1、05熱力學第一定律能雖守恒定律教學目標1、理解物體跟外界做功和熱傳遞的過程中W、Q、U的物理意義。2、會確定W、Q、U的正負號。3、理解、掌握熱力學第一定律，從能量轉化和轉移的觀點理解熱力學第一定律。4、會用U=W+Q分析和計算問題。5、理解、掌握能量守恒定律及其重要性。6、要有能量意識，會用能量守恒的觀點分析、解決有關問題，明確它的優越性。7、知道第一類永動機不可能成功的原因。8、人類對自然規律的認識是不斷深入的。重點、難點分析重點：能量守恒定律難點：熱力學第一定律U=W+Q中各物理量的意義及正負號的確定，這對學生是很困難的，要用收入、支出和結存的觀點去分析，要抓住研究對象。另一難點是用能量

2、守恒的觀點去分析和解決問題，它的優越性是不管中間過程細節問題，要逐漸培養學生用能量觀點解題。課時安排：一課時課前準備：教師：柴油機模型、電動機、電爐子、燈泡、電池、打氣筒、投影儀、膠片、多媒體學生：電動玩具、利用機械能守恒定律制成的小玩具、植物標本（如玉米粒）教學設計（教學過程）引入新課我們在前面學習了改變內能的兩種方式：做功和熱傳遞，即通過對物體做功或者經過熱傳遞的過程都能改變物體內能，那么它們之間有什么數量關系呢？以前我們還學習過電能、化學能等各中形式的能，它們在相互轉化的過程中遵守什么樣的規律呢？今天我們就來研究這些問題。板書：第六節熱力學第一定律能量守恒定律同學們帶著下列問題看課本，看

3、到U=W+Q板書：（投影片）1、一個物體，如果它跟外界不發生熱交換，那么外界對它做功與物體對外做功，會引起物體內能怎樣的變化？2、一個物體，如果外界與物體之間沒有做功，那么物體吸熱與放熱會引起物體內能的怎樣的變化？3、如果物體跟外界同時發生做功和熱傳遞的過程,W、Q、U的正負號如何確定？4、W、Q、U三者都有正負，它們的關系怎樣？讓同學們前后座四人為一小組，互相交流一下，得出正確結論。讓同學舉手發言，代表自己小組發言，其他小組補充，老師給以適當點撥。答案：（膠片給出）1、外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外界做功，物體的內能減少。2、物體吸熱，物體的內能增加；物體放熱，物體的內能減少。3、

4、外界對物體做功W為正，物體對外做功W為負；物體吸熱Q為正，物體放熱Q為負；物體內能增加U為正，物體內能減少U為負。4、U=W+Q這就是熱力學第一定律，它表示了功、熱量跟內能改變之間的定量關系。例：一定量的氣體從外界吸收了2.6X105j的熱量，內能增加了4.2X105J。是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？如果氣體吸收的熱量仍為2.6X105j不變，但是內能只增加了1.6X105J,這一過程做功情況怎樣？解：根據題意得出：Q=2.6X105J,U=4.2X105J，求:W=?根據U=W+Q代入可得：4.2X105j=W+2.6X105JW=1.6X105JW為正值，外界

5、對氣體做功，做了1.6X105J功。一5.5一.5第二I可中：Q/=2.6X10J,U/=1.6X10J,計算結果W,=-1.0X10Jo這說明氣體對外界做功（氣體體積變大），做了1.0X105J。讓同學們觀看柴油機模型，用熱力學第一定律解釋柴油機正常工作時壓燃的原理。活塞壓縮氣體，活塞對氣體做功，由于時間很短，散熱可以不計，機械能轉化為氣體的內能，溫度升高，達到柴油燃點，可“點燃”柴油。做功和熱傳遞都能使物體的內能改變，能量在轉化的過程中守叵，不僅機械能，其它形式的能也可以與內能相互轉化，如電流通過電爐子發熱，電能轉化為內能（演示電爐子）；燃料燃燒生熱，化學能轉化為內能。實驗證明：在這些轉化

6、過程中，能量都是守恒的。由此引發了我們更深刻的思考。同學們把剩下的課文看完再看一段錄象：風力發電，電鍍，電動機帶動水泵抽水，汽車在公路上行駛，水電站，植物生長，風云雷電等，再觀看準備的教具及學生帶來的玩具。投影儀再次打出討論的題目：1、能量守恒定律的內容是什么？2、各種機器的作用是什么？3、風力發電是什么能轉化成什么能？4、化學上電解食鹽的過程，是什么能轉化成什么能？5、為什么說能量守恒定律是偉大的運動基本規律？6、第一類永動機為什么不能成功？7、舉出一些生活中能量守恒的實例讓同學們前后座四人為一小組，互相交流一下，得出正確結論。讓同學舉手發言，代表自己小組發言，其他小組補充，老師給以適當點撥

7、。答案：（膠片給出）1、見課本。2、各種機器都是能量轉化器。3、是機械能轉化為電能。4、是電能轉化為化學能。5、能夠把各個領域聯系起來，具有共同語言。6、它違背了能量守恒定律。7、舉不勝舉。能量守恒定律是自然界最普遍的規律之一。教學設計說明1、熱力學第一定律U=Q+W中各字母正負值的確定是個難點，難就難在物理意義不清楚，設計的前半部分都是圍繞著這一難點展開的。2、各種能量在一定條件下可以互相轉化，轉化過程中總能量守恒。這是一個意識的問題，或者說是悟性，從內心深處感覺到總能量不變，這是很重要的物理思想。3、以前我們學習的機械能守恒定律、動能定理等，還有剛學的熱力學第一定律，它們都是能量守恒定律的

8、特例，都可以統一在能量守恒定律之中，比如說，汽車剎車直到停下來的過程中，動能減少，內能增加，也可以說，汽車克服摩擦力做功等于汽車減少的內能。隨堂練習：1、一家庭用高壓鍋煮飯，當水煮沸時跑氣了，大量熱氣噴到了距離高壓鍋3米以外的小張手上，但并沒有燙傷，為什么？2、一定質量的氣體，氣體受熱膨脹對外界做了2.0X105J功，同時它的內能增加了51.0X10J,氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量為多少？3、如圖中ABCD是一條長軌道，其中AB段是傾角為0的斜面，CD段是水平的。BC是與AB和CD都相切的一小段圓弧，其長度可略去不計。一質量為m的小滑塊在A點從靜止狀態釋放，沿軌道滑下，最后停在D點，A

9、點和D點的位置如圖所示。現用一沿著軌道方向的力推滑塊，使它緩慢地由D點推回到A點時停下。設滑塊與軌道間的動摩擦因數為a，則推力對滑塊做的功等于（）hBSDA、mghB、2mghC、mg（s+h/sin0）D、mgs+mghcot04、炮兵打靶時，炮彈在炮膛中加速飛出炮口的過程中，炮膛中的火藥氣體溫度是變化很大還是很小？說明理由。5、一瀑布，落差30m,假如在下落過程中機械能的減少量全部轉化為水的內能，水的溫度升高多少？（水的比熱容C=4.2X103j/kgk）6、說明下列現象中能量是怎樣轉化的。A、水電站發電時，水輪機被水流沖擊轉動，帶動發電機發電。B、利用地熱發電。C、化學上的電鍍過程。D、植物生長過程。7、“和平號”空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程中可簡化為從一個近圓軌道（可近似看作圓軌道）開始，經過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海。此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E，通過其它方式散失，（不考慮墜落過程中化學反應的能量）。（1）試導出與下列各物理量的符號表示散失能量E/的公式。（2）算出E，的數值（結果保留兩位有效數字）5墜落開始時空間站的質量M=1.17X1