物理选择性必修3优质课公开课导学案3.2-3.doc

2．热力学第一定律

3．能量守恒定律

素养目标

1.了解能量的转化和守恒．(物理观念)

2．知道能量在不同形式间转化总量不变，能够掌握能量的转化过程和总量的转化情况．(科学思维)

3．体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义．(科学态度与责任)

自主落实·必备知识全过关

一、热力学第一定律

1．改变内能的两种方式

做功与传热．两者在改变系统内能方面是________.

2．热力学第一定律

末状态的内能减去初状态的内能

(1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的________与外界对它________的和．

(2)表达式：________．

二、热力学第一定律的应用

对于公式ΔU＝Q＋W的理解：外界对系统做功，W取________；系统对外界做功，W取________．外界对系统传递的热量Q取________；系统向外界传递的热量Q取________．

三、能量守恒定律自然界的普遍规律

1．内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的________保持不变．

2．意义

(1)各种形式的能可以相互________．

(2)各种互不相关的物理现象可以用________定律联系在一起．

四、永动机不可能制成

第一类永动机

1．永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．

2．永动机不可能制成的原因：违背了________定律．

3．意义：正是历史上设计永动机的________，才使后人的思考走上了正确的道路．

情境体验

1．汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热．气体内能的变化会比单一方式(做功或传热)更明显．这是为什么呢？

2．让“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来．直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又会直立起来．如此循环往复……这种“饮水小鸭”玩具是一架永动机吗？为什么？

合作探究·能力素养全提升

探究一热力学第一定律

情境探究

如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图像基础上思考以下问题：

(1)在变化过程中是气体对外做功，还是外界对气体做功？

(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能增加了，还是减少了？

核心归纳

1.对公式ΔU＝Q＋W中ΔU、Q、W符号的规定：

符号

Q

W

ΔU

＋

物体吸收热量

外界对物体做功

内能增加

－

物体放出热量

物体对外界做功

内能减少

2.几种特殊情况：

(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功．

(2)若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量．

(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．

3．判断是否做功的方法：一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化．

(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W0.

(2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W0.

应用体验

题型1对热力学第一定律的理解

例1[2022·天津等级考]水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图所示．从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口．扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出．若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体()

A．压强变大B．对外界做功

C．对外界放热D．分子平均动能变大

题型2热力学第一定律的应用

例2[2022·辽宁沈阳郊联体高二期中]一定质量的气体，在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下，体积从20L膨胀到30L，这一过程中气体共从外界吸热4×103J，求：

(1)气体对外界做了多少焦耳的功？

(2)气体的内能变化了多少？

规律方法

应用热力学第一定律解题的方法

(1)明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统；

(2)分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量，外界对物体(或系统)所做的功