功和内能教案

1、.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

2、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

3、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。说出焦耳的第二个实验原理？回答：通过重物下落使发电机发电，电流通过电阻丝，使液体温度升高。要完成多次实验测量，可以改变什么呢？改变电阻丝阻值，改变电流大小，改变通电时间。焦耳的结论？只要所做的电功相等，系

4、统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。两个实验的做功方式有何不同？一个是机械功，一个是电功。两个实验装置有没有和外界交换能量？没有，都是绝热过程。说出实验结论，即做工与状态变化的关系？在绝热过程中，系统从状态1到状态2，所需外界做功的数值是相同的，与做功的方式无关。生活中还有哪些做功可以改变系统状态？请举例。你能否定量测量做工与状态变化的关系呢？从1840-1878年的近40年中，焦耳进行了400多次实验。焦耳把毕生精力都贡献给了科学事业，堪称后人的楷模。焦耳以精确地实验建立了热学中的功能关系。展现了实事求是，坚持真理的科学态度，和不畏艰辛、坚持不懈、勇于探索的科学精神。几个概念

5、绝热过程：系统：物理学中，通常把所研究的对象称为系统，热学研究的对象称为热力学系统，简称为系统。可分为三类：孤立系统：与外界没有物质交换有没有能量交换的系统。封闭系统：与外界只有能量交换但无物质交换的系统。开放系统：与外界可以自由进行物质和能量交换的系统。系统状态：指热平衡态。表征系统状态的物理量有压强、温度、体积、内能等。2、内能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？回顾重力势能的由来。重力做功只与物体的初末位置有关，与运动路径无关，人们认识到，物体在某位置具有特定的能量，重力势能。类似，热力学系统的绝热过程中，从状态1状态2，所需外界做功的数值是相同的，与做功的

6、方式无关。功是能量变化的量度。系统在某状态肯定对应着特定的能量，即任何热力学系统都必定曾在一个只依赖于系统自身状态的物理量，我们把它称为内能。3、功与系统内能改变的关系。U=U2-U1=W 做功可以改变系统的内能。()对系统做功，W0, U0,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（）系统对外界做功，W0, U0, U0,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2、系统对外界做功，W0, U0,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。十、教学反思1、焦耳的实验2、绝热过程3、物体内能的宏观描述4、绝热过程中作功和内能的关系

7、课后练习与提高1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）2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3.某系统在初态具有内能5J，在外界对它做了0.5J的功后，系统的内能变为 4.气体在等压变化中 （ ）A.一定对外做正功B.外界一定对气体做正功C.若温度升高，一定对外做正功D.可能既不对外做功，外界也不对气体做功5.下列有关内能的说法正确的是 （ ）A.质量

8、和温度相同的物体，内能一定相同B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热，内能一定增加D.气体压缩时分子势能减少，内能可能不变6.一定质量的理想气体从压强为P1、体积为V1的A状态，绝热变化到压强为P2、体积为V2的B状态，内能的增量为U，则在此过程中（ ）A.气体对外做功等于UB.外界对气体做功等于UC.外界对气体做功等于P2V2-P1V1D.外界对气体做功等于UP2V2-P1V17.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内。当用活塞压缩气体时一定增大的物理量为：气体的压强；气体的密度；气体的内能；气体的分子势能。其中正确的是 ( ) A B C D8如图所示，一个质量为20kg的绝热气缸竖直放置，绝热活塞的质量为5