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1、精品学习资源一、教案目标11. 5 热力学第肯定律能量守恒定律欢迎下载精品学习资源1. 懂得和把握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、U 的物理意义；2. 会确定的 W、Q、 U 正负号；3. 懂得热力学第肯定律 U =W+Q4. 会用 U =W+Q 分析和运算问题；5. 懂得能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例；6. 懂得“永动机”不能实现的原理；二、重点、难点分析1. 重点内容是 热力学第肯定律和 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；学会运用热力学第肯定律和 能量守恒定律分析、运算一些物理习题；2. 运用能的转化和守恒定律对详细的自然现象进行分析，说明能是怎样转化
2、的，对同学来说是有难度的；三、教案方法： 老师讲解，课件演示，指导同学看书四、教具： 运算机、大屏幕、自制多媒体课件五、教案过程（）引入新课上节课我们学习了转变内能的两种方式，做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们仍学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转化过程中遵守什么规律呢？这节课我们就来争论这些问题；【板书】第六节 热力学第肯定律 能量守恒定律（二）进行新课【板书】一、做功W、热传递 Q、内能变化 U 的物理意义1. 做功：做功使物体内能发生变化，实质是能量的转化，是一种形式的能量向另一种形式的能转化；功是能量转化的量度；2. 热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给给
3、另一个物体，传递的能量用Q表示；3. 内能的转变：是物体内全部分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度和体积上的变化；【板书】二、 W、Q、 U 正负号的确定1. W，外界对物体做功， W 取正值；物体对外界做功，W 取负值；欢迎下载精品学习资源2. Q，物体吸热， Q 取正值；物体放热， Q 取负值；3， U ，物体内能增加， U 取正值；物体削减， U 取负值；【板书】三、 W、Q、 U 之间的关系一个物体，假如它既没有吸取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一个物体，假如它既没有对外做功，也没有其他物体对它做功，那么，它从外界吸取多少热量，它的内能就增加多少
4、假如外界既向物体传热又对物体做功，那么物体内能的增加量就等于物体吸取的热量和外界对物体做的功之和用U 表示物体内能的增加量，用Q 表示物体吸取的热量，用W表示外界对物体做的功，那么U=Q+W5这个式子所表示的，内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第肯定律【例题】肯定量的气体从外界吸取了2.6 10 J 的热量，内能增加了4.2 10 5J外界对气体做了多少功？ 解： 由 1 式得W= U Q55=4.2 10 J2.6 10 J5=1.6 10 J555外界对气体做的功是1.6 10 J 摸索与争论欢迎下载精品学习资源上题中，假如气体吸取的热量仍为2.6 10J，但是内能只增
5、加了1.6 10J，运算结欢迎下载精品学习资源果 W将为负值怎样说明这个结果？一般地讲， U、Q、W的正值和负值各代表什么物理意义？【板书】四、能量守恒定律【课件演示】让同学先看几个能量转化的例子（增强感性熟悉）1. 机械能与内能转化过程中能量守恒（ 1）运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来；这过程中汽车的动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能（假定这过程没有与四周物体有热交换，既不散热也不吸热）；摩擦力做了多少功，内能就增加多少；公式W= E 表示了做功与内能变化的关系，这公式也反映出做功过程中，机械能的缺失数量恰好等于物体内能增加的数量；欢迎下载精品学习资源（ 2）把一铁块放入盛有水的烧杯中，
6、用酒精灯加热烧杯内水，直至水沸腾；在这一过程中，铁块从四周水中吸取了热量使它温度上升，内能增加；这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加；铁块吸取多少热量，它内能就增加多少；公式Q= E 表示吸收的热量与内能变化量的关系，也反映出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量相等；一般情形下，假如物体跟外界同时发生做功和热传递过程，那么，外界对物体所做的功 W加上物体从外界吸取的热量Q，等于物体内能的增加 E，即W+Q= E上式所表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系，同时它也反映了一个物体的内能增加量等于物体的机械能削减量和另外物体内能削减量（内能转移量）之和；进而说 明，内能和机械能
7、转化过程中能量是守恒的；2. 其他形式的能也可以和内能相互转化（ 1）介绍其他形式能：我们学习过机械运动有机械能，热运动有内能，实际上自然界存在着很多不同形式的运动，每种运动都有一种对应的能量，如电能、磁能、光能、化学能、原子能等；（ 2）不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化，举例说明：（同时放映幻灯片）电炉取暖：电能内能煤燃烧：化学能内能酷热灯灯丝发光：内能光能（ 3）其他形式的能彼此之间都可以相互转化；画出图表让同学回答分析：3. 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；欢迎下载精品学习资源能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只
8、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；在学习力学学问时，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行能实现的；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争论，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争论都有指导作用；4. 永动机不行能制成历史上不少人期望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功；这种机器被称为永动机；虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终；失败的缘由是设计者完全违反了能的转化
9、和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式；假如它对外做功必定消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永久不行能制造胜利的；5. 运用能的转化和守恒定律进行物理运算2例题：用铁锤打击铁钉，设打击时有 80的机械能转化为内能，内能的 50用来使铁钉的温度上升；问打击 20 次后，铁钉的温度上升多少摄氏度？已知铁锤的质量为 1.2kg ， 铁锤打击铁钉时的速度是 10m/s，铁钉质量是 40g，铁的比热是 5.0 10 J/ （kg）；第一让同学分析铁锤打击铁钉的过程中能量的转化；归纳同学回答结果，指出铁锤打击铁钉时，铁锤的一部分动能转化为内能，而且内能中的一半被铁钉吸
10、取，使它的温度上升；假如用 E 表示铁钉的内能增加量，铁锤和铁钉的质量分别用M和 m表示，铁锤打击铁钉时的速度用v 表示；依据能的转化和守恒定律，欢迎下载精品学习资源有：20 12Mv 2 80% E欢迎下载精品学习资源铁钉的内能增加量不能直接运算铁钉的温度，我们把机械能转化为内能的数量等效为以热传递方式完成的，因此等效为运算打击过程中铁钉吸取多少热量，这热量就是铁钉的内能增加量；因此有：Q=cmt上式中 c 为铁钉的比热， t 表示铁钉的温度上升量；将上面两个公式联立，得出：欢迎下载精品学习资源t20Mv 22cm80%50%24 欢迎下载精品学习资源经运算得出铁钉温度上升24；在这个物理运
11、算过程中突出表达了如何应用能的转化和守恒定律这一基本原理；应当留意，有的同学把上述题目中铁锤打击铁钉过程中的能量转化，说成“铁锤做功转化为热量”是不正确的；只能说做功与热传递在使物体内能转变上是等效的；（三）课堂小结热力学第肯定律表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系；自然界各种形式的能存在着相互转化过程，转化过程中总量是守恒的；能量守恒定律是自然界最基本的物理定律；同学们要会分析一些自然现象中能是怎样转化的；应当知道，依据能量守恒定律，永动机是不行能制造胜利的；通过课上的例题运算，学会运用能的转化和守恒定律解决物理问题的方法；（四）说明热力学第肯定律和能量守恒定律是同学进入高中物理阶段后，第一次完整、细致地学习；此定律对今后学习物理是很重要的一个理论铺垫；教案上要重视，课堂上讲解要细致和透彻；（五）布置作业 ： 1将练习五（ P83）（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）做在作业本上；2将练习五（ P83）（ 5）、（ 6）做在课本上；欢迎下载