人教版高中物理选修(3-3)第十章《热力学定律》教学设计

人教版高中物理选修（3-3）第十章《热力学定律》教学设

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物理名言：在自然过程的庞大工厂里，熵的原理起着经理的作用，因为它规定整个企业的经营方式和方法；而能的原理仅仅充当了簿记员，平衡着贷方和借方——R 埃姆登（1862-1940）。

德国物理学家，主要从事天体物理学研究。

冷热变化是最早引起人们关注的自然现象之一。人类不但掌握了精确的测温控温方法，还可以人工产生高热和深冷，在高热和深冷的“世界”里不断发现科学的奇迹。物理学中的热学，已经成为当代科技中最活跃的领域之一。

10.1、2 功和内能热和内能

三维教学目标

1、知识与技能

（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，知道做功和热传递对改变物体内能是等效的；

（3）知道什么是绝热过程。

2、过程与方法：通过书本中的事例体会做功和热传递都能改变物体的内能。

3、情感、态度与价值观：

教学重难点

（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。

教学教具：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．

教学过程：

第一节功和内能热和内能

（一）复习引入

提问：

（1）什么是物体的内能？（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）

（2）什么叫分子的动能？它和哪些因素有关？（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）

（3）什么叫分子的势能？它和哪些因素有关？（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）

（4）物体的内能和哪些因素有关呢？（与物体的温度和体积有关）

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

如何改变物体的内能呢？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？

2、寻找解决问题的办法

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。

3、知识的提练

改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递。

4、新知识的深入探讨

（1）内能改变的量度

如何量度物体内能的改变多少呢？

10.3 热力学第一定律能量守恒定律

三维教学目标

1、知识与技能

（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。

2、过程与方法：

3、情感、态度与价值观：

教学重点：热力第一定律

教学难点：能量守恒

教学教具：多媒体课件

教学过程：

第三节热力学第一定律能量守恒定律

（一）复习提问

物体做什么样的运动具有机械能？机械能转化和守恒定律的内容是什么？

（二）新课教学

1、热力学第一定律

分析下列特殊情况：

（1）如果物体只与外只有热交换，没有做功，外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向外界传出了4J热量，物体内能如何变化？

结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热，作出规定：吸热Q取正值，放热Q取负值，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。

（2）如果物体和外界不发生热交换，当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外做了10J功，物体内能又如何变化？

结论：在无热交换情况下，△U＝W（对外做功时，W取负值）

（3）如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，例如外界对物体做了10J的功，同时物体吸收4J热量，物体的内能如何变化？

（4）又如，外界对物体做10J功，物体放热4J物体内能又如何变化？又物体对外界做了10J功，物体吸热4J，物体放热4J物体内能又如何变化？

综上所述：在能的转化转移过程中，一个物体，如果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；如果它既没有对外做功，外界也没有对其做功，则它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少。用△U表示物体内能的增量，用Q表示吸收的热量，用W表示外界对物体所做的功，那么：△U＝Q＋W上式就是热力学第一定律。

例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，外界对物体做了多少功？解：根据热力学第一定律得，W＝△U－Q＝4.2×105J－2.6×105J＝1.6×105J

2、能的转化

物体的每一种运动形式都有一种对应的能

机械运动――机械能热运动――内能

电荷运动――电能化学运动――化学能

生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能

各种形式的能可以相互转化：

机械能中的动能和势能可互相转化（自由落体运动），机械能可以与内能相互转化（摩擦生热，消耗了机械能通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能），其它形式有能也可以转化为内能，如电流通过导体时，把电能转化为内能；炽热的灯丝发光，又把内能转化成光能；燃烧时，把化学能转化成内能）

3、能量守恒定律

（1）内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能众一种形式转化为另一种形式，或者从一个