2、3、5 《非常学案》P6 随堂1、4 六、课后反思。
10.1-2-3 功和内能、热和内能、 热力学第一定律 能量守恒定律
3．下列关于热量的说法，正确的是( CD )
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，而内能是一个状态量
做功
改变内能的两种方式 热传递
对内 对外
（外界对物 （物体对 体做功） 外界做功）
内能增加 内能减少
U W
吸热
（物体从 外界吸热）
（1）热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做 热传导。
（2）对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程 （3）热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热 辐射。
二、热量
1、定义：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
（1）在单纯的热传递过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增 加多少，即Q吸=△U 。（2）在单纯的热传递过程中，系统向外界放出多少 热量，系统的内能就减少多少，即Q放= -△U。
3、热传递具有方向性：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。 4、做功和热传递在改变内能上的比较
（1）做功和热传递在改变内能上是等效的。
结论：做功使得物体（密闭气体）温度升高，即做功可以改变物体的内能。
焦耳的实验
焦耳
詹姆斯·普雷斯科 特·焦耳（1818年12月24 日－1889年10月11日）， 英国物理学家，出生于曼 彻斯特近郊的沙弗特 。起 初研究电学和磁学. 1840 年在英国皇家学会上宣布 了电流通过导体产生热量 的定律，即焦耳定律.焦 耳测量了热与机械功之间 的当量关系——热功当量， 为热力学第一定律和能量 守恒定律的建立奠定了实 验基础.
物理选修33教案功和内能
物理选修33教案功和内能物理选修3-3教案-10.1功和内能普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－3[人教版]第十章热力学定律1功和内能一、教学目标1. 通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系．2. 理解什么是绝热过程．3. 明确内能是仅与物体的自身状态有关的物理量．4. 理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ二、教学重点：理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ三、教学难点：通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系四、教具准备:叶片、两条绳子、滑轮、重物、盛水的容器、叶片等五、学具准备：有机玻璃筒、活塞、易燃物质等六、教学过程：（一）实验过程：有机玻璃筒中放少许易燃物质，在迅速向下压活塞时会看到筒内物质燃烧起来，为什么？（让学生自己做实验，并分析原因）分析：现象——物质燃烧起来↓物质燃烧的条件——有助燃物，温度上升到着火点（在此题中说明筒内温度在向下压活塞时上升了）↓筒内温度上升充分说明在向下压活塞时筒内气体内能增加了↓结论：对气体做正功时，气体内能可以增加。
扩展：刚才做实验时下压活塞的速度非常快，如果我们慢慢压活塞又会怎样？（做实验观察现象，并分组讨论找出原因）结果：不容易看到燃烧现象。
原因：虽然也对气体做了等量的正功，但是由于筒壁能向外放热，所以气体温度很难上升到着火点。
说明：虽然这个实验很简单，但是为方便理解下面焦耳的热功当量实验，我们把这个实验过程设计的尽量详细，以启发学生的思维。
在教学环节处理上注意了这样两个细节：一是让学生亲自上讲台做演示实验，这样可以锻炼学生的动手能力，让学生充分参与到教学活动中，体现了学生的主体地位，课堂上师生互动效果也很好，比老师自己做学生在下面看效果要好。
二是对应实验现象设计的两个问题，让学生通过观察现象并讨论思考得出结论，这样可以锻炼学生的观察能力，分析并思考问题的能力。
对第二个问题让学生分组讨论，这样可以锻炼学生的合作意识，让他们体验到合作学习的快乐，也体现了教师为主导学生为主体的教学理念，让学生充分参与到教学活动中。
10.1 功和内能教案
第一节功和内能一、教学目标1、知道什么是绝热过程。
2、从热力学的角度认识内能的概念。
3、理解做功与内能改变的数量关系。
4、知道内能和功的单位是相同的。
二、教学重点与难点做功和物体的内能之间的关系是本节的重点；将热力学从宏观的角度定义的内能，与分子动理论从微观的角度定义内能，二者的统一是难点。
三、教学方法与建议实验法、分析比较法四、学情分析本节首先通过对焦耳的热功当量的实验的介绍，提出了绝热过程的概念。
另外通过介绍其它一些在绝热过程中做功改变物体能量的例子，引出了对内能概念的介绍。
整个前半部分学生应该没有什么问题，但在内能概念的介绍，以及从微观和宏观角度去理解对内能概念的统一解释，可能部分学生存在一定的困难。
五、教学过程（一）新课引入[问题]什么叫内能？与哪些因素有关？学生思考回答：物体内所有分子动能与势能的总和叫做物体的内能。
与物体的温度和体积有关。
[问题]质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？学生思考回答后教师归纳：温度变时分子动能变，体积变时分子势能变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。
如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。
再如，0O C的冰熔化成0O C水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能。
[演示实验]用课件演示压缩气体做功后，是密闭容器内的硝化棉自燃的现象，说明压缩气体做功后增加气体内能的事实。
[演示实验]用课件演示焦耳热功当量实验。
介绍：1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。
（二）新课学习1、绝热过程（1）定义：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，这样的过程叫绝热过程。
高二物理《功和内能》教案
高二物理《功和内能》教案1、内能：物体内全局部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：由于分子在不停地做着无规章热运动而具有的动能。
它与物体的温度有关〔温度是分子平均动能的标志〕。
3、势能：分子间存在互相作用力，分子间具有由它们的相对位置确定的势能，这就是分子势能。
它和物体的体积有关。
4、内能：与物体的温度和体积有关。
依据商量结果，小结：通常状况下，对固体或液体，由于体积改变不明显，主要是通过温度的改变来推断内能是否转变。
二、新课教学。
1、提出问题、商量。
问：如何转变物体的内能呢？〔可以转变物体的温度或体积。
〕问：物体内能的改变可以通过什么表现出来呢？或者说怎样推断一个物体〔如一杯水、一块铁块〕的内能是否转变呢？把预备好的钢丝拿出来，想方法让你手中的钢丝的内能增加。
2、查找解决问题的方法。
商量：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，一边体验内能是不是已经增加了。
把摩擦、折、敲打、锯写在一起，把烧、晒、烤、烫、冻或者冰写在一起。
3、学问的提练。
问：比拟一下，本质上有什么相同或不同点。
〔阅读课本38~39页倒数第四段。
〕刚刚所想到的方法，它们之间有何不同？能不能把这些方法分分类？答：可以分为做功和热传递两类。
其中，摩擦、折、敲打、锯是属于做功，烧、晒、烤、烫、冰属于热传递。
演示课本38页的试验。
〔渐渐地压缩看能不能使棉花燃烧起来。
〕问：刚刚两次试验，为什么会消失结果的'不同？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进展热交换，其温度会突然上升，至乙醚的着火点，它便燃烧起来。
而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进展热交换，它的温度就不会上升太多，达不到乙醚的着火点，那么不燃烧。
阅读课本39页试验，分析气体对外做功的状况。
问：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功转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；冬天，手冷时，两手相互搓一搓；古人钻木取火等等。
高中物理人教版选修3-3+第10章+1+功和内能+教案(3)+Word版含解析
10.1功和内能教学设计一、教学目标： 物理观念：1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．理解内能的改变与做功的方式、过程无关。
5．知道内能和功的单位是相同的。
科学思维：1、通过观察、思考，知道物体的内能是物体的一个状态量。
2、通过类比方法顺利建立内能的概念。
实验探究：1、能在探究功和内能的问题中，发现问题、分析原因、建构模型、解决问题。
2、通过学习活动，培养学生观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
科学态度与责任:1、初步形成热爱自然、勇于探索、善于合作、积极交流的科学态度。
2、通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
二、教学重点：1、做功与内能改变的关系。
2、内能的概念 三、教学难点：1、内能概念的建立 四、教学用具干电池、锡箔纸、棉花、空气压缩引火仪、乙醇、温度传感器、矿泉水瓶、自制演示实验一套、多媒体教学设备等五、教学流程六、设计思想本节课是人教版物理选修3-3第十章第一节，本节内容在力学能量守恒定律之后和热学中的热力学定律之间起到承上启下的作用，是学习后续内容的基础。
学生在此前已经学习了分子动理论、物态变化等内容，为本节课做了知识储备。
本课的难点是建立内能的概念和理解做功与内能改变的关系，为了将这一抽象概念具体化，设计思路是通过物理现象充分让学生在具体的演示实验和实验探究中观察、思考、分析，继而通过教师系统对外做功 演示：实验2得出 结论 小结本 节课 巩固 提高 情境1 引入课题 演示实验1 视 频 播 放 得出 结 论 焦耳两大 实验分析 总结功 能关系 类比法：建内能概念 加深对内能的理解的引导得出并理解相应的物理规律。
2019-2020学年度人教版选修3-3 10.1功和内能 教案(6)
10.1功和内能教学设计一、教学目标：知识与技能：1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．理解内能的改变与做功的方式、过程无关。
5．知道内能和功的单位是相同的。
过程、能力与方法：1．通过观察、思考，知道物体的内能是物体的一个状态量。
2．通过学习活动，培养学生观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
3．通过类比方法，使学生顺利建立内能的概念。
态度与价值观：1．通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
2．通过实验活动，培养学生的实事求是的科学态度。
二、教学重点：1．做功与内能改变的关系。
2．内能的概念三、教学难点：内能概念的建立四、教学用具：压缩空气演示仪、柳絮、热水、烧杯、打气筒、温度传感器、自制演示实验一套、多媒体教学设备等五、教学流程：六、教学过程：七、教学设计说明：本节内容知识面宽，但是难度不大，又能密切联系学生的生活实际，所以教学方法宜灵活多样，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性。
本节的内容有焦耳的两个代表性实验和做功与改变内能的关系本节的重点是让学生理解做功与改变内能的关系，为达到教学目的，根据建构主义学说的理论，采用录像演示和学生实验相结合的方式授课，为此我设法创设好几个情景。
通过新闻报道创设情境：汽车漂移比赛中汽车转弯时车轮冒烟的视频激发学生学习兴趣，主动关注周围世界。
通过学生实验，使学生产生感性认识。
通过引导学生交流实验感受，使学生保持学习兴趣，培养其语言表达能力。
通过引导学生交流实验使其感性认识上升到理性认识，既让学生知道科学与生活是紧密联系的，又让学生体会到科学的美。
通过学生看书、看录像、亲自动手实验、完成导学案，培养学生的观察能力、判断能力；然后教师引导学生小结，使学生形成完整的知识体系，并强化记忆，使学生理解做功与内能之间的关系。
通过板书结构图小结，使学生形成完整的知识体系。
通过作业，复习巩固所学知识，拓展知识，关注周围世界。
10-1 准静态过程 功 内能和热量
总热量：
Q Q
10-1 准静态过程 功 内能和热量
10.2
热力学第一定律
第10章 热力学定律
10.2.1 热力学第一定律 某一过程，系统从外界吸热 Q，对外 界做功 A，系统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：
A ΔE Q
内能是状态量， A、 Q是过程量
对微元过程：
Q dE A
热一律的另一种表述： 第一类永动机制不成 对准静态过程： Q E2 E1
V2
V1
pdV
10.2.2 热容
C
Q
dT
单位：J/mol· K
• 摩尔热容量 C ，
• 比热容 c ， 单位：J/kg· K
Q 为过程量
C为过程量
经常用到1摩尔物质在等体过程以及在等压过程中的热 容量，称为摩尔定体热容和摩尔定压热容，分别定义 为：
CV ,m
i R 2
C P ,m
i2 R 2
2i i
i=3
单原子气体：
双原子气体： 多原子气体：
1.67
i=5
i=6
1.40
1.33
用 C
V ,m
CP,mγ值和实验比较，常温下符合很好
t 200 C
CV ,m R 2
P 1.01105 pa
CP ,m R 2
P
A
(PB,VB,TB)
V2
V1
pdV
O
VA
dV
VB
V
说明 δA>0：系统对外做功 系统所作的功在数值上 等于P-V 图上过程曲线 以下的面积。
作功与过程有关 。
p 下，气体准静态地由体积 V1 例 计算在等压 的过程系统对外界所做的功。
功和内能教案
功和内能教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一节功和内能教案一、教材分析：本节从演示实验出发，追溯到19世纪30年代的焦耳所做的研究功和内能的实验，引入系统内能的概念，最终得出做功与系统内能变化之间的关系。
二、三维目标知识与技能1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．知道内能和功的单位是相同的。
过程与方法从焦耳的实验理解功与内能变化的关系情感、态度与价值观通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来，学习科学家探究过程的科学态度和科学精神。
三、教学重点、难点重点：绝热过程中的功与内能的关系难点：内能的概念四、学情分析本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的自然现象，了解熵是反映系统无序程度的物理量。
五、教学方法：实验、自主阅读与思考、小组讨论五、课时安排：1课时六、课前准备预习学案阅读课本七、课时安排 1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标课本演示实验或多媒体投放观察，这个实验说明了什么？（三）合作探究、精讲点播我们知道能量的单位是焦耳，是以英国物理学家焦耳的名字命名的。
1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。
1、焦耳的实验阅读“焦耳的实验”，说出焦耳热功当量实验的原理？回答：通过重物下落带动叶片搅拌容器中的水，由于叶片与水之间的摩擦而使水温升高。
要完成多次实验测量，可以改变什么呢？回答：改变悬挂重物的质量和下落高度。
通过这个实验，焦耳的得出什么结论呢？只要重力做的功相同，容器中水温上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。
1功和内能-人教版选修3-3教案
功和内能-人教版选修3-3教案一、教学目标1.理解功和内能的概念，能够用数学公式计算功和内能。
2.掌握功和内能的转化关系，了解能量守恒定律。
3.熟练运用功和内能的计算方法，能够解决与功和内能相关的实际问题。
二、教学内容1.功的概念和计算方法2.内能的概念和计算方法3.能量守恒定律三、教学重点1.理解功和内能的概念，能够正确计算。
2.掌握内能的概念和计算方法。
3.了解能量守恒定律，能够应用到实际问题中。
四、教学方法1.讲授：讲解功和内能的概念、计算方法和相关公式。
2.演示：通过演示和实验加深学生的对功和内能的理解。
3.讨论：引导学生参与讨论，提出问题、解决问题，加深对功和内能的认识。
4.练习：通过练习和作业，提高学生的计算能力。
五、教学步骤第一步：导入1.引入热力学的基本概念和能量守恒定律。
2.通过实例的讲解，引出本节课讲解的主题“功和内能”。
第二步：讲解1.讲解功的概念：功的定义，用力在运动物体上所做的功的计算方法，功的单位等。
2.讲解内能的概念：内能的定义，冷热交换等引出内能的计算方法，内能的单位等。
3.讲解能量转化的关系：学习对功所做的分解，利用能量转化的关系，推导上升和下降的关系，并掌握有关能量守恒的规律。
第三步：演示1.引导学生实验：利用弹簧振子的秤的观察，比较实验前后的重 a 改变量，学生讨论受力平衡对范元的影响，完成一次特定例子的计算过程。
2.利用一组具有实际意义的例子，说明内能的计算方法和应用。
第四步：讨论1.学生分组讨论，针对功和内能的概念与计算方法，共同解决思路深不私见的有关问题。
2.引导学生自己编制例题，促进学生总结、总结倒地的自由组合。
第五步：练习1.给学生分发练习册，集训功和内能的相关计算方法，做练习题，帮助学生巩固所学知识。
2.辅导学生完成作业，加强对计算方法的熟悉和应用能力的培养。
六、教学反思功和内能是热力学中非常重要的概念，在能量守恒定律中发挥着非常重要的作用。
本课时的教学重点在于让学生明确功和内能的概念和计算方法，并且能够熟练掌握它们的运用。
10.1功和内能(教案)
第十章热力学定律单元教材分析本章以焦耳的实验为基础,研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系,总结出做功和热传递是改变系统内能的两种方式,两种方式对改变物体的内能是等效的,但是这两种方式又存在着重要区别，在此基础上,进一步提出了热力学第一定律和能量守恒定律，能量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成,使我们认识到一切与热现象有关的客观自然过程都是不可逆的,热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律，热力学第二定律的两种表述是等价的,同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成，熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质,能量在数值上虽然守恒,但其转移和转化却具有方向性,因而我们要合理开发能源,要节约能源,减小能源利用过程中对环境的破坏,保护环境,树立可持续发展的观念,开发清洁、高效的新能源，本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力,在学习过程中,不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化,会用能量守恒观点解释有关的自然现象,了解熵是反映系统无序程度的物理量，第1节功和内能目标导航1．知道什么是绝热过程，2．从热力学的角度认识内能的概念，3．理解做功与内能改变的数量关系，4．知道内能和功的单位是相同的，诱思导学1．绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程，即系统不从外界吸收热量,也不向外界放出热量，2．功与系统内能改变的关系，做功可以改变系统的内能，①外界对系统做功,系统的内能增加在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功即ΔU=U2-U1=W②系统对外界做功,系统的内能减少，在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少即W=-ΔU3．功是系统内能转化的量度，4．在国际单位制中,内能和功的单位都是焦耳( J )，典例探究例1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能A.用热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖解析：双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确，答案：B友情提示：注意分清做功和热传递两个过程的不同例2 一个系统内能增加了20J，如果系统与周围环境不发生热交换,周围环境需要对系统做多少功？解析：由功与系统内能改变的关系,则W=ΔU=20J答案：20J友情提示：注意功与内能改变的关系，课后问题与练习点击1．解析：在分子动理论中,系统中所有分子热运动动能和分子间相互作用的分子势能的总和,叫做系统的内能；在热力学中,存在一个只与依赖于系统自身状态的物理量,由于这个物理量在两个状态之间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系,而功是能量转化的量度,我们把这个物理量称为系统的内能，由于在绝热过程中对系统做功,系统的温度、体积等状态就要发生变化,所有分子热运动的动能和分子间相互作用的分子势能就要发生变化,系统的内能就要发生变化,因此分子动理论是从微观的角度来定义内能,热力学是从宏观的角度来定义内能,但两者是一致的，2．解析：如钻木取火；用铁锉来锉工件,工件和铁锉都会变热；用铁锤来打击铁块,铁锤和铁块都会变热等都说明做功可以改变系统的内能，3．解析：在图10.1-2中,是机械能转化为内能；在图10.1-3中,是电能转化为内能，4．解析：气体在真空中绝热膨胀时对外界不做功，气体在空气中绝热膨胀时对外界做功，做功所需的能量来源于气体原来储存的内能基础训练1．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.古时候的猿人钻木取火D.冬天在阳光下取暖2．下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是（）A.放在火炉边的物体温度升高了B.把一杯热水放在冷水中冷却C.用铁锤锻打工件,工件会发热D.拉弯的弓把箭射出去3．下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是（）A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起C.铁块在火炉中被加热D.铁球从空中自由下落（不计空气阻力）4．用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机气缸内被压缩的气体C.车刀切下的炽热的铁屑D.物体在阳光下被晒热多维链接1．用打气筒打气时,过一会筒壁会热起来,这是为什么？解析：打气时活塞压缩空气做功,使筒内空气内能增加,温度升高；同时克服活塞与筒壁间的摩擦做功也使筒壁内能增加,温度升高，2．焦耳与热力学焦耳,英国物理学家，出身于曼彻斯特附近索尔福一个啤酒厂主家庭，青年时经常用业余时间进行有关电的、化学的相互作用和机械作用之间联系的实验,并得到化学家道尔顿的鼓励和支持，焦耳的贡献主要有三个方面，①首先研究了电流的热效应,指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平方之积成正比，由于不久楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳——楞次定律②从1840~1879年用了近40年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系,最后得到的热功当量数值是1卡=4.2焦耳，焦耳的实验工作以大量确凿的证据否定了热质说,为能量守恒与转化定律奠定了实验基础,因此焦耳是能量守恒与转化定律的发现者之一，③为了研究气体的内能,焦耳于1845年做了焦耳气体自由膨胀实验，发现一般气体的内能是温度和体积的函数,而理想气体的内能仅仅是温度的函数,与体积无关，为了纪念焦耳对科学发展的贡献,国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳，3.课本P62“做一做”提示：研究对象是瓶内被封闭的气体；在瓶塞跳出的过程中,系统对外界做功；这个过程中系统的内能减少；从瓶塞跳出获得动能可以推断出它的内能减少，1.解析：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,故B、C正确，答案：B、C2.解析：用铁锤锻打工件,铁锤对工件做功,使它的内能增加,选C答案：C3.解析：选项B是系统对外界做功,内能减小,选项C是吸热使内能增加,而选项D内能不变，故选A，答案：A4.解析：选项D是吸热使内能增加,A、B、C正确，答案：A、B、C。
2019-2020学年度人教版选修3-3 10.1功和内能 教案(8)
10.1功和内能教案一、教材分析：本节从钻木取火游戏出发，追溯到19世纪30年代的焦耳所做的研究功和内能的实验，引入系统内能的概念，最终得出做功与系统内能变化之间的关系。
二、教学目标（高中物理学科核心素养目标）1.物理观念：通过系列理论和实验研究，构建能量守恒观。
2.科学思维：通过从现象、猜想、设计验证方案、实验验证、得出结论，到推广运用的科学研究思路，构建科学思维。
3.科学探究：通过DIS数字化实验，培养数字化实验探究的能力。
4.科学态度与责任：通过重温焦耳长达30年的科学探究，感受科学探究的严谨与艰辛；通过了解钻木起火和焦耳研究分别对社会的贡献，理解科技成果对社会的意义。
三、教学重点、难点重点：绝热过程中的功与内能的关系难点：定量测量功和内能四、学情分析本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的自然现象。
五、教学方法：实验、自主阅读与思考、小组讨论六、课时安排：1课时七、课前准备预习学案阅读课本八、教学过程上课（一）游戏引入、展示核心素养目标通过钻木起火引入新课，展示高中物理学科核心素养目标。
（二）两个实验现象现象一：压缩气筒活塞，硝化棉燃烧。
现象二：空矿泉水瓶内放入酒精，对瓶打气，活塞弹开，里面出现白雾。
目的：引导学生观察实验现象，并能从一般现象中思考问题。
培养学生观察事物的敏锐眼光。
（三）猜想刚才我们看到了两个实验现象。
请同学们根据这两个实验现象，进行猜想：做功和温度变化之间有说明关系呢？学生猜想：外界对气体做功，气体温度增加；气体对外界做功，气体温度减少。
目的：有意引导学生通过一般现象的观察，提出大胆的猜想。
改变学生对事物麻木的态度。
为科学插上想象的翅膀。
（四）实验验证实验 1.定性实验给大家准备了以下实验器材：一个矿泉水瓶，废旧篮球气芯，打气筒，铁架台，温度传感器和笔记本电脑。
高中物理 10.1 功和内能 10.2 热和内能教案 新人教版选修3-3(2021年整理)
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1功和内能 2、热和内能一、教学目标1．了解内能改变的两种方式:做功、热传递．2．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．二、重点、难点分析1、改变内能两种方式及内能改变量度．2、对做功和热传递对改变内能是等效的理解．三、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．四、主要教学过程一、复习引入1．复习提问师：什么是物体的内能?生：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能．师：什么叫分子的动能?它和哪些因素有关？生：由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关（温度是分子平均动能的标志）．师：什么叫分子的势能？它和哪些因素有关？生：分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能．它和物体的体积有关．师：物体的内能和哪些因素有关呢？生:与物体的温度和体积有关．根据学生讨论结果，教师指导学生得出小结：通常情况下,对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变．二、新课教学1．提出问题2．问题讨论，引入新课师：如何改变物体的内能呢？〖学生讨论……〗生:可以改变物体的温度或体积．师：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体(如一杯水、一块铁块）的内能是否改变呢？〖学生讨论……〗师:我们今天一起来探讨一下改变内能的方法．请同学们把准备好的钢丝拿出来(学生都拿出准备好的钢丝)．现在，请大家想办法让你手中的钢丝的内能增加，可以边想边试,同学之间可以交流，尽可能想出更多的办法来． 2．寻找解决问题的办法学生一边想办法，一边做实验，一边讨论．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．一边想办法,一边体验内能是不是已经增加了．师:大家把自己的办法与周围同学交流一下，看看能想出多少种办法．归纳一下，大体上能找出上面的几种办法．教师把学生得到的办法简要地写在黑板上，书写时最好能把“摩擦”、“折"、“敲打”、“锯”写在一起,把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”写在一起．3．知识的提练师：刚才同学们能想出许多的办法来，现在我们再把这些办法比较一下，看看它们之间本质上有什么相同或不同点．请大家带着这个问题阅读课本38~39页倒数第四段．教师巡回指导学生看书．约五、六分钟后，师：请大家现在回过头来，再看看刚才我们所想到的办法,它们之间有何不同?能不能把这些办法分分类？经过讨论，生:可以分为做功和热传递两类。
高中物理选择性必修3 10.1功和内能 教学设计
一、学习目标
1、了解焦耳的两个实验；
2、知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能正确区分两者的异同点；
3重点：知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能正确区分两者的异同点
2、难点：理解并区分功、热量与内能的关系
三、学习过程
环节
教师活动
学生活动
1、区分内能的宏观定义和微观定义；
2、区分功和内能，知道功是过程两，内能是状态量，功的多少是衡量内能变化的多少。
通过内能的宏观定义和微观定义的比较，以及功和内能的比较，理解内能的宏观定义以基绝热过程中，功与内能的关系。
四、例题练习
1、例题讲解
2、提出问题：做功与气体体积变化的关系
1、例题练习
2、思考问题：做功与气体体积变化的关系
通过例题练习，进一步理解绝热过程中功与内能的关系
五、小结
设计目标
一、新课引入
演示压燃实验
观察实验现象，思考实验现象说明什么问题
通过实验知道功何热存在一定关系
二、焦耳的实验
介绍焦耳及焦耳的两个实验
理解焦耳的两个实验，知道什么是绝热过程
通过焦耳的实验，知道绝热过程中，系统状态的改变与做功过程无关，从而引入内能的定义
三、内能
通过焦耳的两个实验，引入内能的宏观定义
功和内能教案范文
功和内能教案范文教案主题：功和内能教学目标：1.理解功和内能的概念及其区别。
2.掌握计算功和内能的基本方法。
3.应用功和内能的概念解决相关问题。
教学重点：1.运用物理学的知识解释功和内能的概念。
2.掌握计算功和内能的方法。
教学难点：1.区分功和内能的概念。
2.运用所学知识解决相关问题。
教学准备：1.教材：《物理教材》（或其他相关教材）。
2.实验器材：弹簧秤、台秤、绳子、木块等。
3.多媒体设备：投影仪、计算机等。
教学过程：Step 1 引入新知识（15分钟）1.列举一些日常生活中的例子，引导学生发现物体的运动过程中有哪些能量变化和物体之间的相互作用。
2.引导学生思考，为什么有些力能使物体向前移动，而有些力则不能。
Step 2 了解功（25分钟）1. 讲解功的概念和意义，引导学生理解功的定义：功是力在物体上的作用产生的能量变化，是描述力对物体做的功用多少的物理量。
即 W = F•s•cosθ。
2.通过实验观察和计算，让学生掌握功的计算方法。
a. 将一物体用绳子拉向上，让学生计算物体的位移(Δs)和拉力(F)对物体所做的功(W = F•Δs•cosθ)。
b. 将一物体沿斜面滑动，用弹簧秤测量所需的力(F)和物体的位移(Δs)，让学生计算施加力所做的功(W = F•Δs•cosθ)。
c.分组让学生互相交流并验证各自的实验结果。
Step 3 了解内能（25分钟）1.讲解内能的概念和意义，引导学生理解内能的定义：内能是物体分子和原子微观运动的总能量，是因物质原子的热运动而产生的一种形式转化。
ΔE=Q-W.2.通过实验观察和计算，让学生掌握内能的计算方法。
a.使用台秤测量水的质量(Δm)和温度差(ΔT)，让学生计算水所吸收的热量(Q=Δm•c•ΔT)。
b.让学生使用功和内能的关系式计算内能的变化(ΔE=Q-W)。
Step 4 案例分析（25分钟）1.提供一些日常生活中的案例，让学生应用所学知识解决相关问题。
a.若将一物体从高处放下，如何计算物体下落时所受作用力对物体做的功？b.当电梯上升时，在物体上施加一个垂直向上的力f，如何计算物体所做的功和内能的变化？Step 5 小结和反思（10分钟）1.简要总结功和内能的概念及其计算方法。
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D.物体在阳光下被晒热
多维链接
1．用打气筒打气时，过一会筒壁会热起来，这是为什么？
解析：打气时活塞压缩空气做功，使筒内空气内能增加，温度升高；同时克服活塞与筒壁间的摩擦做
功也使筒壁内能增加，温度升高。
2．焦耳与热力学
焦耳，英国物理学家。出身于曼彻斯特附近索尔福一个啤酒厂主家庭。青年时经常用业余时间进行
选项 B 正确。
答案：B
友情提示：注意分清做功和热传递两个过程的不同
学海无涯
例 2 一个系统内能增 加了 20J。如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系统做多少功？
解析：由功与系统内能改变的关系，则 W=ΔU=20J
答案：20J
友情提示：注意功与内能改变的关系。
课后问题与练习点击
1．解析：在分子动理论中，系统中所有分子热运动动能和分子间相互作用的分子势能的总和，叫做系
2．解析：如钻木取火；用铁锉来锉工件，工件和铁锉都会变热；用铁锤来打击铁块，铁锤和铁块都会
变热等都说明做功可以改变系统的内能。
3．解析：在图 10.1-2 中，是机械能转化为内能；在图 10.1-3 中，是电能转化为内能。
4．解析：气体在真空中绝热膨胀时对外界不做功。
气体在空气中绝热膨胀时对外界做功。做功所需的能量来源于气体原来储存的内能
基础训练
1．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.古时候的猿人钻木取火
D.冬天在阳光下取暖
2．下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是 （ ）
A.放在火炉边的物体温度升 高了
B.把一杯热水放在冷水中冷却
C.用铁锤锻打工件，工件会发热
D.拉弯的弓把箭射出去
本章的特 点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解 能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的 自然现 象，了解熵是反映系统无序程度的物理量。
第 1 节 功和内能
目标导航
1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．知道内能和功的单位是相同的。
诱思导学
1．绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程。
即系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量。
2．功与系统内能改变的关系。
做功可以改变系统的内能。
①外界对系统做功，系统的内能增加
在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功
即ΔU=U2-U1=W ②系统对外界做功，系统的内能减少。
在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少
即 W=-ΔU
3．功是系统内能转化 的量度。
4．在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )。
典例探究
例 1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能
A.用热水袋取暖
B.用双手摩擦给手取暖
C.把手放在火炉旁取暖
D.用嘴对手呵气给手取暖
解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D 都是通过热传递来改变系统的内能。
学海无涯
第十章 热力学定律
单元教分析
本章以焦耳的实验为基础，研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系，总结出做 功和热传递是改变系统内能的两种方式，两种方式对改变物体的内能是等效的，但是这两种 方式又存在着重要区别。在此基础上，进一步提出了热力学第一定律和能量守恒定律 。能 量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成，使我们认识到一切与热现象有关的 客观自然过程都是不可逆的，热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律。 热力学第二定律的两种表述是等价的，同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成。 熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质，能量在数值上虽然守恒，但其转移和转 化却具有方向性，因而我们要合理开发能源，要节约能源，减小能源利用过程中对环境的破 坏，保护环境，树立可持续发展的观念，开发清洁、高效的新能源。
有关电的、化学的相互作用和机械作用之间联系的实验，并得到化学家道尔顿的鼓励和支持。焦耳的贡献
主要有三个方面。①首先研究了电流的热效应，指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平
学海无涯
方之积成正比。由于不久楞次也独立地发现了同样的规律，所以被称为焦耳——楞次定律②从 1840~1879 年用了近 40 年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系，最后得到的热功当量数值是 1 卡=4.2 焦耳。 焦耳的实验工作以大 量确凿的证据否定了热质说，为能量守恒与转化定律奠定了实验基础，因此焦耳是能 量守恒与转化定律的发现者之一。③为了研究气体的内能，焦耳于 1845 年做了焦耳气体自由膨胀 实验。 发现一般气体的内能是温度和体积的函数，而理想气体的内能仅仅是温度的函数，与体积无关。为了纪念 焦耳对科学发展的贡献，国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。
3．下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是 （ ）
A.把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高
B.烧开水时，蒸 汽将壶盖顶起
C.铁块在火炉中被加热
D.铁球从空中自由 下落（不计空气阻力）
4．用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是 ( )
A.搓搓手会感到手暖和些
B.汽油机气缸内被压缩的气体
C.车刀切下的炽热的铁屑
3.课本 P 62“做一做” 提示：研究对象是瓶内被封闭的气体；在瓶塞跳出的过程中，系统对外界做功；这个过程中系统的内 能减少；从瓶塞跳出获得动能可以推断出它的内能减少 。
1.解析：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，故 B、C 正确。 答案：B、C 2.解析：用铁锤锻打工件，铁锤对工件做功，使它的内能增加，选 C 答案：C 3.解析：选项 B 是系统对外界做功，内能减小，选项 C 是吸热使内能增加，而选项 D 内能不变。故选 A。 答案：A 4.解析：选项 D 是吸热使内能增加，A、B、C 正确。 答案：A、B、C
统的内能；在热力学中，存在一个只与依赖于系统自身状态的物理量，由于这个物理量在两个状态之间的
差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系，而功是能量转化的量度，我们把这个物理量称为系统的
内能。
由于在绝热过程中对系统做功，系统的温度、体积等状态就要发生变化，所有分子热 运动的动能和分子间相互作用的分子势能就要发 生变化，系统的内能就要发生变化，因此 分子动理论是从微观的角度来定义内能，热 力学是从宏观的角度来定义内能，但两者是一 致的。