人教版高中物理选修—功和内能
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第1、2节功和内能热和内能1.绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热的过程。
2.绝热过程中系统内能的增加量等于外界对系统所做的功,即ΔU=W。
3.热传递:热量从物体的高温部分传递到低温部分,或从高温物体传递给低温物体的过程。
4.系统在单纯的传热过程中,内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q,即ΔU=Q。
5.做功和热传递是改变内能的两种方式且具有等效性,但二者实质不同。
一、焦耳的实验1.绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热。
2.代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温度上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
二、功和内能1.内能的概念(1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。
(2)在绝热过程中做功可以改变热力学系统所处的状态。
2.绝热过程中内能的变化(1)表达式:ΔU=W。
(2)外界对系统做功,W为正;系统对外界做功,W为负。
三、热和内能1.热传递(1)条件:物体的温度不同。
(2)过程:温度不同的物体发生热传递,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,热量从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式:热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态,即热传递能改变物体的内能。
(2)热量:在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式:ΔU=Q。
②物体吸热,Q为正;物体放热,Q为负。
1.自主思考——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。
(×)(2)内能大的物体含有的热量多。
(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的。
(√)(5)在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
高中物理人教版选修3-3教案《内能》内能目标导航(1)知道分子热运动的动能跟温度有关,知道温度是分子热运动平均动能的标志。
(2)知道什么是分子的势能;知道改变分子间的距离,分子势能就发生变化;知道分子势能跟物体体积有关。
(3)知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关。
(4)能够区别内能和机械能。
诱思导学1.分子动能(1)分子平均动能做热运动的分子,都具有动能,这就是分子动能。
由于分子运动的无规则性,若想研究单个分子的动能是非常困难、也是没有必要的。
热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,所以,重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能的平均值,即分子平均动能。
(2)温度是物体分子热运动平均动能的标志。
说明:①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,含有统计的意义,对于个别分子,温度是没有意义的。
分子平均动能的大小由温度高低决定:温度升高,分子的平均动能增大;温度降低,分子的平均动能减小;温度不变,分子的平均动能不变。
温度升高,分子的平均动能增大,但不是每一个分子的动能都增大,可能有个别的分子动能反而减小。
②分子的平均动能大小只由温度决定,与物质的种类无关。
也就是说,只要处于同一温度下,任何物质分子做热运动的平均动能都相同。
由于不同物质分子的质量不尽相同,因此,在同一温度下,不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。
2.分子势能(1)分子势能由于分子间存在着相互作用力,所以分子间也有相互作用的势能。
这就是分子势能。
分子势能的大小有分子间的相互位置决定。
分子势能的变化非常类似于长度变化的弹簧中的弹性势能的变化。
(2)影响份子势能大小的身分份子势能的大小与份子间的距离有关,即与物体的体积有关。
份子势能的变化与份子间的距离发生变化时份子力做正功还是负功有关。
具体情况如下:①当份子间的距离r r时(此时类似于被拉伸的弹簧),份子间的作用力表现为引力,份子间的距离增大时,份子力做负功,因而份子势能随份子间距离的增大而增大。
功和内能热和内能知识元改变内能的两种方式知识讲解一、功和内能1.功与系统内能改变的关系:做功可以改变系统的内能。
(1)外界对系统做功,系统的内能增加,在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功,即:ΔU=U2-U1=W(2)系统对外界做功,系统的内能减少。
在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少,即W=-ΔE2.在绝热过程中,功是系统内能转化的量度3.功和内能的区别(1)功是能量转化的量度,是过程量,而内能是状态量(2)做功过程中,能量一定会发生转化,而内能不一定变化(3)内能变化时不一定有力做功,也可能是传热改变了物体的内能。
物体的内能大,并不意味着做功多二、热和内能1.传热与内能改变的关系(1)不仅对系统做功可以改变系统的热力学业状态,单纯的对系统传热也能改变系统的热力淡定状态,所以热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度(2)在单纯传热中,系统从外界吸收多少热量,内能就增加多少;系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少。
即:ΔU=U2-U1=Q2.传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程3.内能与热量的区别内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下具有不同的内能,而热量是一个过程量,它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量。
如果没有传热,就无所谓热量,但此时物体仍有一定的内能例题精讲改变内能的两种方式例1.用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明:____和_____在改变物体内能上可以起到相同的效果。
例2.关于热传递,下列说法中正确的是()A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差,才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量例3.如图所示,在较厚的有机玻璃筒底部,放置少量易燃物,如蓬松的硝化棉。
迅速压下筒中的活塞,可看到硝化棉被点燃而发出火光。
对该实验现象的下列说法中正确的是()A.这个实验说明功可以变成能B.这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能C.用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程D.活塞向下迅速压缩过程,筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了例4.小实验:将钢丝掰直后,快速来回弯曲,用手接触弯曲部分会感觉____,这是由于________________________________________。
第三章热力学定律1.功、热和内能的改变................................................................................................ - 1 -2. 热力学第一定律....................................................................................................... - 10 -3. 能量守恒定律........................................................................................................... - 10 -4. 热力学第二定律....................................................................................................... - 18 -章末复习提高................................................................................................................ - 28 -1.功、热和内能的改变一、功和内能1.焦耳的实验(1)绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热。
(2)代表性实验①重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升;②通过电流的热效应给水加热。
(3)实验结论:要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
2.功和内能(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
人教版高中物理选择性必修第三册《功、热和内能的改变》说课稿一、教材分析本节课以“功、热和内能的改变”为题,是人教版高中物理选择性必修第三册的一部分。
本节课主要内容包括功的计算、功的正负以及内能的改变等,通过讲解和例题的方式帮助学生深入理解这些概念。
通过学习本节课,学生可以掌握分析物体受到外力作用、以及内能的变化等基本物理概念和计算方法。
二、教学目标1.知识与技能目标:–掌握功的计算方法;–理解功的正负概念;–学会计算内能的改变。
2.过程与方法目标:–引导学生通过实例分析、问题解决的方式,培养学生的思维能力;–通过学生讨论、小组合作等方式,培养学生的合作能力;–激发学生的学习兴趣,培养学生对物理学习的兴趣。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的科学探究习惯和科学精神;–提升学生的自学能力和解决问题的能力;–培养学生的合作意识和集体荣誉感。
三、教学重点1.掌握功的计算方法;2.理解功的正负概念;3.学会计算内能的改变。
四、教学难点1.帮助学生理解功的正负概念;2.帮助学生计算内能的改变。
五、教学过程1. 热身导入(5分钟)通过引发学生对力的概念的回忆,以及力对物体的作用等问题,帮助学生回顾力的基本概念和物理作用。
2. 新课呈现(15分钟)通过实例引入本节课的内容。
举一个实际问题,如一个物体被一个力推动移动了一段距离,问学生这个过程中有哪些物理量产生了变化。
引导学生思考一下,通过物体受到外力的作用,物体具有了加速度等。
然后,进一步引入功的概念。
说到力对物体的作用,就不得不涉及到功的概念。
可以通过一个简单的例子,比如一个物体被人推动移动了一段距离,计算推动这个物体所需做的功。
可以指导学生思考一下,做功的公式是什么,怎样计算。
接着,引入功的正负概念。
通过实例,让学生体会一下,当物体受到力的作用和物体的运动方向一致时,物体所受的力做正功;当物体受到力的作用和物体的运动方向相反时,物体所受的力做负功。
最后,引入内能的改变。