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第1节功、热和内能的改变教学设计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。
ppt课件展示提问：为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？你能解释这个现象吗？（一）焦耳热功当量实验装置——对系统做机械功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.结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的（二）实验二：对系统做电功电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高.结论：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同.思考：焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方式相同吗？你能得出什么结论？在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功的数量是相同的.也就是说，在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末两个状态决定，与做功方式无关.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，这样的过程叫做绝热过程.在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。
类比思考：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？（三）内能U1、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.我们把这个物理量称为系系统的内能.思考：我们曾经学习过内能的概念是什么呢？当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有何关系？①宏观定义（热力学对内能的定义）：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一种能量，这种能量叫做系统的内能。
①微观定义（分子动理论对内能的定义）：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
2、当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量①U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即①U=W.拓展思考：在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界做功呢？小试牛刀【例题】如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验，下列说法正确的是(C)A．系统状态的改变只能通过传热来实现B．系统状态的改变只能通过做功来实现C．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关D．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关（一）外界对系统做功实验现象：橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。
功、热和内能的改变（答案在最后）素养目标1.能够知道功、热量和内能的概念．(物理观念)2．能够知道改变内能的两种方式．(科学思维)3．能够掌握改变物体内能与做功和传热的关系．(科学探究)自主落实·必备知识全过关一、功和内能1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统不从外界________，也不向外界________的过程．(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________；②通过电流的________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________无关．2．功与内能的改变状态量(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________的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在________过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量________的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能．过程量(2)功和内能：在绝热过程中，系统内能的变化量等于外界对系统做的功与做功方式无关，即________．二、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同．(2)定义：两个__________不同的物体相互接触时，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，________从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统________变化的量度．(2)表达式：________．两种方式改变内能的效果是等效的(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统________的改变．②做功时是内能与其他形式的能发生________；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间________________．情境体验原始社会，人们靠钻木取火，你知道其中的道理吗？合作探究·能力素养全提升探究一做功与内能变化的关系情境探究幼儿园里一般都有滑梯，小朋友沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热．这是为什么？还有其他方式能达到同样效果吗？核心归纳1.做功与内能变化的关系：(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少．2．功与内能的区别：(1)功是过程量，内能是状态量．(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．(3)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应做的功才越多．提醒：(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少．(2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功．应用体验题型1焦耳的实验例1如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验装置图，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是()A．热量可由高温物体传给低温物体B．机械能守恒C．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数值有关D．功和热量是完全等价的，无区别题型2做功与内能变化的关系例2如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后，下列说法正确的是()A.温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加规律方法分析绝热过程的方法(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值．此过程做功的多少为内能转化的量度．(2)在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化量ΔU也确定了．而功是能量变化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法．针对训练1.(多选)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做正功，内能减小探究二功、内能、热量和温度的区别与联系情境探究如图所示是传热的三种方式——传导、对流和辐射，请在图片基础上思考以下问题：(1)这三种方式在传递能量时有什么共同点？(2)传热和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？核心归纳1.内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能一定增加．但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)．2．热量和内能：(1)内能是由系统的状态决定的．状态确定，系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变化，可以通过传热和做功两种方式来完成．(2)热量是传热过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的．有过程，才有变化，离开过程，毫无意义．(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．3．热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志．传热的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度．4．热量与功：热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别．5．改变内能的两种方式的比较：比较项目做功传热内能变化外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的应用体验例3[2022·滨州高二检测](多选)下列说法中正确的是()A．做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功是其他形式的能和内能之间的转化，传热是物体内能的转移B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体向外界放热，物体的内能一定增大D．物体内能发生了改变，可能是做功引起的，也可能是传热引起的，还可能是两者共同引起的误区警示传热、做功和内能的改变的认知误区(1)误认为有传热或做功时，内能一定变化．如果只是做功或只是进行热量传递都会改变物体的内能，但是如果做功的同时还有热量的传递，则内能不一定会发生变化．(2)对做功与内能变化关系认识不清．在判断内能增加或减小时，一定要搞清是对内做功还是对外做功，是从外界吸收热量还是向外界放出热量．针对训练2.[2022·泰安高二检测]如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是()A．做功B．热传递C．既有做功也有热传递D．电流的热效应3．[2022·江苏江阴高中期中](多选)对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是()A．热量、功、内能三者的物理意义相同B．热量和功都可以作为物体内能的量度C．系统内能增加了100J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100JD．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的学以致用·随堂检测全达标1.关于传热，下列说法正确的是()A．传热是高温物体的温度传给低温物体B．不接触的物体之间不会发生传热C．比热容相同的物体之间不会发生传热D．温度相同的物体之间不会发生传热2．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()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，内能必定多C．在热传递过程中，内能多的物体其内能将减少，内能少的物体其内能将增加，直至两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移多少的量度3．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少4．(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积变化时，其内能可能不变B．气体的内能包括气体分子热运动的动能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的内能包括气体分子的重力势能5．(多选)如图所示，透明瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，用橡皮塞把瓶口封住，用气筒向瓶内打气，然后瓶塞会突然跳出，此时观察到瓶内有白雾产生．关于上述过程下列说法正确的有()A．快速向瓶内打入气体的过程，气体状态变化是等容变化B．快速向瓶内打入气体时，瓶内水蒸气分子密度保持不变C．瓶塞突然跳出瞬间，气体对外做功，瓶内气体温度降低D．瓶内瞬间形成的白雾是悬浮在气体中的小水滴1．功、热和内能的改变自主落实·必备知识全过关一、1．(1)吸热放热(2)①上升②热效应(3)具体过程和方式2．(1)自身状态绝热变化(2)ΔU＝W二、1．(2)温度热2．(1)内能(2)ΔU＝Q(3)内能转化内能的转移情境体验提示：钻木时摩擦力做功，产生内能，温度升高．合作探究·能力素养全提升探究一情境探究提示：小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加．热传递可以达到同样效果．应用体验[例1]解析：焦耳通过多次实验，最后得到的结论是在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数值有关，做功和传热产生的效果相同，但功和热量是不同的概念，故选项C正确．答案：C[例2]解析：打开卡子，胶塞冲出容器口瞬间，由于时间极短，故瓶内气体与外界无热交换，气体体积变大，气体对外做功，W<0，内能减小，温度降低，C正确．答案：C针对训练1．解析：气体膨胀，对外做正功，W<0，又因为缸内气体与外界无热交换，ΔU＝W，由此可知，气体内能减小，选项D正确；缸内气体忽略气体分子间的相互作用，即不考虑分子势能，分子的平均动能减小，选项A正确．答案：AD探究二情境探究提示：(1)热量从高温处向低温处传递．(2)传热改变内能是能量的转移过程，做功改变内能是能量的转化过程．应用体验[例3]解析：做功和传热改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程，而传热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移，A正确；物体内能的变化取决于做功和传热两种途径，单就一个方面的改变不足以断定其内能的变化情况，B、C错误，D正确．故选A、D.答案：AD针对训练2．解析：太阳能热水器是通过吸收太阳光的热量，通过热传递的方式将水加热的，故选B.答案：B3．解析：热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；对一个绝热过程ΔU＝W＝100J，对一个单纯传热过程ΔU＝Q＝100J，C正确；功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定．故D正确．答案：CD学以致用·随堂检测全达标1．解析：A错：传热的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度，传递的是热量．B错：不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热．C错：热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系．D对：温度相同的物体之间不存在温度差，不会发生传热．答案：D2．解析：内能是物体内所有分子动能和势能的总和，宏观上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量，温度高只能说明其分子的平均动能多，因为物质的量不一定相同，所以并不能说明它的分子总动能多，更不能说明它的内能多，A错误；热量是一个过程量，说哪个物体具有热量是毫无意义的，且温度高内能也不一定多，B错误；热传递的目的是传递内能，但是物体之间发生热传递的条件并不是内能不相等，而是温度不同，热传递的最终结果也不是内能相等，而是温度相同，C错误；热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，D正确．答案：D3．解析：绝热膨胀过程气体体积增大，气体对外界做正功，外界对气体做负功，W<0，由ΔU＝W＝U2－U1知，气体的内能减少．由于气体分子间的势能可以忽略，分子总数不变，所以气体分子的平均动能减少．答案：D4．解析：气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，则其内能可能不变，A项正确；气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能，B项正确；气体的内能不包括气体整体运动的动能，C项错误；气体的内能不包括气体分子的重力势能，D项错误．答案：AB5．解析：等容变化要求气体体积、质量均不变，而题目气体质量增大，故A错误；被打入的气体也含有水分子，瓶子体积不变，故瓶内水蒸气分子密度变大，B错误；瓶塞突然跳出瞬间，由于时间极短，故瓶内气体与外界无热交换，气体体积变大，气体对外做功，因此内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气液化成小水珠，在瓶内形成白雾，C、D正确．答案：CD。
第1节 功、热和内能的改变学习目标要求核心素养和关键能力1.了解焦耳的两个实验的原理。
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式及做功、传热与内能改变的关系。
3.明确内能、功、热量和温度四个物理量的区别和联系。
1.科学思维用等效思维理解做功和热传递在改变物体内能上的等效性。
2.科学探究体会焦耳实验的科学探究过程。
一、焦耳的实验1.绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2.代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式无关。
二、功和内能的改变1.内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量。
2.功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的变化量，即ΔU ＝W 。
(1)ΔU ＝W 适用条件是绝热过程。
(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少。
〖判一判〗(1)从微观角度说，内能是所有分子的动能和势能之和。
(√)(2)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。
(√)(3)功是状态量，内能是过程量。
(×)(4)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。
(×)三、热与内能的改变1.传热(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生传热，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)传热的三种方式：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，即传热能改变物体的内能。
(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。
〖判一判〗(1)若A、B两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等。
(×)(2)做功和传热的共同点是都能使系统内能改变。
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。
1 功、热和内能的改变-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案教学目标1.理解功、热和内能的概念；2.熟练利用守恒原理分析物理现象；3.掌握计算功、热和内能的方法；4.熟悉不同物质状态下热力学参量的变化规律。
教学内容1.功的定义及计算方法；2.热的传递与内能的概念；3.能量守恒原理及其应用。
教学重点和难点•教学重点：1.能量守恒原理及其应用；2.掌握计算功、热和内能的方法；3.熟悉不同物质状态下热力学参量的变化规律。
•教学难点：1.掌握能量守恒原理在具体问题中的应用；2.理解物质状态下热力学参量的变化规律。
教学方法•观察法、探究法、分组讨论法等。
•利用案例、练习题等形式充分展示物理规律和定律。
第一节功的计算方法1.通过展示实例，引入功的定义及计算方法的概念；2.根据实物运动、变形等有关调查，学生围绕力的计算和功的计算展开讨论；3.在教师讲解和案例研究的基础上，让学生自己运用所学知识尝试计算功，并与同学讨论交流结果，提高计算和讨论能力。
第二节热的传递及内能的概念1.利用观察实例、分组发言或分析建立一个热的传递模型，推导和讨论热的传递的常见表现形式；2.通过引导学生围绕热的传递过程中温度变化的规律，引导学生理解内能的概念；3.在案例分析实践中进一步掌握热的传递及内能的概念，并通过练习题巩固所学知识。
第三节能量守恒原理及其应用1.根据实例，引入能量守恒原理及其应用的概念，探究能量的转化和守恒原理的意义；2.学生结合实验、观察、数据分组和分析等方式，掌握并消化热力学原理；3.在案例分析实践中进一步掌握能量守恒原理及其应用，并通过练习题巩固所学知识。
教学资源1.电子资源（PPT、视频、动画等）；2.动手实验工具（温度计、火柴、吸管等）；3.双色纸、笔、白板等。
教学过程中，学生积极参与，教师及时纠正错误、引导思考，课堂氛围热烈，学生学习兴趣高涨。
通过练习题的讲解和实践，学生掌握了物理规律和定律的应用方法，达到了本次教学的教学目标。
《功、热和内能的改变》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“功、热和内能的改变”。
我们将通过学习功的基本概念、热量的传递与内能的关系，理解并掌握功和热量对内能变化的影响规律，为后续的物理学习打下坚实的基础。
二、学习目标1. 掌握功的基本概念，理解功的物理意义及其计算方法。
2. 了解热量传递的基本过程，掌握热量与内能的关系。
3. 通过实验和理论分析，理解做功和热传递对内能变化的影响。
4. 能够运用所学知识解释日常生活中的一些物理现象。
三、评价任务1. 通过课堂提问和小组讨论，评价学生对功的概念理解程度。
2. 通过实验操作和实验报告，评价学生对热量传递过程及内能变化的理解程度。
3. 通过课后作业和课堂测验，评价学生对功、热和内能变化关系的掌握情况。
四、学习过程1. 导入新课：通过生活中的实例（如摩擦生热、机械做功等）引入功和热的概念，激发学生的兴趣。
2. 学习功的概念：讲解功的定义、单位及计算方法，通过实例加深理解。
3. 学习热量与内能的关系：介绍热量传递的基本过程，讲解内能的概念，使学生理解热量与内能的关系。
4. 实验操作：进行实验演示，让学生观察做功和热传递对内能变化的影响，并记录实验过程和结果。
5. 课堂讨论：分组讨论实验结果，交流观点，深化对功、热和内能变化关系的理解。
6. 总结归纳：归纳本课重点内容，强调功和热量对内能变化的影响，总结学生的学习成果。
五、检测与作业1. 课堂检测：进行课堂小测验，检测学生对功的概念及计算方法的掌握情况。
2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，包括实验过程、结果和分析，评价学生对热量传递过程及内能变化的理解程度。
3. 课后作业：布置相关练习题，包括功的计算、内能变化的分析等，巩固学生所学知识。
六、学后反思1. 反思学习过程：学生应反思自己在学习过程中的表现，包括对功和热量概念的理解、实验操作的熟练程度等。
2. 总结学习方法：学生应总结适合自己的学习方法，如通过举例、类比、归纳等方法加深对物理概念的理解。
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。
结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。
3．焦耳实验二（电流做功）①如何设计电流做功？②这个实验需要满足什么条件？③如何准确测量电流做功的？④介绍：当时条件所限，焦耳改用重物带动发电机做功来实现。
⑤介绍这个实验的结论。
电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高。
结论：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。
4．引导得出实验结论：对于绝热系统，从状态1到状态2，做功的值是一个定值，与具体做功的过程、方式无关。
（二）功与内能的改变组织讨论：从状态1到状态2，系统做的功是定值，与做功的过程、方式无关，这说明了什么？我们有没有类似的经验：确定了初状态、末状态，中间做功就是定值了，跟做功方式无关了？分析动能定理、动量定理、重力势能，思考确定初末状态后，过程量也被唯一确定了。
引导学生得出：一个状态存在一个特定的物理量，此物理量应该是能量。
引导建立内能概念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。
我们把这个物理量称为系统的内能。
得出功和内能改变关系：当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△??=??2−??1就等于外界对系统所做的功??，即△??=??。
2．利用功和内能变化规律解释现象（1）组织学生实验：橡皮筋做功①拉伸橡皮筋，触碰，感受温度变化；②拉升状态的橡皮筋收缩，触碰，感受温度变化；③组织学生解释现象。
（2）两位同学上台演示实验：可乐瓶充气①高个子同学打气，矮个子同学固定打气筒；②现象：橡皮塞弹开，可乐瓶里充满白雾。
总结：做功可以改变系统的内能。
功是系统内能转化的量度。
（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Δ??＝??2－??1＝??。
（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??＝Δ??。
例题1：下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（）A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小答案：A例题2：地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。
已知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中（不计气团内分子间的势能）（）A．体积减小，温度降低B．体积减小，温度不变C．体积增大，温度降低D．体积减小，温度不变答案：C（三）热与内能的改变1．热传递定义师：有热从高温端传到低温端，究竟有多少热过去？我们把这个量称为热量。
热量从高温端传到低温端的过程叫热传递。
2．热传递的方式展示实验：现场制造大火烧烤金属丝并引导：在金属丝里传递热量的方式叫热传导。
提问：上方空气也热，热量是怎么传上来的？通过冷热空气对流将热量传递上来的，这叫热对流。
提问：在火的侧边也能感受到热，热量又是怎么过来的？主要不是热对流，是热辐射，什么叫热辐射？高温炽热的物体向外向外辐射电磁波，也叫红外线，它有显著的热效应，被我们人体接收到就会感受到热，所以热辐射是高温炽热的物体向外辐射电磁波的过程。
教师总结：热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
分析三种方式的特点：热传导：热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传到热的能力各不相同，容易传到热的物体称之为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称之为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等。
热对流：靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式。
热辐射：热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强。
3．感知热传递过程提问：热传递过程究竟是怎么进行的，热量又是如何从高温端传到低温端的？我们能否亲眼见证传热过程？引导：热传递过程最明显的痕迹是什么？生：温度变化引导提问：感知到温度变化也就间接感受到了热传递，有什么办法可以感知到温度变化？生：温度计（操作性不行）（1）演示实验（一）实验器材：感温勺子、冰淇淋操作：感温勺子放入冰激凌中现象：勺子颜色发生变化理答：感温材料，遇到不同的温度会显示不同的色彩，可以帮助我们观察热传递。
（2）演示实验（二）（热感摄像仪观察铜丝中的热量“传递”）实验仪器：热感摄像仪、铜丝、打火机（酒精灯）、颜色相同材料一致的背景、手机及手机支架步骤：铜丝、手机固定，手机摄像头对准铜丝，用酒精灯给金属丝一端加热，观察摄像仪里的现象。
现象：热量从高温端逐渐向低温端传递，能看到传递的动态效果。
师：通过热感仪可以看到热量从高温端向低温端传递。
提问：热传递过程何时终呢？终结的特征是什么？生：等温反问：亲眼见证过吗？（3）演示实验（三）（热感摄像仪观察液体中的热量“传递”）实验仪器：透明上下层玻璃管、热水、冷水、热感摄像仪、温度传感器步骤：在玻璃管下层倒入热水，再倒入冷水（量不一样多），打开隔热板，分别将两个温度计插入上下两层水中，用热感仪观察现象。
现象：经过一段时间的热对流，在热感仪画面中上下层显示亮度一样，温度相同，借助温度传感器也发现温度相同。
教师总结：热传递结束的特征是两个系统等温。
那么如果物体间要发生热传递，有什么条件？4．发生热传递的条件：当物体之间或物体的不同部分之间存在温度差时才能发生热传递。
例题3：关于热传递，下列说法正确的是（）A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在温度差，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答案：C5．热与内能的改变提问：对于这杯水，搅拌，也就是摩擦做功可以让他系统内能增加，如果不搅拌，拒绝一切做功，如果使其内能增加？生：加热，热传递提问：热传递时如何使系统内能增加的？将热量从其他物体转移到这个系统中来。
提问：内能的增量和传递的热量有什么关系？引导提问：假设有2J的热量从外界转移到这个系统当中，内能如果改变？生：增加2J反问：热传递能不能使系统内能减少？如何去描述？生：可以，将热量从这个系统转移出去提问：将2J的热量从这个系统转移出去，系统内能怎么变化？生：减少2J教师总结：热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△??=??2−??1就等于外界向系统传递的热量??，即△??=??。
当热量转移到系统当中，称为吸热，内能增加。
当热量从系统转移出去，称为放热，内能减少。
6．内能与热量的区别：（1）内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能。
（2）热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。
（3）如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能。
（四）做功和热传递的区别师：做功和热传递都可以改变系统内能，对于某个系统（指着水，言中有物），做功可以让它内能增加2J，热传递也可以让他内能增加2J，结果一样，方式不同。
提问：做功和传热有什么区别？引导提问：从能量守恒角度思考，内能增加，能从哪来？内能减少，能又去了哪？师：能的来去对于做功和热传递来说是不一样的，所以我们有必要从能的来去角度去比较做功和传热的区别。
提问：从做功的角度来说说生活中有哪些实例是通过做功使内能增加的，增加的内能从哪来？生：搓手，摩擦生热，机械能转化为内能；通电，电阻发热，电能转化为机械能；太阳能热水器，光能转化为内能。
反问：反过来，内能减少，能量又去了哪？给大家2分钟时间讨论下，到时候一起分享下。
生：蒸汽机，内能转化为机械能；反问：内能不能转化成电能？生：烧煤发电，内能转化为电能理答：烧煤发电，内能是直接转化为电能吗？他内能先转化为机械能，推动发电机发电。
反问：有没有直接从内能转化为电能的例子？演示实验（四）实验器材：温差发电器、冷水、热水操作：演示倒水形成水流；在温差发电器的左右两边分别放入冷水和热水，插入温差发电器现象：电动机转动现象解释：水流可以发电，一边是热水一边是冷水，形成温差，产生热传递，也就是热流，热流也可以发电。
反问：内能可以转化成光能吗？生：白炽灯，发热后，内能转化为光能教师总结：其他能与内能之间可以相互转化，在转化过程中能量形式在发生变化，热传递过程只是把系统的内能转移到另一个物体上去，还是内能，能量形式并没有发生变化。
做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）。
