1、10.3 熱力學第一定律 能量守恒定律,高二物理備課組,目標導航,1.理解兩個定律 熱力學第一定律、能量守恒定律 2.會用兩個定律分析、解決相關的問題 3.知道永動機不可能實現(xiàn),一、整體感知,1、內(nèi)能的概念及其決定因素？理想氣體的內(nèi)能呢？ 2、改變物體內(nèi)能的方式有哪些？它們之間有何異同？ 3、一個物體在絕熱過程中如果外界做的功為，則它的內(nèi) 能如何變化？變化了多少？ 4、一個物體在單純的傳熱過程中如果物體從外界吸收熱量 為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,請同學們快速回顧，自由回答。,（一）溫習回顧、架橋鋪路,請同學們閱讀文本，思考下列問題。,1、熱力學第一定律的內(nèi)容？數(shù)學表達式？ 2、能量守

2、恒定律的內(nèi)容？在能量守恒的探索中做出貢獻的典型人物？能量守恒定律蘊含的物理意義？熱力學第一定律與能量守恒定律的關系？19世紀的三大發(fā)現(xiàn)？ 3、第一類永動機的概念？第一類永動機不能制成的原因？,（二）閱讀課本、提煉信息,（三）交流互動、整合知識,一、熱力學第一定律 1定律內(nèi)容： 2數(shù)學表達式：,一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和,U Q W,二、能量守恒定律 1能量守恒定律內(nèi)容：,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中 能量的總量 保持不變,4熱力學第一定律與能量守恒定律的關系,2

3、.在能量守恒的探索中做出貢獻的典型人物：,蓋斯（俄國化學家）能量守恒定律的先驅(qū) 邁爾（德國醫(yī)生）第一個提出能量守恒思想的人 焦耳（英國物理學家）為能量守恒奠定牢固實驗基礎的人 亥姆霍茲（德國科學家）提出了勢能和動能的轉(zhuǎn)換,3能量守恒定律的物理意義：,(1)各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化過程中，能量都 是守恒的。 (2)各種物理現(xiàn)象可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律聯(lián)系在一起,4熱力學第一定律是內(nèi)能與其他能量轉(zhuǎn)化時的能量守恒定律,5.19世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)： 能量守恒定律、細胞學說、生物進化論,三、永動機不可能制成 1第一類永動機： 2第一類永動機不可能制成的原因：,制造永動機的千萬次努力都以失敗而

4、告終,不需要動力或燃料，卻能源源不斷對外做功的機器（不吃草的馬、不燒油的發(fā)動機）,違背了能量守恒定律,歷史上設計永動機的人們以自己的失敗幫助我們找到了正確的方向；他們的不懈努力反映了人類追求幸福的美好愿望。 銘文：紀念為實現(xiàn)永動機的奮斗而失敗的人們 同時有這么一句話送給大家： 失敗是什么？沒什么，只是更走進成功一步；成功是什么？就是走過了所有通向失敗的路，只剩下一條路，那就是成功之路。,二、主體探究啟思悟理、把握規(guī)律,探究1熱力學第一定律應用的符號法則 一定質(zhì)量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體 對外界做功？如果膨脹時做的功是135J，同時向外放熱85J， 氣體內(nèi)能的變化量是多少？內(nèi)能

5、是增加了還是減少了？ 請你通過這個例子總結U、Q、W 幾個量取正、負值的意義。 請同學們先獨立思考，然后以小組為單位進行討論、交流，于組內(nèi)達成共識，推選代表，做好展示、發(fā)言的準備。,【規(guī)律小結】 (1)應用熱力學第一定律時要明確研究的對象是哪個物體或者是哪個熱力學系統(tǒng) (2)應用熱力學第一定律計算時，要依照符號法則代入數(shù)據(jù)對結果的正、負也同樣依照規(guī)則來解釋其意義,符號法則：“收入為正，支出為負”,與熱力學第一定律相匹配的符號法則：,探究2熱力學第一定律與氣體狀態(tài)變化的綜合應用,請同學們先獨立思考，然后以小組為單位進行討論、交流，于組內(nèi)達成共識，推選代表，做好展示、發(fā)言的準備。,右圖為一定質(zhì)量的

6、理想氣體狀態(tài)變化的VT圖象，請同學們利用圖象信息，分析比較ab、 ac兩過程中氣體的內(nèi)能的變化情況U1、U2；做功情況W1、W2及吸放熱情況Q1、Q2三組物理間的關系大小,并說明判定依據(jù)。 U1 U2 ;W1 W2 ;Q1 Q2,【規(guī)律小結】 在解決熱力學第一定律U=Q+W與定質(zhì)量的理想氣體相綜合的問題時要抓住兩個關系： 做功W與氣體體積變化的關系； 內(nèi)能變化U與氣體溫度變化的關系 即：,探究3用能量守恒定律分析、解決問題的要領 某工人在維修時用一質(zhì)量M=1.2kg鐵錘連續(xù)打擊一質(zhì) 量為m=40g鐵制件，設打擊時有80%的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能，內(nèi)能的50%使鐵制件的溫度升高，問連續(xù)打擊20 次后鐵制件的溫度升高多少？已鐵錘打擊鐵制件時 的速度為v=10m/s，鐵的比熱C=5.0102J/kg 。(g取10 m/s2）,請同學們分析鐵錘打擊鐵制件時的能量轉(zhuǎn)化情況，然后求解設置的問題，同時思考解決此類問題的基本思路，然后同周邊同學交換意見，為發(fā)言做準備。,【規(guī)律小結】 搞清能量轉(zhuǎn)化的物理情景及轉(zhuǎn)化過程中