10-1 功和内能

第一节功和内能

基础夯实

1．下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()

A．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

答案：B

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。

2．(建陵中学高二期末)物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统()

A．机械能守恒B．动能与内能之和守恒

C．机械能和内能都增加D．机械能减少，内能增加

答案：D

解析：铁块上滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增加。此题情景就像冬天两手相互搓搓会感到暖和一样。

3．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升过程中()

A．由于气泡克服重力做功，则它的内能减少

B．由于重力和浮力的合力对气泡作功，则它的内能增加

C．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加

D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少

答案：D

解析：气泡膨胀时，对外做功，内能减少。

4．用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是()

A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞

C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞

答案：A

解析：要使柴油达到燃点，必须使柴油和空气的混合物内能增大，温度升高，可通过做功过程来实现，因此，应向里推活塞，使外界对气体做功。但应迅速推动还是缓慢推动呢？若是绝热气缸，无论迅速推动还是缓慢推动，只要外界对气体做功，其内能一定增大，温度升高，而金属气缸是导热的，要使温度升高，则应迅速向里推活塞，使气体与外界来不及发生热交换。

5．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向

瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低。三句话正确的顺序是( )

A ．甲乙丙

B ．乙丙甲

C ．丙甲乙

D ．乙甲丙

答案：B

解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致。

6．一个飞行速度是500m/s 的子弹，当它射入物体时，产生热量的一半被子弹吸收，则子弹升高的温度是________。[子弹是铜质的，铜的比热是390J/(kg·℃)]

答案：160℃

解析：设子弹升高的温度为Δt 则cm Δt ＝12m v 2×12，Δt ＝m v 24cm ＝5002

4×390

℃＝160℃。此过程中子弹动能的减少的一半被子弹吸收，转化为子弹的内能。

7．冬季，由于温度太低，很难启动摩托车(在农村启动195型拖拉机也会遇到类似情况)。这时驾驶者往往先关闭油门，连续踏下启动摇杆若干次，然后再打开油门，踏下启动摇杆即可启动，运用的原理是什么？

答案：连续踏下启动摇杆，活塞不断压缩汽缸里的气体做功，增加气体的内能，使气体的温度升高，当达到汽油的燃点后，即可启动。

8．(江苏南京模拟)如图所示，绝热隔板S 把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S 与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a 和b 。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a 缓慢加热一段时间后，a 、b 各自达到新的平衡状态。试分析a 、b 两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？

答案：汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，压强增大，体积增大，内能增大；

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。

能力提升

1．(2012·新华高二检测)如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()

A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大

C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小

答案：D

解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能改变取决于做功的情况。对甲室内的理想气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小。

2．(2012·攀枝花市高三检测)如图所示，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________。(填选项前的字母)。

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，压强减小，内能增加

答案：C

解析：向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确。

3.如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气。开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体

重心改变的影响，下列说法正确的是()

A．ΔE＝mgh B．ΔE>mgh

C．ΔE

答案：B

解析：气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做

功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙。

4．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是()

A．筒外空气流向筒内

B．筒内空气流向筒外

C．筒内外有空气交换，处于动平衡态，筒内空气质量不变

D．筒内外无空气交换

答案：B

解析：因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外。

5.(辽宁沈阳模拟)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是()

A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少

B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变D．电流对气体做功一定大于气体对外做功

答案：AD

解析：由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由pV

T＝恒量知，气体温度升

高，内能一定增加，由能的转化和守恒知，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B、C 均错，D项正确。由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子与活塞碰一次对活塞的冲量增大，而压强不变；单位时间内对活塞的冲量不变。因此单位时间内对活塞的碰撞次数

减少，A对。

6．(2010·绵阳中学高二期末)如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能)，气缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热敏电阻置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂一沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞，细沙缓缓漏出。则下列说法正确的是()

A．外界对气体做功，气体的内能增大

B．气体对外界做功，气体的内能减小

C．气体的压强增大，体积减小

D．欧姆表的指针逐渐向右偏转

答案：ACD

7．汽车内胎放完气后，气门的温度可达到0℃以下，请你解释一下原因。

答案：以内胎中的气体为系统，气体推动周围大气做功，(对外界气体做功)大气的内能增加，内胎中的气体内能减少，温度降低。如果在较短时间内做较多的功，气门来不及吸热，气门温度就可达到0℃以下。

8．用5N的力垂直于活塞推动压缩绝热汽缸的气体，活塞的位移为0.1m时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？

答案：增加了0.5J

解析：外界对气体做功W＝Fs＝5N×0.1m＝0.5J，气体内能增加，增加量为0.5J。

第十章 第1、2节功和内能

第十章热力学定律 第1节功和内能 第2节热和内能 [随堂演练] 1．(多选)在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是 A．电流通过电炉而使温度升高 B．在阳光照射下，水的温度升高 C．铁锤打铁块，使铁块温度升高 D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快 解析电流通过电炉而使温度升高，电流做了功，A错误；在阳光照射下，水的温度升高，通过吸热而使内能增加，B正确；铁锤打铁块，使铁块温度升高，挤压撞击，外界做了功，C错误；夏天在室内放几块冰，室内会变凉快，冰熔化吸热，D正确。 答案BD 2．下列关于物体内能的说法正确的是 A．物体内能的多少可以用物体吸热或放热的多少来量度 B．内能大的物体热量多 C．两物体发生热传递，达到平衡后，它们的内能必定相等 D．做功和热传递对于改变物体内能是等效的 解析物体内能的变化可以用物体吸热或放热的多少来量度，故A错误；热量是热传递能量多少的量度，不是内能的量度，故B错误；物体发生热传递，达到平衡后，温度相等，而不是内能相等，内能除了与温度有关，还与物质的量有关，故C错误；做功和热传递对于改变物体内能是等效的，故D正确。 答案 D 3．如图10－1－5所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中

图10－1－5 A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大 C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小 解析接触面是绝热面，拉动拉杆，对乙部分气体来讲，气体推动活塞对活塞做功，内能减小，温度降低；对甲部分气体来讲，活塞压缩气体做功，内能增大，故选D。 答案 D [限时检测] [限时30分钟，满分50分] 一、选择题(每小题6分，共30分) 1．(多选)夏天，如果自行车内胎充气过足，又在阳光下曝晒(曝晒过程中内胎容积几乎不变)，车胎容易爆炸，关于这一现象，以下说法正确的是 A．车胎爆炸是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果 B．在爆炸前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大 C．在爆炸前的过程中，气体吸热，内能增加 D．在爆炸的过程中，气体内能不变 解析曝晒过程中，车胎升温，体积不变，压强增大，分子热运动加剧，A错，B对；爆炸前，W＝0，不做功，Q＝ΔU，C对；爆炸过程中，气体迅速膨胀，气体对外做功，内能减小，D错。 答案BC 2．如图10－1－6所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验是要说明 图10－1－6 A．做功可以增加物体的热量 B．做功一定升高物体的温度 C．做功可以改变物体的内能 D．做功一定可以增加物体的内能 解析迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)。乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高内能增大，这

物体的内能(教学设计)

《物体的内能》教学设计 【教学背景】 学生已经学习了分子热运动，有分子动理论做基础，同时还学习了动能和势能，知道影 响动能和势能大小的因素，具备一定的观察、动手能力，分析问题、归纳总结的能力更加进步。作为学习主体的九年级学生，对事物的认识正处于由感性向理性发展的阶段，但感性认 识仍处于主导地位，尤其是对抽象事物的认识。因此，本课应以感性知识为依托，借助实验 等手段加强直观性和形象性，把抽象的概念具体化、生活化，再通过理性分析和判断，获取 新知识，逐渐培养学生的抽象思维能力。 【教材分析】 本节内容是沪科版九年级第十三章第一节，教材可分为两个部分：帮助学生建立内能的 概念；了解改变内能的方法。本节内容是在前面学习机械能的基础上，进一步学习更为抽象 的能的形式，也为后面学习比热容、热机、电热器等打下基础，因此本节起着承上启下的关 键作用。 【教学设计理念与方法】 本节课的教学属于物理基本概念教学，及探究实验和小组讨论得出基本规律的教学。 开课以我国在航天领域取得的瞩目成就为感性认识基础，利用类比、分析、总结的方法知道 什么是内能。通过学生亲自动手实验知来认识到用做功和热传递的方法可以改变物体的内能，使学生在头脑中形成清晰的表象，既完成了本节重难点教学，又锻炼和培养了科学的探究能 力和创新思维能力。教学中让学生从实验中发现、分析、解决问题，从而建构完整的知识系统，本课要充分发挥实验教学的重要作用。 【教学目标】 一、知识与技能 1．了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2．知道改变物体内能的两种方法。 3．知道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 二、过程与方法 1．通过观察实验现象，培养初步的分析和推理能力。 2．通过对生活事例分析，提高分析问题的能力。 三、情感态度与价值观 1．体会参与观察、实验、制作等科学实践活动的乐趣。 2．通过分析事例，逐步形成用能量观点看世界的意识。 【重点难点】 重点：内能概念的建立；改变物体内能的方法。 难点：用做功和热传递改变物体内能的实质。 关键：做好探究实验，从实验中分析，总结完成知识的建构。 【教学资源】 多媒体电脑、PowerPoint课件、网络视频、铁丝、砂纸、压缩空气引火仪、热功互换器、矿泉水瓶、橡皮筋、温度显示器、酒精、点火枪等

内能教学设计(1)

《内能》教案 【教学背景】 作为学习主体的九年级学生，他们对事物的理解处于由感性向理性发展阶段，感性理解仍占主要地位，理性理解上还存有一定困难。为此，本课应注意适合学生好奇心，以感性理解为基础，再通过理性分析和判断，获取新知识，发展抽象思维水平。 【教材分析】 本节教材是人教版九年级的第十六章第二节，教学内容包括内能的概念，影响内能的大小的因素，改变物体内能的方法。教材上通过各种图片提示、引导学生了解内能的概念及内能和温度的关系。通过想想做做提出疑问引发学生思考，再利用一些事例让学生知道改变物体的内能的两种方法，进而明确了热量的概念。通过形象的实验使学生体验到做功能够使物体内能增加或减少。培养学生实验观察水平和分析实验得出结论的水平，让不同层次的学生都能得到发展和提升。 【教学设计理念与方法】 本节课的教学属于物理基本概念教学，及探究实验和小组讨论得出基本规律的教学。开课以我国在航天领域取得的瞩目成就为感性理解基础，利用类比、分析、总结的方法知道什么是内能。通过学生亲自动手实验知来理解到用做功和热传递的方法能够改变物体的内能，使学生在头脑中形成清晰的表象，既完成了本节重难点教学，又锻炼和培养了科学的探究水平和创新思维水平。教学中让学生从实验中发现、分析、解决问题，从而建构完整的知识系统，本课要充分发挥实验教学的重要作用。【教学目标】 一、知识与技能 1．了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2．知道改变物体内能的两种方法。 3．知道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 4．知道做功能够使物体内能增加或减少的一些事例。 二、过程与方法 1．通过探究、观察、实验找到改变物体内能的两种方法。 2．通过演示实验说明做功与物体内能的变化关系。 3．通过查找资料，了解地球的温室效应。 三、情感态度与价值观 1．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。 2．通过演示实验培养学生的观察水平，并使学生通过实验理解做功和内能变化的关系。 3．通过度析、类比、学会用类比的方法研究问题。培养良好的科学态度和求实精神，协助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向。 【重点难点和关键】 重点：内能概念的建立；改变物体内能的方法。 难点：准确理解内能的概念。 关键：做好探究实验，从实验中分析，总结完成知识的建构。 【教学资源】 多媒体电脑、PowerPoint课件、网络视频、酒精灯、铁丝、钳子、布、火柴、热功互换器、压缩空气引火仪、铅笔、砂纸、冰块等

高中物理第十章热力学定律第1节功和内能第2节热和内能教学案人教版3

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，这样的 过程叫做绝热过程。 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物理过程。 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)内能多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。(×) (6)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递。(×) 2．合作探究——议一议 (1)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？ 提示：不同。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，仅与做功多少有关。 (2)用锤子反复敲打一块铁，铁块会发生怎样的变化？为什么？ 提示：铁块的温度升高，同时会发生形变，在敲打铁块的过程中，锤头对铁块做功，使铁块的内能增加，温度升高。铁块由于受到力的作用，会发生形变。 (3)热传递是热量从内能多的物体传递给内能少的物体吗？ 提示：不是。热传递是热量从高温物体传向低温物体，并非从内能多的物体传向内能少的物体。

1.2.功和内能 热和内能

高中物理选修3-3同步训练试题解析 一、选择题 1．关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是( ) A．吸热的物体，其内能一定增加B．体积膨胀的物体，其内能一定减少C．放热的物体，其内能也可能增加 D．绝热压缩的物体，其内能一定增加解析：改变物体的内能有两种方式，物体吸热，同时对外做功，内能不一定增加，A错；体积膨胀对外做功，但同时吸热时，内能不一定减小，B错；物体放热同时对物体做功，其内能可能增加，C正确；绝热压缩物体，只对物体做功，不发生热传递，其内能一定增加，故选C、D. 答案：CD 2．下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的是( ) A．焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及热功当量 B．焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C．焦耳实验的研究对象是容器中的水 D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同，但做功必须相同 解析：

3．采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B.对于不同的绝热方式下面说法正确的是( ) A．对气体所做的功不同 B．对气体所做的功相同 C．对气体不需做功，因为没有能量的传递 D．以上三种说法都不对 解析：一个系统的内能只与状态有关，内能的变化只与始末状态有关，与过程无关，对绝热过程由ΔU＝W可知，ΔU相同则W相同，B对，A、C、D 错． 答案： B 4．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( ) A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量 C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功 解析：温度是平均动能的标志，温度降低平均动能减少，总动能减少，不计分子势能的情况下可知内能减小，又因体积减小，可知外界对其做功，所以气体向外界放出热量，D对，A、B、C错． 答案： D 5．下列说法正确的是( ) A．若两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等

人教版九年级物理上册第2节 内能教案

第2节内能 教学过程 情景导入 玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？原来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。那么，什么是内能？从而引入新课。 合作探究 探究点一内能 活动1：出示挂图：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片(如图所示)。 活动2：两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。类比机械能定义，得出内能的定义及单位。

总结：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。 活动3：引导学生利用类比法理解影响物体内能大小的因素。 总结：一切物体，都具有内能。一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。 探究点二做功和内能的改变 活动1：让学生相互搓手，说一下感觉。 活动2：如图所示，让一生来回弯折铁丝，感觉一下弯折处的温度变化。 总结：对物体做功，物体的内能增加。 活动3：演示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。

活动4：让一学生吹气球，吹大了的气球没握住，它“叫啸”着飞跑了！捡起时会发现它的嘴部温度变低。 总结：物体对外做功，物体的内能变小。 活动5：学生交流、讨论，做功改变物体内能的实例。 探究点三热传递和内能的改变 活动1：出示课件，分析下列内能改变的方式是否是做功？它们使物体温度升高时的特点怎样？ 归纳总结： （1）当温度不同的两个物体接触，或同一物体的不同部位温度不同时，高温物体的内能减小，低温物体的内能增加。 （2）条件：存在温度差。 （3）最终结果：直到温度相同。 （4）在热传递过程中，传递能量的多少，叫做热量。其单位是焦耳，符号是J。 探究点四做功和热传递在改变物体内能上的区分 活动1：出示课件，让学生分析课件中改变内能的方式。 学生交流得出答案：甲、乙、丙三图中是通过做功改变内能；丁图是通过热传递改变内能。 归纳总结：区分做功和热传递时主要是在改变内能上的条件来进行区分。做功来改变内能的主要方式是压缩体积、摩擦、敲打、弯折等；而热传递改变内能的方式主要是温度引起的内能的转移。 活动2：出示课件，让学生利用学过的物理知识解释两位同学的取暖方式（如图）有何不同。 归纳总结：哈气取暖是通过热传递使手的内能增大温度升高；搓手是通过摩擦做功的方式使手的内能增加温度升高。

功和内能 说课稿 教案

功和内能 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？

10.1功和内能(教案).pdf

第十章热力学定律 单元教材分析 本章以焦耳的实验为基础，研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系，总结出做功和热传递是改变系统内能的两种方式，两种方式对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式又存在着重要区别。在此基础上，进一步提出了热力学第一定律和能量守恒定律。能量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成，使我们认识到一切与热现象有关的客观自然过程都是不可逆的，热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律。热力学第二定律的两种表述是等价的，同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成。熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质，能量在数值上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性，因而我们要合理开发能源，要节约能源，减小能源利用过程中对环境的破坏，保护环境，树立可持续发展的观念，开发清洁、高效的新能源。 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。 第1节功和内能 目标导航 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。 诱思导学 1．绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程。 即系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量。 2．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=-ΔU 3．功是系统内能转化的量度。 4．在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )。 典例探究 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 友情提示：注意分清做功和热传递两个过程的不同

高中物理-功和内能

高中物理-功和内能 在绝热气缸中封闭着两部分同种类的气体A和B，中间用绝热活塞隔开，活塞用销钉固定着。开始时两部分气体的体积和温度都相同，气体A的质量大于气体B的质量。撤去销钉后活塞可以自由移动，最后达到平衡。关于B部分气体的内能和压强的大小 A．内能增加，压强不变B．内能不变，压强不变 C．内能增加，压强增大D．内能不变，压强增大 【参考答案】C 【试题解析】因为气体A的质量大于气体B的质量，故开始时气体A的压强大于气体B的压强，撤去销钉后，A气体膨胀对B气体做功，故B气体内能增加，压强增大，选C。【知识补给】 功和内能 （1）气体做功的特征是气体体积的变化，若气体只有压强的变化而无体积的变化，气体不做功。 （2）做功的对象是实物，故气体向真空膨胀不做功。 （3）理想气体被绝热压缩，则内能增加，温度升高，体积减小，压强一定增大；理想气体绝热膨胀，则内能减少，温度降低，压强一定增大。 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸中，活塞静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上，活塞最终静止在B 位置。则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较

A．气体的内能可能相同 B．气体的温度一定不同 C．单位体积内的气体分子数不变 D．单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多 如图所示，绝热气缸固定在水平地面上，气缸内用绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞静止在图示位置现用力使活塞缓慢向右移动一段距离，则在此过程中 A．外界对缸内气体做正功 B．缸内气体的内能不变 C．缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量增大 D．在单位时间内缸内气体分子与活塞碰撞的次数减少 如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时 A．氢气的温度不变B．氢气的压强减小 C．氢气的体积减小D．氧气的温度升高 绝热气缸的质量为M，绝热活塞的质量为m，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，气缸中密封一部分理想气体，最初气缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上。如图所示，现拔去销钉，让气缸在斜面上自由下滑，当活塞与气缸相对静止时，被封气体与原来气缸静止在斜面上时相比较，下列说法中正确的是 A．气体的压强不变B．气体的内能减小

10.1 功和内能

第一节功和内能 教学目标： （一）知识与技能 1、了解焦耳的热功当量实验，明确实验原理。 2、理解内能的概念，并了解功是能量改变的量度。 （二）过程与方法 通过实验探究、知识类比方法分析来理解内能与功的实质关系。 （三）情感、态度与价值观 物质之间的变化是万千的，它们既相互联系，又相互影响。通过焦耳热功当量的实验培养我们去探索自然、认识自然的兴趣。 教学重点： 理解物体内能的概念，知道功与内能改变的关系。 教学难点： 内能的改变与做功的方式无关，仅与做功的数量有关。 教学方法： 观察、实验、阅读、讨论和讲解法 教学用具： 压缩空气引火器，机械能转化内能演示器，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。投影仪、投影片。 教学过程： （一）复习提问，引入新课 提问：（1）什么是物体的内能?（2）物体的内能跟什么有关? 学生思考并回答：物体中所有分子的动能和势能的和叫做物体的内能。 物体的内能与物体内的分子数、物体的温度、体积有关。 总结：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。 （二）新课教学

1、焦耳的实验 ［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做功的缘故。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。 结论：以上现象说明，做功能够改变物体的内能。 教师：从19世纪以来，人们就逐渐认识到通过做功和热传递两种方式都可以使热学状态发生改变。下面我们就从焦耳的两个代表性实验来看状态的改变。实验一：焦耳热功当量的实验 教师：（投影教材图10.1－2）介绍实验装置和实验过程。 让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。如图，用绝热性能良好的材料将容器包好，容器中安装着叶片组成的搅拌器。重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升。 在这个过程中，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。 多次实验表明：只要所做功相同，系统状态的改变就相同，与悬挂物的质量和下落的高度无关。

选修3-3热和内能教案

第2节热和内能 目标导航 1．知道热传递的三种方式。 2．理解热传递是改变系统内能的一种方式。 3．知道传递的热量与内能变化的关系。 4．知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。 诱思导学 1．热传递 ①热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。 ②热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。 2．热传递的实质： 热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。 3．传递的热量与内能改变的关系 ①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。即ΔU= Q吸 ②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。即Q放= -ΔU 4．热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。 5．改变系统内能的两种方式：做功和热传递。 做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的。 做功是系统内能与其它形式的能之间发生转化，而热传递只是不同物体（或物体不同部分）之间内能的转移。 典例探究 例1 如果铁丝的温度升高了，则（） A.铁丝一定吸收了热量 B.铁丝一定放出了热量 C.外界可能对铁丝做功 D.外界一定对铁丝做功 解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C 友情提示：铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能，因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 例2 下列关于热量的说法，正确的是（） A.温度高的物体含有的热量多 B.内能多的物体含有的热量多 C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量 解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C、D 答案：C、D 友情提示：注意区分状态量与过程量的不同特点 例3 有一个10m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) ，g取10m/s2 . 解：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能

高中物理：功和内能练习题

高中物理：功和内能练习题 基础过关 1.关于物体的内能,以下说法正确的是( ) A.晶体熔解过程中,内能不变 B.温度相同,质量也相同的同种物质的内能一定相同 C.物体的机械能越大,内能也一定越大 D.机械能为零的物体,内能不一定为零 解析：晶体熔解过程，分子动能不变，但分子势能增大，其内能应增大，故A 选项错误，B选项亦错误.物体的内能和机械能是不同的两种形式的能，它们的大小没有直接关系，故C选项错，D选项正确. 答案:D 2.下列说法中正确的是( ) A.物体自由下落时速度增大,所以物体内能也增大 B.物体的机械能为零时内能也为零 C.物体的体积减小温度不变时,物体内能一定减小 D.运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来.摩擦力做了多少功，内能就增加多少解析：物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定.分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零.所以A、B不正确.物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，所以C也不正确.运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来.摩擦力做了功要生热，使物体的内能增加，所以D正确. 答案:D 3.指出下面例子中哪些是通过做功过程改变物体内能的( ) A.铁丝在酒精灯火焰上灼烧变热 B.铁丝来回弯折几下会变热 C.陨石进入大气层后会逐渐变成火红球体 D.陨石落在地球上后又逐渐恢复本来颜色 解析：铁丝灼烧变热是热传递改变物体内能，A错，铁丝来回弯折做了功，铁丝内能增加，故B选项正确，陨石进入大气层克服空气阻力做功内能增加，故C

选项正确，陨石落地后降温放热内能减少，故D 选项错误. 答案:BC 4.在光滑的水平面上有一个木块保持静止状态，子弹水平射穿木块，则下列说法中正确的是( ) A.做功使木块内能改变 B.子弹损失的机械能，等于木块增加的机械能 C.子弹损失的机械能，等于木块增加的机械能与内能的总和 D.子弹与木块组成的系统总机械能守恒 解析：子弹射穿木块的过程中，系统要克服摩擦阻力做功，机械能转化为内能，故A 正确，D 错误.据能量守恒，子弹损失的机械能，一部分转变为内能，另一部分传递给木块，故B 错，C 对. 答案:AC 5.下列关于物体机械能和内能变化的说法中正确的是( ) A.物体沿斜面匀速下滑的过程中,机械能和内能均减少 B.物体在外力作用下沿粗糙斜面匀速上滑的过程中，机械能和内能均增加 C.物体以某一初速度沿光滑斜面上滑的过程中，机械能和内能都减少 D.物体沿光滑斜面加速下滑的过程中，机械能和内能都增加 解析：物块沿斜面匀速下滑，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故A 错误，物体沿斜面匀速上升，机械能增大，克服摩擦力做功，其内能也增加，故选项B 正确.物体沿光滑斜面上滑或下滑过程,机械能保持不变，内能也不变，故C 、D 均错误. 答案:B 综合运用 6.物体在水平面上运动，速度由 9 m/s 减少到 7 m/s 的过程中，减少的动能全部转化为物体的内能，如果物体继续运动，又有一些动能全部转化为上述等量的内能，这时物体的速度是多大？ 解析：物体由9 m/s 减少到7 m/s ，摩擦力做的功W f =ΔE k =2 1 m×3 2 J 即内能减少2 1m×32 J 要使物体又有相等的动能转化为内能，设速度为v ，有

功和内能 热和内能--优质获奖精品教案 (5)

第三节功和内能 ●本节教材分析 本节讲述功和能之间的关系，属于过渡性的一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量地研究机械能，为后面两节定量地讲述能和重力势能做好准备． 在本节的教学中，要结合初中学过的知识，通过实例使学生理解做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，功是能量转化的量度，知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题，但是对于功和能的关系的认识要有一个过程，要通过本章的学习以及今后的学习，使学生逐步加深体会，这一节只要求有个初步理解就可以了． ●教学目标 一、知识目标 1．知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量． 2．知道物体能够对外做功是因为物体具有能量． 3．理解功是能量转化的量度． 4．理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒． 二、能力目标 1．能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量问题． 2．知道功和能之间的区别和联系． 三、德育目标 通过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角度去探索自然规律． ●教学重点 1．理解功和能的关系． 2．知道能量的转化用做功来量度． ●教学难点 在具体的问题中如何得到能量的具体转化情况，并用做功来定量地反映这种转化． ●教学方法 实验法、举例法 ●教学用具 投影片、CAI课件 ●教学过程 首先用投影片出示本节课的学习目标： 1．理解功和能的关系2．知道能量的转化用功来量度 学习目标完成过程 一、复习导入 1．初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变． 2．引入 初中我们已初步学会功和能的有关知识，对功和能有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课，我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系． 二、新课教学 (一)能的概念

10.1 功和内能教案

第一节功和内能 一、教学目标 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。 二、教学重点与难点 做功和物体的内能之间的关系是本节的重点；将热力学从宏观的角度定义的内能，与分子动理论从微观的角度定义内能，二者的统一是难点。 三、教学方法与建议 实验法、分析比较法 四、学情分析 本节首先通过对焦耳的热功当量的实验的介绍，提出了绝热过程的概念。另外通过介绍其它一些在绝热过程中做功改变物体能量的例子，引出了对内能概念的介绍。整个前半部分学生应该没有什么问题，但在内能概念的介绍，以及从微观和宏观角度去理解对内能概念的统一解释，可能部分学生存在一定的困难。 五、教学过程 （一）新课引入 [问题]什么叫内能？与哪些因素有关？ 学生思考回答：物体内所有分子动能与势能的总和叫做物体的内能。与物体的温度和体积有关。 [问题]质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？ 学生思考回答后教师归纳： 温度变时分子动能变，体积变时分子势能变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。再如，0O C的冰熔化成0O C水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能。 [演示实验] 用课件演示压缩气体做功后，是密闭容器内的硝化棉自燃的现象，说明压缩气体做功后增加气体内能的事实。 [演示实验] 用课件演示焦耳热功当量实验。介绍：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。 （二）新课学习 1、绝热过程 （1）定义：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，这样的过程叫绝热过程。 （2）焦耳的实验说明什么问题？

高中物理选修3-3教学设计3：10.2热和内能教案

2 热和内能 目标导航 1．知道热传递的三种方式。 2．理解热传递是改变系统内能的一种方式。 3．知道传递的热量与内能变化的关系。 4．知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。 诱思导学 1．热传递 ①热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。 ②热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。 2．热传递的实质： 热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。3．传递的热量与内能改变的关系 ①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。即ΔU= Q吸 ②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。即Q放= -ΔU 4．热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。 5．改变系统内能的两种方式：做功和热传递。 做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的。 做功是系统内能与其它形式的能之间发生转化，而热传递只是不同物体（或物体不同部分）之间内能的转移。 典例探究 例1 如果铁丝的温度升高了，则（） A.铁丝一定吸收了热量 B.铁丝一定放出了热量 C.外界可能对铁丝做功 D.外界一定对铁丝做功 解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。

答案：C 友情提示：铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能，因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 例2 下列关于热量的说法，正确的是（） A.温度高的物体含有的热量多 B.内能多的物体含有的热量多 C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量 解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C 、D 答案：C 、D 友情提示：注意区分状态量与过程量的不同特点 例3 有一个10m 高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s ，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ，g 取10m/s2 . 解：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能 水吸收热量 与温度变化满足关系 由题意知，有10%的动能转化为水的内能，所以 代入数据得：32.410t -?=?℃ 友情提示：搞清能量转化的物理情景及转化过程中的数量关系，从而由能量守恒定律来列方程求解。

功和内能 教案

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？

热和内能

热和内能 重/难点 重点：热传递与功的关系。 难点：区分温度、内能、热量三个物理量。 重/难点分析 重点分析：虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。 难点分析：内能是由系统的状态决定的。状态确定了，系统的内能也随之确定，要使内能改变，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成，功和热量都是过程量，两者对改变系统的内能是等效的，但做功是其它形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量度，热传递是内能的转移；热量是内能转移的量度；有过程(做功或热传递)，才有变化(内能改变)，离开过程，功和热量将毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“功”和“热量”。因此不能说物体中含有“多少热量”或“多少功”。 突破策略 1．热传递

像功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。 (1)热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。 (2)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。 ①热传导：不借助于物质的宏观移动，而靠分子、原子等粒子的热运动，使能量由高温物体（或物体的高温部分）向低温物体（或物体的低温部分）传递的过程，这种过程在气体、液体和固体中都能发生。 ②热对流：流体依靠宏观流动而实现热传递的过程，在对流过程中伴随着大量分子的定向运动。热对流又分自然对流和强迫对流。自然对流——当流体内部存在温度梯度，进而出现密度梯度时，高温处流体的密度—般小于低温处（水在o ～时的反常膨胀现象除外），这时如果流体的密度 04C 由小到大对应空间位置的由低到高，在重力作用下，流体便开始作宏观的定向流动，密度小处温度较高的流体向上运动，而温度低处密度较大的流体填充过来，形成了流体的对流，从而使能量从高温处向低温处传递。强迫对流——靠外来的作用使流体在高温处与低温处之间作循环流动而传递热量的过程，例如制冷系统内工作物质的循环流动就是靠压缩机的工作强迫实现的。 ③热辐射：不依赖于物质的接触而由热源自身的温度作用借助电磁波传递能量的方式。温度的高低决定着辐射的强弱。温度较低时，主要以不

功和内能 热和内能--优质获奖精品教案 (1)

10.1—10.2功和内能热和内能 (教师用书独具) ●课标要求 知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式． ●课标解读 1．了解焦耳的两个实验原理，知道做功和热传递的实质． 2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别． 3．明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系． 4．通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神． ●教学地位 本节学习改变内能的两种方式：做功和热传递，并且通过对焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神．本节内容是学习热力学第一定律的基础. (教师用书独具) ●新课导入建议 “火”的使用把人类带入了文明的殿堂．我们的祖先很早就发明了“钻木取火”的技术，使人们不再仅仅依靠自然的“恩赐”而得到“火”．你知道“钻木取火”的道理吗？ ●教学流程设计 课前预习： 1．阅读本节教材内容； 2．填写【课前自主导学】?步骤1： 导入新课从古代“钻木取火”导入 ? 步骤2： 老师提问，检查预习效果，并组织讨论交流 ? 步骤3： 师生互动完成“探究1”总结用做功的方式改变内能 ?

步骤4： 师生互动完成“探究2”总结用传热的方式改变内能 ? 步骤6： 学生练习，完成【当堂双基达标】 ? 步骤5： 师生互动，完成“探究3”总结解题规律步骤7：课堂小结 总结本节知识，老师布置课下完成【课时作业】 ? 课标解读重点难点 1.了解焦耳的两个实验的原理，知道热传递的 实质． 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式， 明确两种方式的区别． 3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区 别和联系. 1.焦耳实验的探究过程．(重点) 2.改变内能的两种方式的实质和区别．(重点) 3.内能、功、热量、温度四个物理量的区别和 联系．(难点) 焦耳实验及功和内能 1. (1)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． (2)功和内能 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，这样的过程叫做绝热过程． ②在绝热过程中内能的改变用功来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．表达式为ΔU＝W. 2．思考判断 (1)系统只从外界吸热，而不向外界放热的过程就是绝热过程．(×) (2)外界对物体做功的多少等于物体的内能．(×) (3)在绝热过程中内能的改变可以用做功的多少来量度．(√) 3．探究交流 “钻木取火”反映了怎样的能量转化过程？ 【提示】做功可以改变物体的内能，使机械能转化为内能. 热和内能 1.基本知识 (1)热传递 ①热传递的方向：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递． ②热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射． (2)传递的热量与内能改变的关系： ①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少，即Q吸＝ΔU. ②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少，即Q放＝－ΔU. (3)改变系统内能的两种方式：做功和热传递．