职高物理（人教版-电子电工类）教案：热力学第一定律 .doc

职高物理（人教版-电子电工类）教案：热力学第一定律 教学目标 理解物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、△U的物理意义。 会确定W、Q、△U的正负号。 理解、掌握热力学第一定律，从能量转化和转移的观点理解热力学第一定律。 会用△U = W + Q分析和计算问题。 理解、掌握能量守恒定律及其重要性。 要有能量意识，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题，明确它的优越性。 知道第一类永动机不可能成功的原因。 人类对自然规律的认识是不断深入的。 重点、难点分析 重点：能量守恒定律 难点：热力学第一定律△U = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，这对学生是很困难的，要用收入、支出和结存的观点去分析，要抓住研究对象。 另一难点是用能量守恒的观点去分析和解决问题，它的优越性是不管中间过程细节问题，要逐渐培养学生用能量观点解题。 课时安排：一课时 课前准备： 教师：柴油机模型、电动机、电炉子、灯泡、电池、打气筒、投影仪、胶片、多媒体 学生：电动玩具、利用机械能守恒定律制成的小玩具、植物标本（如玉米粒） 教学设计（教学过程） 引入新课 我们在前面学习了改变内能的两种方式：做功和热传递，即通过对物体做功或者经过热传递的过程都能改变物体内能，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、化学能等各中形式的能，它们在相互转化的过程中遵守什么样的规律呢？今天我们就来研究这些问题。 板书：第六节 热力学第一定律 能量守恒定律 同学们带着下列问题看课本，看到△U = W + Q 板书：（投影片） 1、一个物体，如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与物体对外做功，会引起物体内能怎样的变化？ 2、一个物体，如果外界与物体之间没有做功，那么物体吸热与放热会引起物体内能的怎样的变化？ 3、如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，W、Q、△U的正负号如何确定？ 4、W、Q、△U三者都有正负，它们的关系怎样？ 让同学们前后座四人为一小组，互相交流一下，得出正确结论。 让同学举手发言，代表自己小组发言，其他小组补充，老师给以适当点拨。 答案：（胶片给出） 1、外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。 2、物体吸热，物体的内能增加；物体放热，物体的内能减少。 3、外界对物体做功W为正，物体对外做功W为负；物体吸热Q为正，物体放热Q为负；物体内能增加△U为正，物体内能减少△U为负。 4、△U = W + Q 这就是热力学第一定律，它表示了功、热量跟内能改变之间的定量关系。 例：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。是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况怎样？ 解：根据题意得出： Q = 2.6×105J，△U =4.2×105J，求：W = ？ 根据△U = W + Q代入可得：4.2×105J = W + 2.6×105J W = 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J功。 第二问中：Qˊ= 2.6×105J，△Uˊ=1.6×105J，计算结果Wˊ= - 1.0×105J。 这说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J。 让同学们观看柴油机模型，用热力学第一定律解释柴油机正常工作时压燃的原理。 活塞压缩气体，活塞对气体做功，由于时间很短，散热可以不计，机械能转化为气体的内能，温度升高，达到柴油燃点，可“点燃”柴油。 做功和热传递都能使物体的内能改变，能量在转化的过程中守恒，不仅机械能，其它形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过电炉子发热，电能转化为内能（演示电炉子）；燃料燃烧生热，化学能转化为内能。实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的。由此引发了我们更深刻的思考。 同学们把剩下的课文看完 再看一段录象：风力发电，电镀，电动机带动水泵抽水，汽车在公路上行驶，水电站，植物生长，风云雷电等，再观看准备的教具及学生带来的玩具。 投影仪再次打出讨论的题目： 能量守恒定律的内容是什么？ 各种机器的作用是什么？ 风力发电是什么能转化成什么能？ 化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能？ 为什么说能量守恒定律是伟大的运动基本规律？ 第一类永动机为什么不能成功？ 举出一些生活中能量守恒的实例 让同学们前后座四人为一小组，互相交流一下，得出正确结论。 让同学举手发言，代表自己小组发言，其他小组补充，老师给以适当点拨。 答案：（胶片给出） 见课本。 各种机器都是能量转化器。 是机械能转化为电能。 是电能转化为化学能。 能够把各个领域联系起来，具有共同语言。 它违背了能量守恒定律。 举不胜举。能量守恒