热力学第一定律 能量守恒定律 教案

10.3热⼒学第⼀定律能量守恒定律教案第三节热⼒学第⼀定律能量守恒定律⼀、教学⽬标1、知道热⼒学第⼀定律的内容及其表达式2、理解能量守恒定律的内容3、了解第⼀类永动机不可能制成的原因⼆、教学重点与难点从能量转化的观点理解热⼒学第⼀定律，会⽤ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节的重点。

热⼒学第⼀定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，如何⽤能量转化和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。

三、教学⽅法与建议问题讨论法、阅读法四、学情分析通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且⼆者是等效的。

在此基础上，提出当外界对物体既做功⼜热传递时，物体的内能如何改变？学⽣通过分析讨论，⾃然得出热⼒学第⼀定律。

能量守恒定律的知识，学⽣⼀直都有，故不存在什么问题。

永动机学⽣虽然⽐较陌⽣，但通过影⽚的播放介绍，学⽣应该能够有所了解。

五、教学过程（⼀）引⼊新课[问题]：改变物体内能的⽅式有哪些？学⽣回答：做功和热传递。

教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间⼀定有某种联系，我们就来研究这个问题。

（⼆）新课讲授⼀、热⼒学第⼀定律1、思考与讨论（1）⼀个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？学⽣思考回答：⼀个物体，如果它既没有吸收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；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。

（2）⼀个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？学⽣思考回答：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.（3）如果物体在跟外界同时发⽣做功和热传递的过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间⼜有什么关系呢？学⽣思考后应该能够得出ΔU = W + Q的结论。

热力学第一定律能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用ΔU=W+Q 分析和计算问题。

2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。

会用能量守恒的观点分析物理现象。

3．能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。

4．了解第一类永动机不可能制成的原因。

（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。

（三）情感、态度与价值观1．学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。

2．感受英国科学家焦耳勤奋、刻苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。

教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。

教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。

教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。

教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。

（二）进行新课1．热力学第一定律［投影］1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2．一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？［学生解答思考题］教师总结：一个物体，如果它既没有吸收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；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。

热力学第一定律及能量守恒定律（教案）1、教学目标1.1知识和技能（1）理解热力学第一定律。

（2）能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。

（3）理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。

（4）通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。

（5）知道第一类永动机是不能实现的。

1.2过程和方法通过本次教学，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。

1.3情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。

（2）注重激发学生学习物理的情趣和社会责任感、使命感。

（3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。

2、教学重点和难点2.1重点热力学第一定律的理解和应用2.2难点能量守恒定律的理解3、教具铁丝一根、打火机一个、棉布一块4、教学过程【概念引入】利用探究实验引入概念，不仅使学生经历基本的探索过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度，还能激发学生的学习兴趣和求知欲。

教师引导学生完成探究实验实验探究：怎样使铁丝的温度升高（内能增加）？实验器材：一段铁丝，棉布，打火机方案一：做功：棉布摩擦铁丝，摩擦力做功.方案二：热传递：打火机点火加热铁丝.学生操作，教师点评，并举例：双手摩擦（做功）是温度升高（内能增加）。

做功和热传递都能改变物体的内能，这就是我们今天要学习的热力学第一定律的知识，请同学们自主阅读教材内容，完成学案中基础知识（一）【学生自主学习】基础知识(一) ：热力学第一定律1.功和热：做功和热传递这两种方法在改变内能方面是等价的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。

2.定律内容：一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.3.表达式：ΔU＝W＋Q.学生作答，填空完成基础知识（一）【思考与讨论】启发学生讨论：引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递，那么在这个变化过程中 U、Q、W几个量的正、负值应该怎么取呢？一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J,同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？解析：膨胀过程：气体对外界做功如果膨胀时做的功是135J, 气体内能减少135J向外放热85J，气体内能减少85J。

热力学第一定律与能量守恒定律学案一、基础知识回顾1.热力学第一定律（1）热力学第一定律：如果物体和外界同时发生做功和热传递的过程，那么物体内能的增加ΔU就等于和之和。

（2）公式：ΔU= 。

其中，ΔU表示，Q表示，W表示。

（3）公式中各量正负号的意义2.能量守恒定律（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或的过程中，能量的总量保持不变．（2）能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的，第一类永动机是不可能制成的，它违背了。

二、基础夯实（一）热力学第一定律与能量守恒定律1. 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系．此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳．2. 热力学第一定律表明，一切热力学过程都必须服从能量守恒定律，因此热力学第一定律实际上是包括热现象在内的能量转化与守恒定律。

【练1】下列说法正确的是()A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【练2】一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，未从木块中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是（）A．子弹减少的动能等于木块增加的动能B．子弹减少的动能小于木块增加的动能C．子弹减少的动能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和【练3】(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关（二）热力学第一定律在理想气体中的应用理想气体的特点：由于理想气体不计分子间的作用力，也就忽略了分子的势能，所以理想气体的内能只是分子热运动的总和，理想气体的内能只跟有关。

热⼒学第⼀定律能量守恒定律教案热⼒学第⼀定律能量守恒定律⼀、教学⽬标1．知识⽬标：（1）理解和掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义。

（2）会确定的W、Q、ΔU正负号。

（3）理解热⼒学第⼀定律ΔU =W+Q（4）会⽤ΔU =W+Q分析和计算问题。

（4）理解能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例；（5）理解“永动机”不能实现的原理。

2．能⼒⽬标：在培养学⽣能⼒⽅⾯，这节课中要让学⽣理解热⼒学第⼀定律ΔU =W+Q，并会⽤ΔU =W+Q分析和计算问题，培养学⽣利⽤所学知识解决实际问题的能⼒。

3．物理学⽅法教育⽬标：能量守恒定律是⾃然科学的基本定律之⼀，应⽤能量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维⽅法。

⼆、重点、难点分析1．重点内容是热⼒学第⼀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。

学会运⽤热⼒学第⼀定律和能量守恒定律分析、计算⼀些物理习题。

2．运⽤能的转化和守恒定律对具体的⾃然现象进⾏分析，说明能是怎样转化的，对学⽣来说是有难度的。

三、教学⽅法教师讲解，课件演⽰，指导学⽣看书四、教具计算机、⼤屏幕、⾃制多媒体课件五、教学过程（－）引⼊新课上节课我们学习了改变内能的两种⽅式，做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、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？这节课我们就来研究这些问题。

【板书】第六节热⼒学第⼀定律能量守恒定律（⼆）进⾏新课【板书】⼀、做功W、热传递Q、内能变化ΔU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另⼀个物体，传递的能量⽤Q表⽰。

3．内能的改变：是物体内所有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、ΔU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。

10.3、热力学第一定律能量守恒定律教学目的1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算教学重点热力第一定律教学难点能量守恒教具多媒体课件教学过程复习提问问：物体做什么样的运动具有机械能？机械能转化和守恒定律的内容是什么？新课教学一、热力学第一定律分析下列特殊情况：①如果物体只与外有热交换，没有做功，外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向外界传出了4J热量，物体内能如何变化？结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热，作出规定：吸热Q 取正值，放热Q取负值，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。

②如果物体和外界不发生热交换，当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外做了10J功，物体内能又如何变化？结论：在无热交换情况下，△U＝W（对外做功时，W取负值）③如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，例如外界对物体做了10J的功，同时物体吸收4J热量，物体的内能如何变化？④又如，外界对物体做10J功，物体放热4J物体内能又如何变化？又物体对外界做了10J功，物体吸热4J，物体放热4J物体内能又如何变化？综上所述：在能的转化转移过程中，一个物体，如果没有吸收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；如果它既没有对外做功，外界也没有对其做功，则它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少。

用△U表示物体内能的增量，用Q表示吸收的热量，用W表示外界对物体所做的功，那么：△U＝Q＋W上式就是热力学第一定律。

［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，外界对物体做了多少功？解：根据热力学第一定律得，W＝△U－Q＝4.2×105J－2.6×105J＝1.6×105J二．能的转化课件展示，举例说明物体的每一种运动形式都有一种对应的能机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能各种形式的能可以相互转化：机械能中的动能和势能可互相转化（自由落体运动）机械能可以与内能相互转化（摩擦生热，消耗了机械能通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能）其它形式有能也可以转化为内能，如电流通过导体时，把电能转化为内能；炽热的灯丝发光，又把内能转化成光能；燃烧时，把化学能转化成内能）三.能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能众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，在转化和转移的过程中其总量不变。

10、3 热力学第一定律能量守恒定律教学目标：1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算知识与技能：1、理解热力学第一定律。

2、能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。

3、理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。

4、知道第一类永动机是不能实现的。

过程与方法：促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。

情感态度与价值观：注重激发学生学习物理的情趣和振兴中华的使命感和责任感重点、难点：热力学第一定律教具：多媒体课件课前复习试说出下述现象中是哪种方式改变了物体的内能，属于做功方式的是，属于热传递的是。

①搓搓手会感到手暖和些②汽油机气缸内被压缩的气体③把手放在火炉旁取暖④物体在阳光下被晒热⑤打气时，胎内气体温度不变升高⑥电流通过电炉丝使温度升高⑦在阳光照射下水的温度升高⑧铁锤打铁块使铁块温度升高⑨在炉火上的水被烧开⑩用嘴对手呵气给手取暖说明：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，如果在一过程中既有做功又有热传递，那么物体的内能的变化如何求？这就是今天我们要学习的《热力学第一定律能量守恒定律》。

课前预习：一定质量的气体从外界吸收了3.2×105J的热量，同时外界对气体做了1.8×105J的功，问：物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？教学过程：一、热力学第一定律。

1、写出热力学第一定律的文字表述。

2、写出热力学第一定律的数学表达式。

3、回答课本p54思考与讨论的问题。

总结△U，Q，W几个量取正、负的意义。

做功W 热量Q 内能的改变ΔU取正值“+”取负值“－”例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（）A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104JB.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105JC.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104JD.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J二、能量守恒定律。

3、热力学第一定律能量守恒定律教学方法讲授教学目的 1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算教学重点热力第一定律教学难点能量守恒教具多媒体课件教学过程一、复习提问问：物体做什么样的运动具有机械能？机械能转化和守恒定律的内容是什么？二、新课教学1．热力学第一定律分析下列特殊情况：①如果物体只与外有热交换，没有做功，外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向外界传出了4J热量，物体内能如何变化？结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热，作出规定：吸热Q取正值，放热Q取负值，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。

②如果物体和外界不发生热交换，当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外做了10J功，物体内能又如何变化？结论：在无热交换情况下，△U＝W（对外做功时，W取负值）③如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，例如外界对物体做了10J的功，同时物体吸收4J热量，物体的内能如何变化？④又如，外界对物体做10J功，物体放热4J物体内能又如何变化？又物体对外界做了10J功，物体吸热4J，物体放热4J物体内能又如何变化？综上所述：在能的转化转移过程中，一个物体，如果没有吸收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；如果它既没有对外做功，外界也没有对其做功，则它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少。

用△U表示物体内能的增量，用Q表示吸收的热量，用W表示外界对物体所做的功，那么：△U＝Q ＋W上式就是热力学第一定律。

［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，外界对物体做了多少功？解：根据热力学第一定律得，W＝△U－Q＝4.2×105J－2.6×105J＝1.6×105J2．能的转化课件展示，举例说明物体的每一种运动形式都有一种对应的能机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能各种形式的能可以相互转化：机械能中的动能和势能可互相转化（自由落体运动）机械能可以与内能相互转化（摩擦生热，消耗了机械能通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能）其它形式有能也可以转化为内能，如电流通过导体时，把电能转化为内能；炽热的灯丝发光，又把内能转化成光能；燃烧时，把化学能转化成内能）3.能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能众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，在转化和转移的过程中其总量不变。

§10.3 热力学第一定律能量守恒定律教学案牡丹江农垦管局高级中学高二物理◆选修3－3◆教学案主备人：王金涛§9.4热力学第一定律能量守恒定律【学习目标】1．知道热力学第一定律的内容及其表达式 2．理解能量守恒定律的内容3．了解第一类永动机不可能制成的原因【重点难点】1、热力学第一定律2、运用热力学第一定律解释能量的转化转移问题。

3、综合热力学第一定律和气体定律分析问题。

【教学要点】1、热力学第一定律表达式中W 、Q 什么情况为正，什么时候为负1、讨论由功和内能关系和热和内能关系表明一个热力学系统的内能增量与外界向它传递的热量和外界对它所做的功之和什么关系？得出热力学第一定律（1）. 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

这个关系叫做热力学第一定律。

其数学表达式为：ΔU=W+Q（3）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。

（4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：①根据符号法则写出各已知量（W 、Q 、ΔU ）的正、负；②根据方程ΔU=W+Q求出未知量；③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。

2、学生阅读教材55页自学能量守恒定律 3. 第一类永动机不可能制成任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的。

【知识梳理】 3、热力学第一定律：1、内容：一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做热力学第一定律.2、表达式：ΔU ＝W ＋Q（1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能之间转化（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的【当堂检测】1. 一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J 的功，气体的内能减少了1.2×105J ，则下列各式中正确的是（）A.W=8×104J ，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104JB.W=8×104J ，ΔU =－1.2×105J，Q=－2×105JC.W=－8×104J ，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104JD.W=－8×104J ，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J2．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU 、W 、Q 各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（）A. 外界对物体做功时W 为正，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为正B. 物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为负C. 物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为正D. 外界对物体做功时W 为负，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为负3、如图所示，活塞将汽缸分为甲、乙两室，汽缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以U 甲、U 乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在拉杆缓缓向外拉的过程中（）A 、U 甲不变，U 乙减小B 、U 甲增大，U 乙不变C 、U 甲增大，U 乙减小D 、U 甲不变，U 乙不变4. 一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J ，但这一过程中气体的内能减少了300J ，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？5. 一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J 的热量，同时气体对外做了6×105J 的功，问：（1）物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？（2）分子势能是增加还是减少？（3）分子的平均动能是增加还是减少？。

3熱力學第一定律能量守恆定律1．熱力學第一定律(1)內容：一個熱力學系統的內能增量等於外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。

這個關係叫做熱力學第一定律。

(2)數學運算式為：ΔU＝W＋Q公式中符號的意義：①W＞0，表示外界對系統做功；W＜0，表示系統對外界做功；②Q＞0，表示系統吸熱；Q＜0，表示系統放熱；③ΔU＞0，表示系統內能增加；ΔU＜0，表示系統內能減少。

特別提示：①熱力學第一定律的數學運算式也適用於物體對外做功、向外界散熱和內能減少的情況。

②若一根金屬絲通過某一物理過程，溫度升高了，除非事先知道，否則根本不能判斷是通過對它做了功，還是發生了熱傳遞使它的內能增加，因為單純對系統做功和單純對系統傳熱都能改變系統的內能，由於它們在改變系統內能方面是等效的，那麼既對系統做功又對系統傳熱也能改變系統的內能。

內能改變了多少就由熱力學第一定律來定量分析計算。

【例1】一定量的氣體從外界吸收熱量2.66×105J，內能增加4.25×105J，是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？解析：題目中已經知道氣體從外界吸收的熱量以及內能的增加量，根據熱力學第一定律的公式就可以求出外界對氣體或氣體對外界所做的功，由ΔU＝W＋Q得W＝ΔU－Q＝(4.25×105－2.66×105) J＝1.59×105J，W為正值，表示是外界對氣體做功，做功的大小是1.59×105 J。

答案：外界對氣體做功 1.59×105 J2．能量守恆定律(1)不同形式的能量之間可以相互轉化①自然界中能量的存在形式：物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電荷具有電能、原子核內部具有原子能等，可見，在自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應。

②不同形式能量之間的轉化：“摩擦生熱”是通過克服摩擦力做功將機械能轉化為內能；水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內能轉化為機械能；電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內能等，這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化，且這一轉化過程是通過做功來完成的。

热力学第一定律能量守恒定律教学目标一、知识目标1、能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，公用△U=W+Q分析和计算问题。

2、掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义，会用能量守恒的观点分析物理现象。

3、了解第一类永动机不可能制成的原因。

二、能力目标1、会用热力学第一定律△U=W+Q分析和计算问题。

2、会用能量转化和守恒的观点分析物理现象。

3、能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算、分析、解决有关问题。

三、德育渗透目标学习众多科学家孜孜以求，通过探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。

教学重点1、能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用△U=W+Q分析和计算问题。

2、学会用能量转化和守恒的观点分析物理现象。

3、综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。

教学难点:如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。

教学方法：分析归纳法、问题解决法、互动探究法。

教学过程[投影学习目标和学法指导]（一）学习目标1、能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用△U=W+Q分析和计算问题。

2、能综合运用学过的知识，用能量守恒定律来进行有关的分析、计算。

（二）学法指导1、结合导学提纲先以学习小组自学本节内容，并互相讨论。

2、选派代表解释现象、说明问题、理解规律，其他同学补充证实。

[学习目标完成过程]一、复习引入[复习] 投影练习题1、改变物体内能的方式有和，它们的实质分别是和。

（做功热传递其他形式能和内能的转化内能在物体间的转移）2、如果外界对物体做功，物体的内能会，如果物体对外界做功，物体的内能会；如果物体吸收热量，物体的内能会，如果物体放出热量，物体的内能会。

（增加减少增加减少）3、在只有一种形式改变内能的过程中，做了多少功，就有能量发生转化；传递了多少热量，就有内能发生转移，是关系。

热力学第一定律--能量守恒定律【教学目标】1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因【教学重点】热力学第一定律的内容、符号法则热力学第一定律的应用【教学难点】热力学第一定律的符号法则【教具】“第一类永动机”模型【教学过程】○、引入学生答问：1、物体体积缩小，分子势能可不可能增大？2、热量和内能的区别和联系何在？3、做功和热传递在改变内能方面，实质有何不同？请大家回忆教材P79第（4）题，我们已经做过的作业…，如果我们将条件改一下，在热传递的同时，外界也对物体做功（或做功的同时，和外界有热交换），情形又会怎样，我们应该怎样定量处理这类问题呢？——一、热力学第一定律我们继续刚才的话题——续教材P79第（4）题、请大家在下面的表格中填入适当的结果（提示性表述中可用总公司和分公司的结算学生寻找关系…教师提示：符号修正→正式板书——ΔU = Q + W符号法则：Q——吸热取“+”，放热取“－”；W——对物体做功取“+”，物体对外界做功取“－”；规定了右边的符号法则之后，右边事实上成了一个代数的表达式，根据我们的经验，ΔU——增加取“+”，减少取“－”。

我们把以上的结论称之为热力学第一定律，它表征的是内能改变、热传递和做功三者之间的定量关系。

下面介绍一个早就被我们所熟知的、一直把它作为一个重要解题依据的规律——二、能量守恒定律学生活动：阅读教材P81的相关内容…共同阅读结论…虽然从以往的种种事实我们已经知道了能量守恒定律的正确性，但我们今天学习了一个新的定律——热力学第一定律，大家想一想，从热力学第一定律能不能看出能量守恒定律的正确性？学生从Q和W的实质认识热力学定律的物理内涵…能量守恒定律的地位表达：能量守恒定律是经过人类的长期探索后，在19世纪确立的。

高中物理-高二热力学第一定律能量守恒定律教案教学目标：1. 理解热力学中的能量守恒定律，即第一定律。

2. 掌握能量守恒定律的基本概念和公式。

3. 能够通过应用能量守恒定律解决实际问题。

教学重点：能量守恒定律的概念和应用。

教学难点：能量守恒定律的应用。

教学方法：讲授法、探究法、案例分析法、归纳法。

教学手段：黑板、彩色笔、PPT。

教学准备：教材、习题册、PPT课件。

教学过程：一、导入（5分钟）教师通过向学生提问开展导入环节，引导学生回顾热力学的内容，例如热和温度之间的区别，温度与热量的关系等。

二、讲授（25分钟）1. 能量守恒定律的概念教师介绍能量守恒定律的基本概念，即能量不能被创造或毁灭，只能由一种形式转化为另一种形式，能量的总量在任何时刻都保持不变。

2. 能量守恒定律的公式教师通过示意图展示能量守恒定律的公式：$\Delta E=\DeltaQ-\Delta W$，其中$\Delta E$表示系统内部能量的变化量，$\Delta Q$表示系统所吸收的热量，$\Delta W$表示系统所做的功；讲解各项表达式的含义和单位。

3. 能量守恒定律的应用教师通过案例分析法和归纳法，引导学生掌握能量守恒定律的应用方法和技巧。

三、练习（25分钟）教师布置若干道练习题，学生结合教师的讲解，独立或小组完成练习题，检查掌握情况。

四、总结（5分钟）教师通过提问的方式，帮助学生回顾本节课的重点内容，加强记忆。

五、作业（无）教师以巩固知识为目的，不布置任何作业。

教学反思：本节课通过讲授法和案例分析法，让学生掌握了热力学中能量守恒定律的概念和应用方法。

应用能量守恒定律解决实际问题是学生从理论角度深入了解能量守恒定律的重要手段。

教学过程中，教师还可以增加学生的动手能力，引入更多实验环节，提高学生的学习兴趣和求知欲。

热力学第一定律能量守恒定律《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计1 教学目标1.1 知识和技能（1）理解热力学第一定律。

（2）能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。

（3）理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。

（4）通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。

（5）知道第一类永动机是不能实现的。

1.2 过程和方法促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。

1.3 情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。

（2）注重激发学生学习物理的情趣和社会责任感、使命感的教育。

（3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。

2 教学重点和难点2.1 重点热力学第一定律的理解和应用2.2 难点能量守恒定律的理解3 设计思路与教学流程3.1 设计思路课程标准对本节内容的要求是“能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用能量守恒的观点分析物理现象”。

本节知识是在学习了功和内能、热和内能之后的一节内容，首先在复习改变内能两种方式的基础上，给出了热力学第一定律的表达式△U＝W ＋Q，理解各个字母的含义以及各个量取正、负的意义，对气体来说，要使学生知道：压缩气体时外界对气体做功，气体膨胀时气体对外界做功。

对于能量守恒定律，教学中应该使学生掌握这个规律，理解这个定律的重要意义，特别是要让学生感知人类对能量守恒定律的认识经历了一个由浅入深、由含糊到清晰的过程，它是在众多科学家从不同领域研究、总结发现的重要规律，其中，迈尔、焦耳和亥姆霍兹做出了突出的贡献。

永动机不可能制成，是导致能量守恒定律发现的一条重要线索，为使学生理解这一点，教材介绍永动机不可能制成时，举出一个实例来让学生分析，这个永动机方案是13世纪时法国人亨内考提出的，是早期的一个著名方案，教学时通过分析以帮助学生理解永动机不可能制成对能量守恒定律的建立所起的重要作用。

3热力学第一定律能量守恒定律教学目的1．理解、掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义．2．会确定W、Q、ΔU的正负号．3．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q．4．会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题．5．理解、掌握能量守恒定律及重要性．6．会用能量守恒的观点分析、解决有关问题，明确它的优越性．7．知道第一类永动机不可能成功的原因．教具柴油机模型、电动机、灯泡、打气筒、多媒体．教学过程引入新课我们在前面学习了改变内能的两种方法：做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转化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】一、做功W、热传递Q、内能变化ΔU的物理意义1．做功：做功使物体内能发生变化，本质是能量的转化，是一种形式的能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另一个物体，传递的能量用热量Q 表示．3．内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度变化和体积变化．【板书】二、W、Q、ΔU正负号确定1．W，外界对物体做功，W取正；物体对外界做功，W取负．2．Q，物体吸热，Q取正；物体放热，Q取负．3．ΔU，物体内能增加，ΔU取正；物体内能减少，ΔU取负．【板书】三、W、Q、ΔU三者之间关系在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，它们遵守下列关系：ΔU＝W＋Q这就是势力学第一定律，它表示了功、势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？启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递；物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量，是由于还有做功，一定是外界对气体做了功．W＝？，Q＝2.6×105J，ΔU＝4.2×105J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，代入 4.2×105＝2.6×105＋W ∴W＝(4.2－2.6)×105＝1.6×105(J)W为正值，说明是外界对气体做了1.6×105J的功．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，散热可忽略，机械能转化为气体内能，温度升高，达到柴油燃点，可“点燃”柴油．做功和热传递能使物体内能改变，能量在转化或转移过程中守恒．不仅机械能，其它形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过灯泡钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)．燃料燃烧生热，化学能转化成内能，实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的．【板书】四、能量守恒定律同学们看课文再看一段录像：风力发电、电动机带动水泵抽水，汽车在公路上行驶，水电站、植物生长等，同时利用投影仪打出讨论题目：1．能量守恒定律的内容？2．各种机器的作用是什么？3．风力发电是什么能转化成什么能？4．化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能？5．为什么说：能量守恒定律是伟大的运动基本规律？6．第一类永动机为什么不能成功？7．举出一些生活中能量守恒的实例．讨论总结：1．见课本．2．各种机械都是能量转化器．3．是机械能转化为电能．4．是电能转化成化学能．5．能够把各个领域联系起来，具有共同语言．6．因为它违背了能量守恒定律．7．举不胜举．能量守恒是自然界最普遍的规律之一．能量守恒，就是能量既不会多，也不会少，总量不变．巩固练习1．某一家庭用高压锅煮饭，由于皮垫用久了，当水煮沸时跑气了，大量的热气喷到了距高压锅2米以外的小张手上，但并没有烫伤，为什么？2．一定质量的气体，从外界吸收了2.6×105J的热量，内能只增加了1.6×105J，做功情况如何？3．进入冬季，教室与教研室采暖设计一样，但教室温度比教研室高，为什么？作业1．复习本节课文．2．读一些课外科普读物．3．课上把练习六做完．。