3.1 功、熱和內(nèi)能的改變

“教學評”一體化教學設計課時設計課題3.1功、熱和內(nèi)能的改變課型新授課eq\o\ac(□,√)復習課□試卷講評課□其他課□授課班級高二年級（）班授課時間教學內(nèi)容分析本節(jié)講述另一類熱力學過程——熱傳遞過程以及熱傳遞與改變內(nèi)能的關(guān)系。首先介紹熱傳遞的三種方式:熱傳導、熱對流和熱輻射。進而分析系統(tǒng)在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能的變化，自然引出熱量與系統(tǒng)內(nèi)能概念的區(qū)別與聯(lián)系，最后研究做功與熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同。學習者分析這節(jié)課是在學生已經(jīng)學習過了分子動理論、固體、液體、氣體的基礎上進行教學的，著重點在于焦耳的兩個實驗的實質(zhì)，理解功、熱和內(nèi)能改變的關(guān)系，會解釋相關(guān)的現(xiàn)象，分析相關(guān)的問題。這對學生來說有一定的難度，需要加以引導。學習目標物理觀念:知道焦耳的兩個實驗，功與內(nèi)能改變及熱與內(nèi)能改變的數(shù)量關(guān)系。科學思維:掌握焦耳的兩個實驗的實質(zhì)，理解功、熱和內(nèi)能改變的關(guān)系，會解釋相關(guān)的現(xiàn)象，分析相關(guān)的問題。科學探究:掌握兩個實驗的探究過程，利用“做一做”體驗功與內(nèi)能改變的關(guān)系，學會觀察與操作并與他人合作交流，提高實驗技能?？茖W態(tài)度與責任:理解功、熱與內(nèi)能改變的實質(zhì)，實事求是，培養(yǎng)積極探究科學的興趣，激發(fā)學習熱情。教學準備PPT課件活動設計教學內(nèi)容教師活動學生活動評價任務活動一：新課導入冬天搓手可使雙手變暖；向手吹氣也可使雙手變暖提出問題：是什么原因使溫度發(fā)生了變化呢？完成搓手活動。通過課堂小活動，體會搓手讓雙手變暖的過程，激發(fā)興趣，引入課題活動二：焦耳的實驗1818年12月24日生于英國曼徹斯特，起初研究電學和磁學.1840年在英國皇家學會上宣布了電流通過導體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律.焦耳測量了熱與機械功之間的當量關(guān)系——熱功當量，為熱力學第一定律和能量守恒定律的建立奠定了實驗基礎.實驗一：對系統(tǒng)做機械功實驗二：對系統(tǒng)做電功演示:在有機玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速壓下筒中的活塞,觀察筒底物品的變化.這個實驗說明了什么？實驗一：對系統(tǒng)做機械功重物下落帶動輪葉旋轉(zhuǎn)，通過攪拌對絕熱容器內(nèi)的液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化.實驗二：對系統(tǒng)做電功電流通過電熱絲使絕熱容器內(nèi)的液體溫度升高.思考：焦耳的熱功當量實驗和電流熱效應給水加熱的實驗中做功的方式相同嗎？你能得出什么結(jié)論？觀察實驗現(xiàn)象。了解焦耳實驗的意義。觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)實驗結(jié)論。結(jié)論：只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值都是相同的，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的.結(jié)合實驗現(xiàn)象，完成思考題。結(jié)論：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要所做的電功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同.結(jié)合課前動手小活動，嘗試解釋出現(xiàn)實驗現(xiàn)象的原因。了解相應的物理學史，拓寬學生的知識面?；顒尤簝?nèi)能教學內(nèi)能：1、任何一個熱力學系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個物理量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系.我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能.提問：我們曾經(jīng)學習過內(nèi)能的概念是什么呢？當時講的內(nèi)能的變化與什么有關(guān)？而這一致嗎？有何關(guān)系？講解：①宏觀定義（熱力學對內(nèi)能的定義）：任何一個熱力學系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的一種能量，這種能量叫做系統(tǒng)的內(nèi)能。②微觀定義（分子動理論對內(nèi)能的定義）：物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2、當系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達到狀態(tài)2時，內(nèi)能的增加量△U=U2-U1就等于外界對系統(tǒng)所做的功W，即△U=W.思考熱力學對內(nèi)能的定義和分子動理論中對內(nèi)能的定義的聯(lián)系和區(qū)別。一步步設置思考問題，讓知識循序漸進。活動四：功與內(nèi)能的改變功與內(nèi)能的改變實驗錄像：鉆木取火拓展思考：在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能怎么變？數(shù)量上有什么關(guān)系？若系統(tǒng)對外界做功呢？演示：在燒瓶里加入水，水的上方有水蒸氣.用帶孔橡皮塞把瓶口塞住，向瓶內(nèi)打氣，當瓶塞跳出時，觀察瓶內(nèi)的變化.總結(jié)：做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能．功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度．(1)外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加．在絕熱過程中，內(nèi)能的增量就等于外界對系統(tǒng)做的功．即ΔU＝U2－U1＝W.(2)系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少．在絕熱過程中，系統(tǒng)對外界做多少功，內(nèi)能就減少多少，即W＝ΔU.觀看實驗錄像。觀察實驗現(xiàn)象，思考問題：1.系統(tǒng)指的是什么？2.出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？3.為什么會呈現(xiàn)霧狀？小結(jié)：功和內(nèi)能變化的關(guān)系系統(tǒng)吸熱：U增加系統(tǒng)放熱：U減小?U=Q熱量：在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，離開熱傳遞的過程講熱量沒有意義，過程量?；顒游澹赫n堂練習課堂練習1、地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交換忽略不計．已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該空氣團在上升過程中(不計氣團內(nèi)分子間的勢能)()A．體積減小，溫度降低B．體積減小，溫度不變C．體積增大，溫度降低D．體積減小，溫度不變引導學生分析：解析：壓強減小，體積增大，對外界做功，內(nèi)能減小，△U=W，動能減小，溫度降低完成課堂練習。通過練習鞏固所學知識、做功和熱傳遞的區(qū)別講解：1、內(nèi)能改變多少的度量方式不同。2、改變內(nèi)能的本質(zhì)不同。3、改變內(nèi)能的效果是等效的。理解，記憶做功和熱傳遞的區(qū)別活動六：練習與作業(yè)隨堂練習課堂練習2、(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體溫度不變，整體運動速度越大