3.1功、热和内能的变化 导学案 高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

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3.1功、热和内能的改变 年级 班 姓名 物理备课组 主备人 【学习目标】： 1.能建立功与内能的改变，热与内能的改变的意识(物理观念)。 2.具有从物理学的角度观察自然现象，将物理学与实际相联系的思维方式，知道做功和传热是改变内能的两种方式（科学思维）。 3.探究焦耳的实验，知道做功和传热的等效性（科学探究）。 4.解物理概念的建立的过程和规律，培养学生的科学探究精神（科学态度与责任）。 【课前预习】 认真阅读课本P46-49页的有关内容 【情境导入】 PPT播放实验视频 学生探究活动一：观察实验并思考为什么棉花会被点燃，为什么试管中的水会沸腾？这些过程中分别是通过什么方式改变物体内能的？ 【主题探究】 焦耳的实验 实验一：焦耳热功当量实验——对系统做机械功 实验条件： 。 绝热过程： 。 实验现象： 。 实验结论： 。 2.实验二：焦耳热功当量实验——对系统做电功 实验条件： 实验现象： 实验结论： 学生活动二：根据两个实验的结论，分析和总结焦耳实验的结论 做功改变了系统的状态（能量） 系统的内能 内能 （1）定义 ①宏观定义： ②微观定义: 宏观： 系统内能U 微观： 内能变化和做功的关系： 分析总结公与能的区别和联系 ①区别： ②联系： 课堂检测 1物体的内能增加了20 J.下列说法中正确的是（ ） A. 一定是外界对物体做了20 J的功 B. 一定是物体吸收了20 J的热量 C. 一定是物体分子动能增加了20 J D. 物体分子的平均动能可能不变 2.A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是(　　) A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 3.热与内能的改变 问题探究二：分别说出课件上三种情况改变内能的方式。 热传递 定义： 。 （2）热传递的方式： 。 （3）热传递的条件： 。 （4）实质： 。 （5）热传递与内能改变的关系 。 热量与内能的区别 。 （7）做功和热传递的区别和联系 ①区别： ②联系： 课堂检测 3.(多选)下列关于做功和传热的说法正确的是（ ） A.做功和传热的实质是相同的 B.做功和传热可以同时发生 C.做功和传热在改变物体内能上是等效的 D.做功和传热是对同一过程的两种说法 4．下列生活实例中通过热传递改变物体内能的是（　　） A．野外生存中利用钻木取火 B．暖手宝可以使手变得暖和 C．搓搓手可以让手变得暖和 D．铁钉被锤子敲打后会升温 5(多选)下述各种现象中,属于做功改变内能的是(　 　) A.锯条锯木头,锯条发烫 B.擦划火柴,火柴头着火 C.冬天对着手呵气,手变暖 电流通过导体,导体会发热 【情境导入】 1.关于物体的内能和热量,下列说法正确的有(　　) 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,内能必定大 C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等 D.在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到两物体的温度相同为止 2.一铜块和一铁块质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则(　　) A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量 B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量 D.达到热平衡时,两者的温度相等 3(多选).下图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是(　　) A.这个装置可测定重物机械能的 改变与水的内能改变的比值 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的,无区别 4.(功与内能的改变)如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，面积为0.1 m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)