2024-2025学年高中物理第10章热力学定律1功和内能教案1新人教版选修3-3

PAGE1-第一节功和内能教学目标：（一）学问与技能1、了解焦耳的热功当量试验，明确试验原理。2、理解内能的概念，并了解功是能量变更的量度。（二）过程与方法通过试验探究、学问类比方法分析来理解内能与功的实质关系。（三）情感、看法与价值观物质之间的变更是万千的，它们既相互联系，又相互影响。通过焦耳热功当量的试验培育我们去探究自然、相识自然的爱好。教学重点：理解物体内能的概念，知道功与内能变更的关系。教学难点：内能的变更与做功的方式无关，仅与做功的数量有关。教学方法：视察、试验、阅读、探讨和讲解法教学用具：压缩空气引火器，机械能转化内能演示器，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。投影仪、投影片。教学过程：（一）引入新课播放图片钻木取火，神舟号飞船返回舱，钻木取火视频。提示同学们思索能量转化过程。总结：物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大。也就是说当物体的温度发生了变更时，它的内能就发生了变更。如何变更物体的温度，同学们能够从生活事实上举出很多的事例。今日我们先探讨一种变更内能的方法――做功。（二）新课教学1、焦耳的试验［演示试验］压缩空气引火试验。播放视频资料。出示压缩空气引火器，简洁介绍它的构造。取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，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。此时要提示学生留意视察筒内的棉花。快速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。观看视频试验后，组织学生争论“试验现象说明白什么”，从而得出压缩空气做功，使空气内能增大，温度上升引起棉花燃烧。实际这种现象在日常生活中，同学们也遇到过。例如，在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于压缩空气做功的原因。用其他的方法对物体做功，也能使物体内能增加，摩擦生热就是一个例子。结论：以上现象说明，做功能够变更物体的内能。老师：从19世纪以来，人们就渐渐相识到通过做功和热传递两种方式都可以使热学状态发生变更。下面我们就从焦耳的两个代表性试验来看状态的变更。试验一：焦耳热功当量的试验老师：（投影教材60页图10.1－2）介绍试验装置和试验过程。播放视频材料。让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。如图，用绝热性能良好的材料将容器包好，容器中安装着叶片组成的搅拌器。重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升。在这个过程中，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。多次试验表明：只要所做功相同，系统状态的变更就相同，与悬挂物的质量和下落的高度无关。试验二：电流热效应给水加热试验老师：（投影教材61页图10.1－3）介绍试验装置和试验过程。通过电流的热效应给水加热。如图所示，正在着陆的重物使磁电机发电，电流通过浸在液体中的电阻丝，引起液体温度上升。多次试验结果表明，对同一个系统，假如过程是绝热的，那么不管通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变更相同。结论：通过以上两个试验，说明，在各种不同的绝热过程中，系统状态的变更与做功方式无关，仅与做功数量有关。2、内能老师：引导学生阅读教材61页有关内容，思索并回答问题。（1）从做功的角度，如何来定义系统的内能？（2）在绝热过程中，怎样计算内能的增量？学生：阅读教材后回答问题。（1）定义：任何一个热力学系统都必定存在一个只依靠于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。（2）计算式：当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统所做的功W，即。［师生活动］做教材62页“做一做”中的试验，视察瓶塞跳出时瓶内的变更，并思索有关的问题，体会做功与系统内能变更的关系。（三）课堂总结本节课我们从宏观