高中物理人教版 (新课标)选修32 热和内能教学设计

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第十章 第2节 热和内能 一、教材分析 本节讲述另一类热力学过程——热传递过程以及热传递与改变内能的关系。首先介绍热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。进而分析系统在单纯的热传递过程中系统内能的变化，自然引出热量与系统内能概念的区别与联系，最后研究做功与热传递在改变系统内能上的异同。 二、教学目标 知识与技能 1．了解热传递的三种方式。 2．知道热传递是改变系统内能的一种方式。 3．能区分热量与内能的概念。 4．知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的 过程与方法 能举例说明热传递能够改变系统内能 情感、态度与价值观 了解感受能量的转移，增强我们学习物理、探索自然的兴趣。 三、教学重点难点 重点：热传递对内能的改变。 难点：热量与内能的区别 四、学情分析 本节内容稍简单，易于学生接受。 五、教学方法 自主学习、讨论、讲解 六、课前准备 铁丝、布、酒精灯 七、课时安排1课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 基础知识提问： 1、焦耳的两个实验说明了什么？ 2、什么是内能？内能于什么有关？ （二）情景引入、展示目标 想一想，使一段铁丝的温度升高有哪些方法？ 回答：将铁丝来回多次弯折，用布摩擦，将铁丝放在火上烧，与高温物体接触…… 教师：可以通过做功改变物体内能，今天我们来学习改变物体内能的另一种方式——热传递。 （三）合作探究、精讲点播 教师：引导学生阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。 （1）什么是热传递？ （2）热传递有几种方式？举例说明。 （3）热传递过程的实质是什么？ 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。 （3）热传递的实质：能量的转移 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0～4oC 时的反常膨胀现象除外），这时如果流体的密度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，行成了流体的对流，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，主要以不可见的红外线进行辐射，温度较高时，热辐射最强的成分在可见光区。如太阳就是通过热辐射的形式将热经宇宙空间传给地球的。 2．热和内能 对于一个热力学系统，单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。 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经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量等于外界对系统传递的热量Q，即。 引导学生阅读教材63页有关内容，思考并回答问题。 （1）怎样理解热量？能否说某一物体具有多少热量？为什么？ （2）传递的热量与内能改变满足什么关系? （3）做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递在改变内能，有何不同？ 回答： （1）热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中，说热量才有意义。所以，不能说物体含有多少热量。 （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 （3）热传递，是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分，或从一个物体传递给另一物体。做功，是物体的内能与其他形式能量的转化。如内能与机械能、内能与电能等发生转化。 典例例题 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 课后练习1、（1）内能增加（2）内能减少 课后练习2、铅的比热是0.13×103J/kg℃ 设增加的内能为ΔU 　　　ΔEk=mv2-0 ① ΔU=　ΔEk×80℅＝c m Δt ② ①②联立并代入数值得：Δt=123℃ （四）反思总结、当堂检测  （五）发导学案、布置作业 九、板书设计 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。 （3）热传递的实质：能量的转移 2．热和内能 （1）热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中，说热量才有意义。所以，不能说物体含有多少热量。 （2）传递的热量与内能改变的关系ΔU= Q 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。 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。 （3）热传递，是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分，或从一个物体传递给另一物体。 做功，是物体的内能与其他形式能量的转化。 十、教学反思 本节还需加强学生的能量的观点，使学生能从不同的角度认识物理现象，解感受能量的转移，增强我们学习物理、探索自然的兴趣。