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1、高二物理热力学第二定律教案 第一篇：高二物理热力学其次定律教案 高二物理热力学其次定律教案 本节介绍热力学其次定律，该定律与热力学第确定律是构成热力学学问的理论基础，热力学第确定律对自然过程没有任何限制，只指 出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学其次定律解决哪些过程可以发生，教学时要留意讲清二者的关系。 对于热力学其次定律，教材先从学生比较熟识的热传导过程的方向性入手，探讨与分子热运动有关的过程的方向性问题，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学其次定律的基础。 教材介绍了热力学其次定律的两种表述：一种是依据热传导过程的方向性表示，另一种是依据机械能与内能转化过程的方向性表述
2、，这两种表述都说明：自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆的，教学时，要留意说明这两种不同表述的内在联系，讲清这两种表述的物理实质。 其次类永动机是指设想中的效率到达100%的热机，由于在自然界中把热转化为功时，不行避开地把一部分热传递给低温的环境，所以其次类永动机不行能制成。 1. 从实际问题导入，从简洁的试验起先，尽可能引导学生联系自己熟识的，身边的生活现象的实例，在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际，表达标准提倡的“从生活走向物理，从物理走向社会的理念。 2. 主动创设情景，开展师生、生生间的对话沟通，开展小组合作探讨学习，使教学过程能够确立学生在教学活动中的中心地位，
3、让学生从自己的学习体验和感悟中获得学问，向学生学习活动要效益，表达以学生为中心的原则。 3.热力学其次定律不象以往的试验定律可以推导和验证，是在大量试验事实的基础上总结出来，内容的表述比较抽象和难以理解，老师要引导学生对关键词的作深刻地理解，要引导学生多运用实例来帮助理解。 4.夯实学问基础，灵敏运用技能是三维教学目标中第一要素，本节课除了运用教材中“问题与练习外，还设计了四道练习题，在教学过程中结合学生的学习状况灵敏运用，关心学生更好理解定律。课后思索题有助于学生更深刻地理解定律。 一、 学问与技能 1.了解热传递过程的方向性。 2.知道热力学其次定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实
4、质。 3.知道什么是其次类永动机，为什么其次类永动机不行能制成。 二、 过程与方法 1热力学其次定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同，它是用否认语句表述的。 2热力学其次定律的表述不只一种，对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学其次定律的表述，学习本节时留意这一方法。 三、 1 情感、看法与价值观 通过学习热力学其次定律，可以使学生明白热机的效率不会到达100%，我们只能想方法尽量提高热机的效率，但不能渴求到达100%。 2 生。 ： 重点：热力学其次定律两种常见的表述。 难点：1.热力学其次定律的开尔文表述。 2.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
5、。 ： 1课时 ： 老师：多媒体课件，一个电冰箱模型，一盆凉水，准备一个酒精灯和一个铁块，铁钳。 学生：课前预习课文，在家视察自家的电冰箱。 ： 引入新课： 我们在初中学过，当物体温度上升时，就要汲取热量；当物体温度降低时，就要放出热量。而自然界发生的一切过程中的能量都是守恒的，但不违背能量守恒定律的宏观过程并都能发 且热量公式Q = cmt，这里有一个好玩的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.410t , 假如这些海水的温度降低0.1C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.210J/(kg)。下面请大家计算一下。 学生计算：Q = 4.2101.410100.1 J = 5
6、.810J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去探讨这“新能源呢？原来，这样做是不行能的，这涉及物理学的一个基本定律，这就是本节要探讨的热力学其次定律。 ：从实际问题入手，唤起学生对学习的爱好。从学生已有的热学学问动身引入新的学问，使过渡自然，削减学生对新学问的唐突性。 第四节 热力学其次定律 一、热传递的方向性 老师试验，点燃酒精灯，用钳夹住事先准备好的铁块，在火焰上灼烧一段时间后，问学生如今假如用手摸会出现什么现象？下面把灼热的铁块放入冷水中，过一段时间，拿出铁块如今你们敢用手摸吗？通过这个试验说明什么问题？ 学生思索，老师赐予启发 学生答：热量从温度
7、高的物体自发地传给温度低的物体 再让学生列举一些这样的例子，例如：雪花落在手上就溶化，挨着火炉就温和等等。 利用课本中“思索与探讨开展小组探讨并进行对话沟通。 老师反问学生：有没有可能发生这样地现象，热量自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地，指的是没有任何外界的影响或关心。学生思索探讨一会后，有的同学可能产生疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气？ 事前我们让大家视察自家的电冰箱，请同学做简要的回答，老师进行点拨。然后，展示电冰箱模型给学生简要讲解(多媒体课件)。 318 323o 3
8、 18 这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度慢慢上升。 热传导的方向性：两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体。要实现相反过程，必需借助外界的关心，因此产生其他影响或引起其他转变。 结论:热力学其次定律的一种表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这是热力学其次定律的克劳修斯表述。 老师讲解对定律的理解:这里阐述的是热传递的方向性.在这个表述中,“自发二字指的是:当两个物体接触时,不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响,热量就能从一个物体传向
9、另一个物体.当两个温度不同的物体接触时,这个“自发的方向是从高温物体指向低温物体的。 老师指出：热力学其次定律的克劳修斯表述实质上就是：热传递过程是不行逆的。 ： 1. 联系学生熟识的，身边的生活现象，使学问的学习贴近学生的生活，使学生感受物理学问就在身边，存在于生活，强化学生的实践意识，使情感成为学习动力。 2. 通过师生的对话沟通，在互动中实现思维的碰撞，突出学生的学习过程，表达以学生为中心的原则，从自己的学习体验和感悟中获得学问，向学生学习活动要效益。 3. 热力学其次定律的克劳修斯表述中的“自发是定律表述的关键词，老师要引导学生作深刻理解。 二、热力学其次定律的另一种表述(其次类永动机
10、) 前面我们学习了第一类永动机，不能制成的缘由是什么？违背了能量守恒，什么是其次类永动机呢？ 分组合作学习，思索探讨以下问题： 1.热机是一种把什么能转化成什么能的装置？ 2.热机的效率能否到达100%？ 3.其次类永动机模型 4.机械能和内能转化的方向性 然后由各小组代表回答，老师进行思路点拨 1.热机是一种把内能转化成机械能的装置 2.热机的效率不能到达100% 缘由分析： 以内燃机为例，气缸中的气体得到燃烧时产生的热量为Q1，推动活塞做工W，然后排出废气，同时把热量Q2散发到大气中， 由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2 我们把热机做的功W和它从热源汲取的热量Q1的比值叫做热机的效
11、率，用表示 =W / Q1 事实上热机不能把得到的全部内能转化为机械能，热机必需有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器散热，不行避开的要由工作物质带走一部分热量Q2，所以有：Q1W 因此，热机的效率不行能到达100%，汽车上的汽油机械效率只有20%30%，蒸汽轮机的效率比较高，也只能到达60%，即使是志向热机，没有摩擦，也没有漏气等能量损失，它也不行能把汲取的热量百分之百的转化成机械能，总要有一部分散发到冷凝器中。 师生总结:热力学其次定律的另一种表述: 不行能从单一热源汲取热量，使之完全变胜利,而不产生其他影响。这是热力学其次定律的开尔文表述 (也称其次类永动机)。 老师应当强调定律内容“
12、而不产生其他影响这个条件，举出“绝热膨胀的例子加以说明。 其次类永动机并不违背能量守恒定律，人们为了制造出其次类永动机作出了各种努力，但同制造第一类永动机一样，都失败了。 为什么其次类永动机不行能制成呢？ 因为机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能全部转化成内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他转变。 再举实例，说明有些物理过程具有方向性。 学生思索回答，老师引导点拨 1.气体的扩大现象。 2.书上连通器的小试验气体向其中膨胀。 热力学其次定律的两种表述 表述一：不行能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他转变 依据热传递的方向性来表述的 表述二：不行能从单一热源汲取热量并把
13、它全部用来做功，而不引起其他转变。也可表述为其次类永动机是不行能制成的。机械能与内能转化具有方向性 这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述，所以他们都称为热力学其次定律。 热力学其次定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性。自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 因此,对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学其次定律的表述。如图中,盒子中间有一个挡板,左室为真空,右室有气体。撤去挡板后右室的气体自发地向左室扩大,而相反的过程不行能自发地进行。因此，热力学其次定律也可以表述为:气体向真空的自由彭胀是不行逆的。 ：不管如何表述，热力学其次定律的实质在于揭示了：一
14、切与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆的。 :回过头分析引入的例子,学生应用热力学其次定律分析,老师点拨总结。进一步说明其次类永动机不能制成的,违背热力学其次定律。 ： 1.热力学其次定律的开尔文表述比较抽象和难以理解，需要学生通过合作学习，在探讨和沟通中相识规律，再通过老师的点拨指导才能更好的理解和驾驭规律。 2. 热力学其次定律是在大量试验事实的基础上总结出来的，教学过程要引导学生多运用实例来帮助理解。 3. 分析引入的例子，学生应用热力学其次定律分析，师生共同小结本节内容，首尾呼应，学以致用。 其次篇：高二物理教案分子热运动 能量守恒-热力学其次定律 热力学其次定律 课时：1 课时 教学
15、要求： 1、以热传导和机械能与内能的互相转化为例，让学生知道宏观热学过程是有方向性的； 2、让学生知道其次类永动机是不行能制成的； 3、让学生初步了解热力学其次定律的两种内容 表述，并能用之去说明一些简洁的现象； 教学过程： 一、引入新课： 好玩的问题：地球上有大量海水，它的总质量约为1.41018 t，只要这些海水的温度0.1，就能放出5.81023 J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量。为什么人们不去探讨这种“新能源呢？原来，这样做是不行能的。这涉及物理学的一个基本定律。 二、新课讲授： 一热传导的方向性： 大家都有这样的阅历：两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发地从高温物
16、体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度上升。从未有过这样的现象：热量会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地，指的是没有任何外界的影响或者关心或许会产生一个疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能不断地把箱内的热量传给外界的空气？这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把箱内的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使箱内的温度慢慢上升。 在这里，我们看到，热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的
17、过程，必需借助外界的关心，因此产生其化影响或引起其化转变。 二其次类永动机： 一个在水平地面上运动的物体，由于克服磨擦力做功，最终要停下来。在这个过程中，物体的动能转化为内能，使物体和地面的温度上升。但是，人们决不会看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，温度降低，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来！ 有人可能提出一种设想：独创一种热机，它可以把物体和地面磨擦所生的热量都汲取过来，对物体做功，将内能全部转化为动能，使物体在地面上重新运动起来，而不引起其他转变。 这是一个特殊迷人的设想。这个设想并不违背能量守恒定律，若真能制成这种热机，本节起先时提到的，单从海水中吸取热量来做功，就
18、成为可能了，“能源问题也就解决了。 热机是一种把内能转化为机械能的装置。以内燃机为例：气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1，推动活塞做功W，然后排出废气，同时把热量Q2。 我们把热机做的功W和它从热源汲取的热量Q1的比值叫做热机的效率，用表示，则有： = W / Q1事实上，热机不能把它得到的全部内能转化为机械能。以汽车内燃机为例：只有当气缸中工作物质的温度比大气温度高时内燃机才能工作，所以Q2这部分热量是不行避开的。热机工作时，总要向冷凝器散热，总要由工作物质带走一部分热量Q2，所以总有Q1W。因此，热机的效率不行能到达100%，汽车上的汽油机，效率只有20%30%，燃气轮机的效率比较高
19、，也只能到达60%。即使是志向热机，没有磨擦，也没有漏气等能量损失，它也不行能把汲取的能量百分之百地转化成机械能，总要有一部分热量散发到冷凝器中。 第三篇：高二物理教案分子热运动 能量守恒-热力学其次定律2 热力学其次定律 教学目标 、了解热力学其次定律的进展简史， 、了解什么是其次类永动机，为什么其次类永动机不行以制成。 、了解热传导的方向性， 、了解热力学其次定律的两种表述方法，以及这两种表述的物理实质， 、了解什么是能量耗散 教学重点 热力学其次定律及所反映出的热现象的宏观过程的方向性。 教学难点 热力学其次定律中所描述的 不发生其他转变 教学方法 多媒体帮助教学，分析探讨讲解相结合 教
20、学器材 多媒体演示系统、自制电脑教学软件 教学过程 一、引入新课 1、复习提问 热力学第确定律的内容是什么？ 第一类永动机为什么没有制成？ 能量守恒定律是怎样表述的？ 2、引入新课 老师说明：在能量守恒定律中，存在着能量的 转移和 转化，具体到热力学其次定律，内能和内能之间存在着转移以及内能和机械能之间也存在着转化的过程，引入课题：热力学其次定律。 二、新课教学 一内能的转移 内能转移实质就是热传递。 举例： 1 冰箱中的冰激凌在停电时的溶化过程，引导学生分析溶化的缘由。 热量可以从高温物体传递给低温物体 2 冰箱里的冰激凌在冰箱正常工作时并没有溶化。 进一步引导学生思索热量只能从高温物体传递
21、给低温物体这种说法是否妥当。假如不妥当应当怎样说。从而得出所谓的热量从高温物体向低温物体传递是一个自发的过程，热量从低温物体向高温物体转移需要其他的物理过程参与。以模拟动画说明内能转移过程的方向性得出热力学其次定律克劳修斯表述：不行能使热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他转变。 内能转移过程的方向性 说明: 不产生其他转变是指没有其他物理过程参与 二内能和机械能之间的转化 瓦特蒸汽机的独创说明人们起先了热机理论的探讨，热机就是一种把内能转化为机械能的机械 1824年，卡诺在论火的动力中指出 凡是有温度差的地方就能够发生动力 1834年，克拉珀龙把卡诺这一思想几何化为卡诺循环 热机从高温热源
22、汲取热量Q，其中一部分对外做功W，另一部分被释放给低温热源，根据能量守恒定律 Q1 = Q2 + W =W/ Q1 = (Q1- Q2) /Q1 =1 - Q2/ Q1 可以知道Q2 越少，越高 于是人们就考虑能否让Q2不存在，这样就可以产生一个=100的热机，就可以产生另一种永动机，可以看到这种机械并不违背能量守恒定律，这一类永动机叫其次类永动机。 其次类永动机：能从单一热源汲取热量全部用来做功而不引起其他转变的机械。 假如这一类永动机能够制成，它就可以从外界诸如空气、海洋、土壤等单一热源中不断地吸取能量，而对外做功。众所周知在空气和海洋中内能是取之不尽的，这样的话飞机不用带油箱，轮船不用带
23、燃料。人们为此做出了许多努力，做了大量的尝试，但是其次类永动机始终还是没能制成。伴随着一次次的失败，最终相识到其次类永动机是不行能制成的。 这个结论是开尔文首先提出来的。 开尔文表述：不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功，而不产生其他转变。即:其次类永动机是不行能制成的。 说明热力学其次定律两种表述形式实质是一样的，只是侧重角度不同： 1、克劳修斯表述表达热传导的方向性 2、开尔文表述表达机械能和内能之间转化的方向性 能量耗散 引导学生阅读46页能量耗散的内容并归纳出自然界中的能量有的便于利用而有的不便于利用，内能作为能量进展的最终形式是没有方法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。 举
24、例：电能转化为光能再转化为内能：烤火时高温物体的内能变为低温物体的内能都是无法将散失的内能重新再利用能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性。说明能量耗散不是能量损失，只是可便于利用的能量削减了。 第四环节：强调方向性进行小结，使课堂难点、重点突出。 总结扩展：热力学其次定律提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第确定律的一个重要自然规律。 说明：不仅仅在物理上存在这种方向性，在其他领域也都存在。比方：化学中的不行逆反应;生物中的进化过程的不行逆都说明白这一点。 第五环节：思索练习：以简答的形式来稳固方向性和对热力学其次定律内容的理解。 第四篇：高
25、二物理万有引力定律教案 高二物理万有引力定律教案 查字典物理网我编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供宽阔同学们在暑假期间，复习本门课程，盼望能关心同学们加深记忆，稳固学过的学问! 教学目标 学问与技能 1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。 2. 知道万有引力是一种存在于全部物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。 3. 会用万有引力定律解决简洁的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义， 了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。 4. 了解万有引力定律觉察的意义。 过程与方法 1.通过演绎牛顿当年觉察万有引力定律的过程，体会在科学
26、规律觉察过程中猜测与求证 的重要性。 2.体会推导过程中的数量关系. 情感、看法与价值观 1. 感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奇异. 2. 通过演绎牛顿当年觉察万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的试验，让 学生体会科学家们勇于探究、永不知足的精神和觉察真理的曲折与艰辛。 教学重点、难点 1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。 2.由于一般物体间的万有引力微小，学生对此缺乏感性相识。 教学方法 探究、讲授、探讨、练习 教 学 活 动 (一) 引入新课 复习回顾上节课的内容 假如行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条
27、件可知，行星必定要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F供应行星作匀速圆周运动所需的向心力。 学生活动： 推导得 将V=2r/T代入上式得 利用开普勒第三定律 代入上式 得到： 师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F 老师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F 写成等式就是F=G (其中G为比例常数) (二)进行新课 老师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思索了呢?假如
28、你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上老师总结： 猜测一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比方说月球与地球之间) 师生： 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满意上面的规律,而且都是同一种性质的力。 老师：但是牛顿的思索还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上老师总结： 猜测二：地球与月球之间的力，和地球与其四周物体之间的力是否遵从相同的规律? 老师：地球对月球的引力供应向心力，即F= =ma 地球对其四周物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以
29、上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G 那么，地球对其四周物体的力是否也满意以上规律呢?即F=G 此等式是否成立呢? 已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m , 月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8 (以上数据在当时都已经能够精确测量) 提问：同学们能否通过供应的数据验证关系式F=G 是否成立? 学生回答基础上老师总结： 假设此关系式成立，即F=G 可得： =ma=G F=mg=G 两式相比得： a/g=R2 / r2 但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明白前面的假设是
30、成立的。代人数据计算： a/g1/3600 R2 / r21/3600 即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其四周物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G 这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜测是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。 老师：不过牛顿的思索还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上老师总结： 猜测三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律? 牛顿在探讨了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中随便两
31、个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。 万有引力定律 内容 自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。 公式 假如用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示 (其中G为引力常量) 说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2. 2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随便应用于一般物体。 a.对于相距很远因此可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离; b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的
32、简化处理方法。 老师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有方法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用试验测定了G的数值。 利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。 扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而坚固的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，假如测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。如今在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的旁边各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较简洁测定的。根据万有引力定律，大
33、球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是特殊接近的。 卡文迪许测定的G值为6.75410-11 N
34、m2/kg2，如今公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值特殊小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是特殊惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。 老师：万有引力定律建立的重要意义 第五篇：高二物理焦耳定律教案 2.5焦耳定律 一学问与技能 1、理解
35、电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区分和联系。 二过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培育学生的分析、推理实力。 三情感、看法与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步驾驭能量守恒定律的普遍性。 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。 电功率和热功率的区分和联系。 一 复习 1. 串并联电路的性质。 2. 电流表的改装。 二进行新课 1、电功和电功率 老师：请同学们思索以下问题 1电场力的功的定义式是什么? 2电流的定义式是什么?
36、学生：1电场力的功的定义式W=qU 2电流的定义式I= q t老师：投影教材图2.5-1如下图 如下图，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作 用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。 老师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？ 学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt 老师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。 电功： 1定义：在一段电路
37、中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功. 2定义式：W=UIT 老师：电功的定义式用语言如何表述？ 学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。 老师：请同学们说出电功的单位有哪些？ 学生：1在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J. 2电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度，符号是kWh. 说明：运用电功的定义式计算时，要留意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。 老师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通
38、过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。 1定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。 2定义式：P=W=IU t3单位：瓦W、千瓦kW 说明电流做功的“快慢与电流做功的“多少不同。电流做功快，但做功不愿定多；电流做功慢，但做功不愿定少。 2、焦耳定律 老师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。 设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电 流通过此电阻产生的热量Q。 学生：求解产生的热量Q。 解：据欧姆定
39、律加在电阻元件两端的电压U=IR 在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt 由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。 产生的热量为 Q=I2Rt 老师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用试验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。 学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。 热功率： 1定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。 2定义式：P热= Q 2=IR t3单位：瓦W 三探讨电功率与热功率的区分和联系。 学生：分组探讨总结电功率与热功率的区分和联系。 师生共同活动：总结： 1电功率与热功率的区分 电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率
40、，确定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。 热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，确定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。 2电功率与热功率的联系 若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电 老师指出： 若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电P热。 课堂练习 例一： 一个电动机，线圈电阻是0.4欧，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。求1电功率是否等于热功率？2这台电动机的机械功率是多少？ 解：此题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功
41、率P热、转化为机械能的功率P机 。三者之间遵从能量守恒定律，即 P电=P热+P机 由焦耳定律，电动机发热的功率为 P热=I2R 电动机消耗的功率，即电流做功的功率为 P电=IU 因此可得电能转化为机械的功率，即电动机所做机械功的功率 P机=P电-P热=IU I2R =5 220 52 0.4 =1090w 课堂小结 电功 W=UIt 电功率 P=UI 焦耳热 Q=I2Rt 热功率 P=I2R 纯电阻电路: 电功=电热 电功率=热功率 非纯电阻电路: 电功=电热+其它形式的能量 电功率=热功率=其它形式的功率 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第34页 共34页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页第 34 页 共 34 页