功和内能 教案
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热力学定律教学案例1功和内能案例名称:热力学定律之功和内能教学案例一、目标:1.了解和理解功和内能的概念、特点和计算方法;2.能够应用功和内能的知识解决实际问题;3.培养学生的观察、实验和分析问题的能力。
二、教学内容:1.功的概念和计算方法;2.内能的概念和计算方法;3.功和内能在现实生活中的应用。
三、教学过程:1.导入环节首先,教师可以选择一个与学生生活相关的例子,例如:用水壶烧开水。
引导学生思考问题:“在烧开水的过程中,我们需要做一些工作吗?工作是如何做到的?我们又是怎样知道这个工作量的?”通过引导学生的思考,帮助他们逐渐认识到在烧开水的过程中,我们需要施加一定的力量(做功)才能让水温升高。
同时,也可以引导学生思考是否有其他因素会影响水的温度变化,例如水壶的质量、外界环境等。
2.理论讲解首先,教师可以对功的概念进行讲解。
通过简单的例子和图表,解释功是由外力作用在物体上并使其发生位移的过程。
引导学生理解功的计算方法:功=力× 位移× cosθ。
接着,教师可以对内能的概念进行讲解。
内能是物体分子运动和相互作用的结果,是物体分子热运动的总和。
通过示意图和实例,帮助学生理解内能的计算方法:内能=热容量×温度变化。
3.实验环节教师设计一个简单的实验,例如使用热电偶测量不同温度下水的电压变化。
学生分成小组进行实验操作,并记录实验数据。
实验过程中,教师可以引导学生观察、记录和分析实验数据,让学生深入了解功和内能的计算方法。
学生可以根据实验数据计算出不同温度下水的内能变化量,并与实际温度的变化进行对比。
4.应用环节教师可以提供一些与功和内能相关的实际问题,让学生运用所学知识解决问题。
例如:电梯从1楼到10楼的过程中,电梯所做的功是多少?物体从30°C加热到100°C的过程中,内能的变化量是多少?学生可以运用所学的功和内能的计算方法,应用到具体问题中进行计算。
内能教案(7篇)内能的教案篇一教学目标1.知识与技能●了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系.●知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变.●了解热量的概念,热量的单位是焦耳.●知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例.2.过程与方法●通过探究找到改变物体内能的多种方法.●通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少.●通过学生查找资料,了解地球的“温室效应”.3.情感态度与价值观●通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣.●通过演示实验,培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系.●鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力.教学重点与难点重点:探究改变物体内能的多种方法.难点:内能与温度有关.教学课时:1时教学过程:引入新课分子动理论告诉我们,分子永不停息地无规则运动着。
那么公司也同一切运动物体具有动能一样,也具有动能。
分子动理论还告诉我们:分子之间有相互作用力。
这又使分子具有势能。
新课教学(1)物体的内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
物体内部的每一个分子都在运动,都受分子作用力,但每单个分子的动能和势能,不是物体的内能。
内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。
内能也不同于机械能。
物体的动能跟物体的速度有关,物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。
一个钢球是否运动,是否被举高,这只能影响钢球的机械能,并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。
那么物体的内能跟什么有关呢?(2)内能的变化:物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和,那么当分子运动加剧时,物体的内能也就增大。
上节课我们曾进过:物体的温度升高,其内部分子的无规则运动加剧。
科学的论断,必须要有证据,在物理学中,通常是用实验来证实论断的。
今天我们同样用实验来证实上面的论断。
实验演示:取三只烧杯,分别倒入冷水、温水和热水,然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁,观察比较三只杯内墨扩散的快慢。
初中的物理内能教案教学目标:1. 了解内能的概念,知道内能与温度、质量、状态等因素的关系。
2. 掌握改变内能的两种方式:做功和热传递。
3. 能够运用内能的知识解释生活中的相关现象。
教学重点:1. 内能的概念及影响内能的因素。
2. 改变内能的两种方式。
教学难点:1. 内能与机械能的区别。
2. 内能的实际应用。
教学准备:1. 课件和教学素材。
2. 实验器材:热水、冷水、金属块、木块、温度计等。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用课件展示生活中的内能现象,如烧水、做饭等,引导学生思考这些现象与内能的关系。
2. 学生分享对内能的理解,教师总结并板书“内能”一词。
二、新课导入(15分钟)1. 介绍内能的概念:物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
2. 讲解影响内能的因素:温度、质量、状态等。
3. 演示实验:热水和冷水混合,观察温度变化,引导学生理解热传递改变内能的过程。
4. 讲解做功改变内能的例子:摩擦生热、压缩气体等。
三、课堂互动(15分钟)1. 学生分组讨论:内能与机械能的区别。
2. 各组汇报讨论成果,教师总结:内能是物体内部的一种能量,而机械能是物体外部的一种能量。
3. 学生举例说明内能的实际应用,如保暖衣物、热水器等。
四、课堂小结(5分钟)1. 学生总结本节课所学内容:内能的概念、影响因素、改变内能的方式等。
2. 教师强调内能在日常生活中的重要作用。
五、作业布置(5分钟)1. 完成课后练习题,巩固所学知识。
2. 调查生活中利用内能的实例,下节课分享。
教学反思:本节课通过生活中的实例和学生分组讨论,使学生更好地理解了内能的概念和影响因素,掌握了改变内能的两种方式。
但在课堂互动环节,部分学生表现不够积极,需要在今后的教学中加强引导和鼓励。
此外,对于内能与机械能的区别,部分学生理解仍有困难,需要在后续教学中进一步讲解和巩固。
功热和内能的改变教案一、教学目标1.了解功热和内能的概念;2.掌握计算物体的功热和内能的方法;3.理解物体的内能改变与其温度变化之间的关系。
二、教学内容1.功热和内能的概念;2.计算物体的功热和内能的方法;3.物体的内能改变与其温度变化之间的关系。
三、教学过程1.导入(5分钟)引入本节课所要学习的内容,通过一个例子让学生了解功热和内能是什么。
2.讲授(30分钟)(1)功热和内能的概念a.定义:功、热量、内能。
b.单位:焦耳、卡路里。
c.公式:Q=m*c*ΔT,其中Q表示热量,m表示质量,c表示比热容,ΔT表示温度变化;W=F*s*cosθ,其中W表示功,F表示力,s表示位移,θ表示力和位移之间夹角。
d.区别:功是由外力对物体做出来的作用,在物体发生位移时才会产生;而热量是由于温度差而传递给物体或者从物体中传递出去;内能是指物体分子的动能和势能之和。
(2)计算物体的功热和内能的方法a.计算物体受力作用下的功:W=F*s*cosθ。
b.计算物体温度变化时吸收或放出的热量:Q=m*c*ΔT。
c.计算物体内能变化量:ΔU=Q-W。
(3)物体的内能改变与其温度变化之间的关系a.当物体受到外力作用时,其内能也会发生改变,而且外力所做的功就是内能改变量。
b.当物体发生温度变化时,其内能也会发生改变,而且温度升高时,其内能也会增加。
3.练习(20分钟)通过练习让学生掌握计算功热和内能的方法,并理解物体内能改变与温度变化之间的关系。
4.归纳总结(5分钟)回顾本节课所学习的内容,并对重点知识点进行梳理和总结。
五、教学反思本节课通过讲解功热和内能的概念及其计算方法,并探讨了物体内能改变与温度变化之间的关系。
通过例子引入知识点,使学生更容易理解和掌握,同时通过练习巩固所学知识,提高了学生的实际操作能力。
在教学过程中,要注意与学生互动,引导他们思考和解决问题,使学生更加积极主动地参与到课堂中来。
1. 理解内能的概念,掌握内能的计算方法。
2. 了解影响内能的因素,如温度、质量和状态等。
3. 能够运用内能的概念和公式解决实际问题。
二、教学内容1. 内能的概念:物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子间势能的总和。
2. 内能的计算:内能 = 3/2 * n * R * T(其中,n 为物质的量,R 为气体常数,T 为温度)。
3. 影响内能的因素:温度、质量和状态(固体、液体、气体)。
4. 内能与热量、功的关系:内能的变化等于热量与功的代数和。
三、教学过程1. 导入:通过一个实例,如烧水时水温升高,引导学生思考温度升高与物体内部能量的关系。
2. 讲解内能的概念:结合分子动理论,解释内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子间势能的总和。
3. 讲解内能的计算方法:引入内能的计算公式,解释各参数的含义和计算方法。
4. 讲解影响内能的因素:分别讲解温度、质量和状态对内能的影响。
5. 内能与热量、功的关系:讲解内能的变化等于热量与功的代数和。
6. 实例分析:分析一些实际问题,如物体吸热或放热时内能的变化等。
7. 练习题:布置一些有关内能的计算和分析题,巩固所学知识。
四、教学方法1. 采用讲解法,结合实例和图示,生动形象地讲解内能的概念和计算方法。
2. 采用问答法,引导学生思考和探讨影响内能的因素。
3. 采用练习法,让学生通过解决实际问题,巩固内能的知识。
1. 课堂问答:检查学生对内能概念和影响因素的理解。
2. 练习题:检查学生对内能计算和应用的能力。
六、教学资源1. 课件:内能的概念、计算方法和影响因素等。
2. 练习题:有关内能的计算和分析题。
七、教学时间1课时八、教学建议1. 加强对内能概念的理解,注意与热量和功的关系。
2. 掌握内能的计算方法,并能应用于实际问题。
3. 引导学生思考和探讨影响内能的因素,提高分析问题的能力。
4. 多做练习题,巩固所学知识。
高中物理能量和功教案
一、教学目标
1. 了解能量和功的概念及关系
2. 掌握能量和功的计算方法
3. 能够应用能量和功的知识解决实际问题
二、教学内容
1. 能量的概念和分类
2. 功的概念和分类
3. 能量和功的关系
4. 能量和功的计算方法
三、教学重点与难点
重点:能量和功的概念及计算方法
难点:能量和功的关系的理解
四、教学方法
1. 讲授相结合,简明扼要地介绍能量和功的概念及计算方法
2. 示例分析,通过实例演示能量和功的计算过程
3. 实验探究,通过实验加深对能量和功的理解
4. 讨论交流,通过讨论让学生积极参与,加深对能量和功的认识
五、教学过程
1. 导入:通过一个具体的例子引入能量和功的概念
2. 讲解:介绍能量和功的概念、分类及关系
3. 分析:通过示例分析能量和功的计算方法
4. 实验:设计一个实验,让学生通过实验探究能量和功的关系
5. 讨论:组织学生进行讨论,加深对能量和功的理解
6. 总结:归纳能量和功的关系,强化学生对知识点的掌握
六、教学评估
1. 口头提问:通过提问考察学生对能量和功的理解
2. 练习测试:设计一些练习题,检测学生对能量和功的掌握情况
3. 实验报告:让学生撰写实验报告,评估学生对实验结果的分析和总结能力
七、教学反思
通过本节课的教学,学生对能量和功的概念及关系有了更深入的理解,能够熟练运用能量和功的计算方法解决实际问题。
在今后的教学中,应该注重激发学生的学习兴趣,培养学生的实验设计能力和实验报告撰写能力。
物理课《做功改变物体内能》教案范文三篇使学生知道做功可以改变物体内能的一些事例;知道可以用功来量度内能的改变,能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。
压缩空气引火器,机械能转化热能演示器,无色玻璃瓶,橡胶瓶塞,打气筒等。
1. 复习提问(1)什么叫做物体的内能?(2)物体的内能跟什么有关?2.引入新课物体的内能跟物体的温度有关,温度越高,物体的内能越大。
也就是说当物体的温度发生了变化时,它的内能就发生了变化。
如何改变物体的温度,同学们能够从生活实际上举出许多的事例。
今天我们先研究一种改变内能的方法--做功。
3.进行新课(1)对物体做功,物体的内能会增大。
演示实验:压缩空气引火实验。
出示压缩空气引火器,简单介绍它的构造。
取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉,用镊子把棉花拉得疏松一些,放入玻璃筒底。
将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用),放入玻璃筒的上口。
此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。
迅速地压下活塞,可看到硝化棉燃烧发出的火光。
实验后,组织学生议论实验现象说明了什么,从而得出压缩空气做功,使空气内能增大,温度升高引起棉花燃烧。
实际这种现象在日常生活中,同学们也遇到过。
例如,在给自行车轮胎打气时,打气筒也会变热,这也是由于压缩空气的缘故。
用其他的方法对物体做功,也能使物体内能增加,摩擦生热就是一个例子。
让学生解释课本图2-9、图2-11的事例,并列举其他事例。
归纳学生所举事例,得出对物体做功,物体的内能就会增大。
同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加,做功能不能使物体的内能喊小呢?(2)物体对外做功时,本身的内能会减小。
演示实验:气体膨胀温度降低的实验。
按照课本图2-12所示,事前组装好仪器。
课前在瓶内装入少量的水。
实验时告诉学生,由于水的蒸发,瓶内存在水蒸气。
由于水蒸气是无色透明的,所以水蒸气是看不到的。
提醒学生注意观察瓶塞跳起时容器中有什么现象。
实验结果,当塞子跳起时,瓶内出现了雾。
高二年级物理学科第10.1节功和内能学教案【学习目标】站得高——明确学习目标。
1.知道什么是绝热过程。
2.从热力学的角度认识内能的概念。
3.理解做功与内能改变的数量关系。
4.知道内能和功的单位是相同的。
【教学重点】绝热过程中的功与内能的关系【教学难点】内能的概念【课前预习】起步稳——知识源于生活。
一、绝热过程:物质系统与外界没有交换的情况下进行的物理过程。
即系统不从外界热量,也不向外界热量。
二、功与系统内能改变的关系。
可以改变系统的内能。
1、外界对系统做功,系统的内能在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功即ΔU=U2-U1=W2、系统对外界做功,系统的内能在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少即W=-ΔU三、是系统内能转化的量度。
在国际单位制中,内能和功的单位都是。
【精讲点拨】知识点一、一、焦耳的实验知识点二、内能典例分析类型一、做功和内能变化的关系例1、(2010年高考福建卷)如图10-1-2所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F ,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体( )A .温度升高,压强增大,内能减少B .温度降低,压强增大,内能减少C .温度升高,压强增大,内能增加D .温度降低,压强减,内能增加变式训练1 (2011年湖北八校联考)如图10-1-3所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空.现将隔板抽掉,使左侧气体自由膨胀直至达到平衡,则在此过程中(不计气体的分子势能)( )A .气体对外界做功,温度降低,内能减少B .气体对外界做功,温度不变,内能减少C .气体不做功,温度不变,内能不变D .气体不做功,温度不变,内能减少类型二、传热和内能变化的关系例2、在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50 J ,下列说法中正确的是( )A .一定是物体放出了50 J 的热量B .一定是物体吸收了50 J 的热量C.一定是物体分子动能增加了50 J D.物体的分子平均动能可能不变变式训练2 关于物体内能的变化,以下说法中正确的是( )A.物体吸收热量,内能一定增大B.物体对外做功,内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变类型三、温度、热量、内能的区别例3、关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )A.同一物体温度高时,含有的热量多B.物体的内能越大,含有的热量就越多,温度也越高C.在传热中,放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能D.热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体变式训练3 关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有( )A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在传热过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.热量是传热过程中内能转移的量度【课堂巩固】跑得快——善于学习,手不释卷!1.下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起C.铁块在火炉中被加热D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)2.用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机气缸内被压缩的气体C.车刀切下的炽热的铁屑D.物体在阳光下被晒热3.某系统在初态具有内能5J,在外界对它做了0.5J的功后,系统的内能变为。
高二物理《内能》教案高二物理《内能》教案1教学过程复习引入1.内能:物体内全部分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.2.动能:由于分子在不停地做着无规章热运动而具有的动能.它与物体的温度有关(温度是分子平均动能的标志).3.势能:分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置打算的势能,这就是分子势能.它和物体的体积有关.4.内能:与物体的温度和体积有关.依据争论结果,小结:通常状况下,对固体或液体,由于体积变化不明显,主要是通过温度的变化来推断内能是否转变.新课教学1.提出问题2.问题争论问:如何转变物体的内能呢?(可以转变物体的温度或体积.)问:物体内能的变化可以通过什么表现出来呢?或者说怎样推断一个物体(如一杯水、一块铁块)的内能是否转变呢?把预备好的钢丝拿出来,想方法让你手中的钢丝的内能增加。
2.查找解决问题的方法争论:有的想到“摩擦“,有的想到“折“,有的想到“敲打“,有的想到用“钢锯锯“,有的想到“烧“,有的想到“晒“,有的想到“烤“,有的想到“烫“、“冰“等等.一边想方法,一边体验内能是不是已经增加了.(把“摩擦“、“折“、“敲打“、“锯“写在一起,把“烧“、“晒“、“烤“、“烫“、“冻“或者“冰“写在一起.3.学问的提练问:比拟一下,本质上有什么一样或不同点.(阅读课本38~39页倒数第四段.)刚刚所想到的方法,它们之间有何不同?能不能把这些方法分分类?答:可以分为做功和热传递两类。
其中,“摩擦“、“折“、“敲打“、“锯“是属于做功,“烧“、“晒“、“烤“、“烫“、“冰“属于热传递.演示课本38页的试验.(渐渐地压缩看能不能使棉花燃烧起来.)问:刚刚两次试验,为什么会消失结果的不同?答:动作快,时间短,气体没有来得及与外界进展热交换,其温度会突然上升,至乙醚的着火点,它便燃烧起来.而动作慢时,时间较长,气体与外界有较长的时间进展热交换,它的温度就不会上升太多,达不到乙醚的着火点,则不燃烧.阅读课本39页试验,分析气体对外做功的状况.问:同学们还能不能从生活中找出一些通过做功转变物体内能的例子呢?答:柴油机工作中的压缩冲程;给自行车打气时,气筒壁会发热;锯木头,锯条会很烫;冬天,手冷时,两手相互搓一搓;古人钻木取火等等.再来体验一下,热传递转变内能的状况.给大家一段细铁棒和酒精灯,演示.学生上台做试验.把用热传递转变内能的方法和体会告知其他同学.引导学生从生活中再找出一些通过热传递转变内能的例子.板书:转变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递.4.新学问的深入探讨内能转变的量度师:如何量度物体内能的转变多少呢?请大家带着问题阅读课本39页5、6两段,然后归纳出来.高二物理《内能》教案2一、复习引入。
物理课《做功改变物体内能》教案三篇使同学知道做功可以转变物体内能的一些事例;知道可以用功来量度内能的转变,能用做功和内能转变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。
(二)教具压缩空气引火器,机械能转化热能演示器,无色玻璃瓶,橡胶瓶塞,打气筒等。
(三)教学过程1. 复习提问(1)什么叫做物体的内能?(2)物体的内能跟什么有关?2.引入新课物体的内能跟物体的温度有关,温度越高,物体的内能越大。
也就是说当物体的温度发生了改变时,它的内能就发生了改变。
如何转变物体的温度,同学们能够从生活事实上举出很多的事例。
今日我们先讨论一种转变内能的方法--做功。
3.进行新课(1)对物体做功,物体的内能会增大。
演示试验:压缩空气引火试验。
出示压缩空气引火器,简洁介绍它的构造。
取绿豆粒大小的一块枯燥硝化棉,用镊子把棉花拉得疏松一些,放入玻璃筒底。
将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用),放入玻璃筒的上口。
此时要提示同学留意观看筒内的棉花。
快速地压下活塞,可看到硝化棉燃烧发出的火光。
试验后,组织同学谈论试验现象说明白什么,从而得出压缩空气做功,使空气内能增大,温度上升引起棉花燃烧。
实际这种现象在日常生活中,同学们也遇到过。
例如,在给自行车轮胎打气时,打气筒也会变热,这也是由于压缩空气的原因。
用其他的方法对物体做功,也能使物体内能增加,摩擦生热就是一个例子。
让同学解释课本图2-9、图2-11的事例,并列举其他事例。
归纳同学所举事例,得出对物体做功,物体的内能就会增大。
同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加,做功能不能使物体的内能喊小呢?(2)物体对外做功时,本身的内能会减小。
演示试验:气体膨胀温度降低的试验。
根据课本图2-12所示,事前组装好仪器。
课前在瓶内装入少量的水。
试验时告知同学,由于水的蒸发,瓶内存在水蒸气。
由于水蒸气是无色透亮的,所以水蒸气是看不到的。
提示同学留意观看瓶塞跳起时容器中有什么现象。
试验结果,当塞子跳起时,瓶内消失了雾。
一、教学目标:
1. 了解和掌握功和能的概念,并能够正确区分它们之间的关系。
2. 理解功和能在物理学中的重要性,能够运用对功和能的理解解决物理问题。
3. 增强学生的物理思维能力和解决问题的能力。
二、教学重点:
1. 功的概念及计算方法。
2. 能的概念及计算方法。
3. 功和能之间的关系。
三、教学难点:
1. 动能和势能的转化关系。
2. 能量守恒定律的应用。
四、教学过程:
1. 导入:通过一个引人入胜的实例引出功和能的概念,让学生主动参与讨论。
2. 授课:讲解功和能的概念及计算方法,引导学生理解功和能之间的关系。
3. 实验:设计一个简单的实验,让学生通过实验观察和测量来理解功和能的转化关系。
4. 讨论:组织学生讨论实验结果,并引导他们总结功和能之间的关系。
5. 练习:布置一定数量的练习题,让学生巩固所学知识。
6. 总结:对本堂课的内容进行总结,强调功与能在物理学中的重要性。
7. 超纲拓展:介绍一些与本课相关的拓展知识,引导学生深入了解功与能的应用。
五、课后作业:
1. 完成课堂上布置的练习题。
2. 思考功与能的关系,并写一篇300字左右的小结。
3. 阅读相关文献或书籍,深入了解功与能在物理学中的应用。
六、板书设计:
功=力×位移
能:物体具有的做功能力
动能:物体运动具有的能量势能:物体位置上具有的能量。
功、热和内能的改变【教学目标】一、知识与技能1.知道绝热过程的含义。
2.从热力学的角度认识内能的概念。
3.理解做功与内能改变之间的关系。
4.知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变。
5.了解热量的概念,热量的单位是焦耳。
二、过程与方法1.通过观察、思考,知道物体的内能是系统的一个状态量。
2.通过探究活动,培养学生的实验探究能力、提高学生科学思维水平。
3.通过类比方法,帮助学生建立内能的概念。
三、情感、态度与价值观1.通过主动参与学习活动,激发学生学习物理的兴趣。
2.通过实验活动,培养学生的实事求是的科学态度。
【教学重点】1.做功与内能改变关系的探究。
2.热量与内能改变关系的探究。
3.内能概念的建立。
【教学难点】内能概念的建立。
【教学过程】一、新课导入指导学生实验:冬天手冷,通常采取什么办法变暖和?演示实验:活塞快速压缩气体,猜猜会发生什么?指导学生实验:没有热源,有什么办法让桌子上的铁丝变热?演示实验:铜管中的气体被橡皮塞密封,给你一条绳子,有没有办法把橡皮塞弹开?引出猜想:做功可改变物体的热学状态。
二、新课教学(一)焦耳的实验1.提出问题:如何探究做功和系统热学状态改变之间的确切关系呢?①用什么物理量标识热学状态?②我们应该选择固、液、气哪个系统研究比较好?为什么?③手举量热器量筒,问:放入水后,还需什么器材?④问:温度可以用温度计监测了,装置完善了吗?⑤问:如何做功呢?用什么方式做功呢?⑥讨论:我们该如何设计机械做功呢?用手搅拌吗?2.焦耳实验一(机械做功)①焦耳实验是如何测定做功的?②这个实验需要满足什么条件?③焦耳实验是如何准确测量做功的?④我们需要记录哪些实验数据?表格怎么设计?⑤介绍这个实验的结论。
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,这样的过程叫做绝热过程。
重物下落带动轮叶旋转,通过搅拌对绝热容器内的液体做功,使液体升温,即状态发生变化。
3.1 功、热和内能的改变〖教材分析〗本节教材主要介绍了内能的概念和改变内能的两种方式——做功和热传递。
从焦耳的实验得出在绝热情况下外界做功相同,那么物体的热学状态变化就相同,由此得出热力学的内能的概念。
教材通过讨论、再分析推理,最后得出功、热与内能变化的关系。
本节课的教学属于物理基本概念及通过实验和小组讨论得出基本规律和方法的教学。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶能建立功与内能的改变,热与内能的改变的意识。
科学思维∶具有从物理学的角度观察自然现象,将物理学与实际相联系的思维方式,知道做功和传热是改变内能的两种方式。
科学探究:探究焦耳的实验,知道做功和传热的等效性。
科学态度与责任∶理解物理概念的建立的过程和规律,培养学生的科学探究精神。
〖教学重难点〗教学重点:功与内能的改变,热与内能的改变。
教学难点:内能概念的建立,功与内能的改变,热与内能的改变。
〖教学准备〗多媒体课件,酒精、打气筒、塑料瓶,橡胶塞等。
〖教学过程〗冷热变化是最早引起人们关注的自然现象之春夏秋冬,温暑凉寒,何时何处不与冷热相关?本章就开始学习与热现象有关的知识。
一、新课引入在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉,迅速压下筒中的活塞,可以观察到硝化棉燃烧的火苗。
为什么筒底的硝化棉会被,点燃呢?你能解释这个现象吗?播放压燃实验视频。
分析:用活塞压缩空气对空气做功,空气内能增大,温度升高,达到燃点棉花燃烧。
经过长期的探索找到了,改变系统的热力学状态的方法:①传热②做功二、新课教学(一)焦耳的实验从1840年开始,英国物理学家焦耳进行了多种多样的实验,以求精确测定外界对系统做功和传热对于系统状态的影响,以及功与热的相互关系。
1.实验一:对系统做机械功实验装置:如图所示。
实验过程:重物下落时,会使搅拌器转动,由于发生了摩擦,所以水温上升。
实验结果:通过多次实验,焦耳发现在重物匀速下落时,只要重物的重力mg和下落高度h不变。
那么测出的水温升高的幅度就相同。
物理教案:掌握内能和做功的计算方法掌握内能和做功的计算方法一、教学目标1.掌握内能和做功的定义;2.理解内能和做功的计算方法,熟练掌握计算内能和做功的公式;3.能够应用内能和做功的计算方法解决实际问题;4.培养学生的观察能力和实验操作能力,提高物理学习的兴趣。
二、教学重点1.内能和做功的定义和计算方法;2.内能和做功的关系。
三、教学难点1.理解内能和做功的物理概念及其计算方法;2.运用内能和做功的计算方法解决实际问题。
四、教学方法1.授课讲解与示范实验相结合的方法;2.提问与回答相结合的方法;3.活动参与与小组讨论相结合的方法。
五、教学内容及方法(一)内能的定义内能是指物体分子所具有的动能和势能之和,是物质所具有的能量之一。
(二)内能的计算方法1.一般来说,内能大小与物体分子的个数、种类、质量、分子速度的平方以及分子之间的相互作用力有关。
2.热力学第一定律表明,热流和内能变化之间有一个定量关系,即热流q等于内能变化ΔU和做功W的和:q = ΔU + W其中,q为热流,单位为焦耳(J);ΔU为内能的变化量,单位为焦耳(J);W为做功,单位为焦耳(J)。
(三)做功的定义做功是指力对物体的作用力矢量和物体运动矢量的点积,即:W = F·d·cosθ其中,W为做功,单位为焦耳(J);F为力,单位为牛(N);d 为物体移动距离,单位为米(m);θ为力和位移的夹角,单位为弧度(rad)。
(四)做功的计算方法1.当施加的力和物体的净位移方向相同时,做功可以直接由作用力和位移的乘积求得。
2.如果作用力和物体的净位移方向不在同一平面上,则要先将任何一个方向分解为平行于位移的方向和垂直于位移的方向。
3.当力沿着圆周方向作用时,在一个旋转周期内,总的做功为零。
(五)内能和做功的关系1.内能变化的正负与热流和做功的正负有关,即:ΔU = q - W当q > W时,ΔU > 0,说明物体的内能增加;当q < W时,ΔU < 0,说明物体的内能减少;当q = W时,ΔU = 0,说明物体的内能不变。
第一节功和内能教案
一、教材分析:
本节从演示实验出发,追溯到19世纪30年代的焦耳所做的研究功和内能的实验,引入系统内能的概念,最终得出做功与系统内能变化之间的关系。
二、三维目标
知识与技能
1.知道什么是绝热过程。
2.从热力学的角度认识内能的概念。
3.理解做功与内能改变的数量关系。
4.知道内能和功的单位是相同的。
过程与方法
从焦耳的实验理解功与内能变化的关系
情感、态度与价值观
通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来,学习科学家探究过程的科学态度和科学精神。
三、教学重点、难点
重点:绝热过程中的功与内能的关系
难点:内能的概念
四、学情分析
本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力,在学习过程中,不断提高理解能力、分析能力;会用热力学第一定律分析系统内能的变化,会用能量守恒观点解释有关的自然现象,了解熵是反映系统无序程度的物理量。
五、教学方法:
实验、自主阅读与思考、小组讨论
五、课时安排:1课时
六、课前准备
预习学案阅读课本
七、课时安排 1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
课本演示实验或多媒体投放
观察,这个实验说明了什么?
(三)合作探究、精讲点播
我们知道能量的单位是焦耳,是以英国物理学家焦耳的名字命名的。
1818年12月24日生于英国曼彻斯特,起初研究电学和磁学。
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律,即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量,为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。
1、焦耳的实验
阅读“焦耳的实验”,说出焦耳热功当量实验的原理?
回答:通过重物下落带动叶片搅拌容器中的水,由于叶片与水之间的摩擦而使水温升高。
要完成多次实验测量,可以改变什么呢?
回答:改变悬挂重物的质量和下落高度。
通过这个实验,焦耳的得出什么结论呢?
只要重力做的功相同,容器中水温上升的数值是相同的,即系统的状态变化是相同的。
说出焦耳的第二个实验原理?
回答:通过重物下落使发电机发电,电流通过电阻丝,使液体温度升高。
要完成多次实验测量,可以改变什么呢?
改变电阻丝阻值,改变电流大小,改变通电时间。
焦耳的结论?
只要所做的电功相等,系统温度上升的数值是相同的,即系统的状态变化是相同的。
两个实验的做功方式有何不同?
一个是机械功,一个是电功。
两个实验装置有没有和外界交换能量?
没有,都是绝热过程。
说出实验结论,即做工与状态变化的关系?
在绝热过程中,系统从状态1到状态2,所需外界做功的数值是相同的,与做功的方式无关。
生活中还有哪些做功可以改变系统状态?请举例。
你能否定量测量做工与状态变化的关系呢?
从1840-1878年的近40年中,焦耳进行了400多次实验。
焦耳把毕生精力都贡献给了科学事业,堪称后人的楷模。
焦耳以精确地实验建立了热学中的功能关系。
展现了实事求是,坚持真理的科学态度,和不畏艰辛、坚持不懈、勇于探索的科学精神。
几个概念
绝热过程:
系统:物理学中,通常把所研究的对象称为系统,热学研究的对象称为热力学系统,简称为系统。
可分为三类:
孤立系统:与外界没有物质交换有没有能量交换的系统。
封闭系统:与外界只有能量交换但无物质交换的系统。
开放系统:与外界可以自由进行物质和能量交换的系统。
系统状态:指热平衡态。
表征系统状态的物理量有压强、温度、体积、内能等。
2、内能
哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定,与物体的运动路径无关?
回顾重力势能的由来。
重力做功只与物体的初末位置有关,与运动路径无关,人们认识到,物体在某位置具有特定的能量,重力势能。
类似,热力学系统的绝热过程中,从状态1状态2,所需外界做功的数值是相同的,与做功的方式无关。
功是能量变化的量度。
系统在某状态肯定对应着特定的能量,即任何热力学系统都必定曾在一个只依赖于系统自身状态的物理量,我们把它称为内能。
3、功与系统内能改变的关系。
ΔU=U
2-U
1
=W
做功可以改变系统的内能。
(1)对系统做功,W>0, ΔU>0,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
(2)系统对外界做功,W<0, ΔU<0,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。
典型例题
例1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能
A.用热水袋取暖
B.用双手摩擦给手取暖
C.把手放在火炉旁取暖
D.用嘴对手呵气给手取暖
解析:双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和;A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能。
选项B正确。
答案:B
注意分清做功和热传递两个过程的不同
例2 一个系统内能增加了20J。
如果系统与周围环境不发生热交换,周围环境需要对系统做多少功?
解析:由功与系统内能改变的关系,则W=ΔU=20J
答案:20J
注意功与内能改变的关系。
(四)反思总结、当堂检测
(五)发导学案、布置作业
九、板书设计:
一、焦耳的实验
结论:
绝热过程:
系统:
孤立系统:
封闭系统:
开放系统:
系统状态:
二、内能:
三、功与系统内能改变的关系。
ΔU=U
2-U
1
=W
做功可以改变系统的内能。
1、外界对系统做功,W>0, ΔU>0,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
2、系统对外界做功,W<0, ΔU<0,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。
十、教学反思
1、焦耳的实验
2、绝热过程
3、物体内能的宏观描述
4、绝热过程中作功和内能的关系
课后练习与提高
1.下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()
A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高
B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起
C.铁块在火炉中被加热
D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)
2.用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( )
A.搓搓手会感到手暖和些
B.汽油机气缸内被压缩的气体
C.车刀切下的炽热的铁屑
D.物体在阳光下被晒热
3.某系统在初态具有内能5J,在外界对它做了0.5J的功后,系统的内能变为
4.气体在等压变化中()
A.一定对外做正功
B.外界一定对气体做正功
C.若温度升高,一定对外做正功
D.可能既不对外做功,外界也不对气体做功
5.下列有关内能的说法正确的是()
A.质量和温度相同的物体,内能一定相同
B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关
C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热,内能一定增加
D.气体压缩时分子势能减少,内能可能不变
6.一定质量的理想气体从压强为P
1、体积为V
1
的A状态,绝热变化到压强为P
2
、
体积为V
2
的B状态,内能的增量为ΔU,则在此过程中()A.气体对外做功等于ΔU
B.外界对气体做功等于ΔU
C.外界对气体做功等于P
2V
2
-P
1
V
1
D.外界对气体做功等于ΔU+P
2V
2
-P
1
V
1
7.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内。
当用活塞压缩气体时.一定增大的物理量为:
①气体的压强;②气体的密度;③气体的内能;④气体的分子势能。
其中正确的是 ( )
A.①② B.①②③ C.①④ D.②③④
8.如图所示,一个质量为20kg的绝热气缸竖直放置,绝热活塞的质量为5kg,处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm,现在活塞上方加一15kg的物体,待稳定后,被封闭气体的高度变为40cm.求在这一过程中气体的内能增加多少?(g取10m/s2)
参考答案
课后练习与提高
1.A
2.AB
3.5.5J
4.C
5.CD
7.B
6.BC。