高中物理选修3-3教学设计2：10.1功和内能教案
1 功和内能
一、教学目标：
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．理解内能的改变与做功的方式、过程无关。
5．知道内能和功的单位是相同的。
过程、能力与方法：
1、通过观察、思考，知道物体的内能是物体的一个状态量。
2、通过学习活动，培养学生观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
3、通过类比方法，使学生顺利建立内能的概念。
态度与价值观：
1、通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
2、通过实验活动，培养学生的实事求是的科学态度。
二、教学重点：1、做功与内能改变的关系。
2、内能的概念
三、教学难点：1、内能概念的建立
四、教学用具
铜管、绳子、烧杯、打气筒、温度传感器、自制演示实验一套、多媒体教学设备等五、教学流程
探究做功与改变系统状态变化量之讲述：外界对系统做功，系统的状态发生
变化，即系统的温度发生变化。
那么做功
与系统状态的变化量之间有什么关系呢？
对于这个问题，早在1840年，英国物理学
家焦耳已把这个问题研究清楚，现在我们
一起去学习的著名的两个实验。
⒈介绍实验原理：重物下落带动轮叶旋转，
通过对容器里的水搅拌时，产生摩察力对
水做功，水温升高。
⒉理解实验：
（1）在这个实验中，应选择那些物体做为
研究的系统？
(2)这个实验中的容器用绝热性能良好的材
料，为什么？
(3)什么是绝热过程？
设计问题：让学生理解觉热过程，明白绝
热过程的特点。
图1气缸和活塞为绝热材料
图2气缸活塞为传热良好材料
图1气缸和活塞为绝热材料活塞在外力F
作用下向左移动，压缩气体的过程.
思考3：两种情况下，汽缸中的气体温度如
何变化？
演示实验：用温度传感器，验证外界对系统
做功，系统的温度变化（增高）
实验、感受：
领悟：
1.理解前人设计实
验的原理，感受科
学家设计思想。
2明白此实验的成
功的前提条件，绝
热过程。
3设计两种情况，
让学生明白绝热的
含义。
4学生思考：当年
焦耳是如何设计方
案研究做功与状态
变化量之间的关
通过对焦
耳实验的学
习：⑴使学生
感受科学与文
学的联系。
通过学生
实验，使学生
产生感性认
识。
通过引导
学生交流实验
感受，并使之
保持学习兴
趣，培养其语
言表达能力。
通过引导
学生交流实验
使其感性认识f
F
八、教学设计说明
本节内容知识面宽，但是难度不大，又能密切联系学生的生活实际，所以教学方法宜灵活多样，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性。
本节的内容有温度的物理意义、温度计的原理、结构、摄氏温度的规定、温度的写法和读法、自然界的一些温度以及温度计的正确使用方法等。
本节的重点是让学生理解温度计的原理以及摄氏温度的规定、学会温度计的正确使用方法。
我所教的学生，学习能力较强，成绩较好，有一定的创新能力。
为达到教学目的，根据建构主义学说的理论，采用录像演示和学生实验相结合的方式授课，为此我设法创设好几个情景。
通过新闻报道创设情境Ⅰ：我国第21次南极科学考察队乘坐“雪龙号”科学考察船，于2004年10月25日上午九点从上海浦东民生港务公司码头启航奔赴南极。
结合时势激发学生的爱国主义情感，并引入本节研究的问题。
激发学生学习兴趣，主动关注周围世界、关注祖国的科学发展。
通过自然界四季变化的美丽风景图创设情境Ⅱ，既让学生知道科学与生活是紧密联系的，又让学生体会到科学的美。
在形成温度的概念过程中，既陶冶情操，又激发学习兴趣。
创设情境Ⅲ“春江水暖鸭先知”，使学生感受科学与文学的联系。
通过学生实验，使学
高中物理选修3-3
生产生感性认识。
通过引导学生交流实验感受，使学生保持学习兴趣，培养其语言表达能力。
通过引导学生交流实验使其感性认识上升到理性认识：准确的判断物体的温度需要用温度计来测量。
通过设问创设情境Ⅳ，使学生亲自动手，引导学生给装置标刻度、改进装置，探究温度计的原理及摄氏温度的规定，突破难点重点，使学生能直观感受到温度计的原理，并为理解摄氏温标的规定奠定基础。
在此过程中，请同学们设计实验方案，交流，然后学生实验，交流观察到的实验现象，培养学生实验操作能力，语言表达能力，培养学生的创新能力，培养学生的团队合作精神，一丝不苟的科学态度。
通过学生的阅读课本、观察温度计，了解温度计的构造，培养学生的阅读能力、观察能力。
用多媒体展示摄氏温标的规定，使学生保持学习兴趣，强化学生的感性认识，从而使学生更容易上升到理性认识。
通过设问创设情境Ⅴ，多媒体展示提问，使学生会读、会记温度。
通过多媒体展示及提问，使学生知道一些自然界的温度并培养学生查图表的能力。
,在此过程中培养学生语言表达能力、观察实验的能力。
通过创设情境Ⅵ，学生看书、看录像，寻找错误操作，培养学生的观察能力、判断能力。
然后教师引导学生小结，使学生形成完整的知识体系，并强化记忆，使学生掌握正确使用温度计的方法。
通过学生实验，培养学生的估测、观察实验的能力，使学生养成正确使用器材的好习惯。
通过板书结构图小结，使学生形成完整的知识体系。
布置作业首尾呼应，再次激发学生的学习热情。
通过作业，复习巩固所学知识，拓展知识，关注周围世界。
课件背景设计围绕主题，也是情境创设的一部分。
总之，在整个教学过程中，以学生为中心，教师起组织者、指导者、帮助者、和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义构建的目的，并在整个学习过程中使学生的各种能力得到锻炼和提高。
11。
高中物理选修3-3教学设计2：10.1功和内能教案
1 功和内能一、教学目标：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．理解内能的改变与做功的方式、过程无关。
5．知道内能和功的单位是相同的。
过程、能力与方法：1、通过观察、思考，知道物体的内能是物体的一个状态量。
2、通过学习活动，培养学生观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
3、通过类比方法，使学生顺利建立内能的概念。
态度与价值观：1、通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
2、通过实验活动，培养学生的实事求是的科学态度。
二、教学重点：1、做功与内能改变的关系。
2、内能的概念三、教学难点：1、内能概念的建立四、教学用具铜管、绳子、烧杯、打气筒、温度传感器、自制演示实验一套、多媒体教学设备等五、教学流程探究做功与改变系统状态变化量之讲述：外界对系统做功，系统的状态发生变化，即系统的温度发生变化。
那么做功与系统状态的变化量之间有什么关系呢？对于这个问题，早在1840年，英国物理学家焦耳已把这个问题研究清楚，现在我们一起去学习的著名的两个实验。
⒈介绍实验原理：重物下落带动轮叶旋转，通过对容器里的水搅拌时，产生摩察力对水做功，水温升高。
⒉理解实验：（1）在这个实验中，应选择那些物体做为研究的系统？(2)这个实验中的容器用绝热性能良好的材料，为什么？(3)什么是绝热过程？设计问题：让学生理解觉热过程，明白绝热过程的特点。
图1气缸和活塞为绝热材料图2气缸活塞为传热良好材料图1气缸和活塞为绝热材料活塞在外力F作用下向左移动，压缩气体的过程.思考3：两种情况下，汽缸中的气体温度如何变化？演示实验：用温度传感器，验证外界对系统做功，系统的温度变化（增高）实验、感受：领悟：1.理解前人设计实验的原理，感受科学家设计思想。
2明白此实验的成功的前提条件，绝热过程。
3设计两种情况，让学生明白绝热的含义。
4学生思考：当年焦耳是如何设计方案研究做功与状态变化量之间的关通过对焦耳实验的学习：⑴使学生感受科学与文学的联系。
1功和内能-人教版选修3-3教案
功和内能-人教版选修3-3教案一、教学目标1.了解功和内能的概念和定义。
2.掌握功和内能之间的转化关系。
3.理解功率的概念，知道如何计算功率。
4.能够运用所学知识解决相关题目。
二、教学重点1.功和内能的概念和定义。
2.功和内能之间的转化关系。
3.功率的概念和计算方法。
三、教学难点1.如何将功和内能进行转化。
2.如何正确计算功率。
四、教学过程1. 导入（5分钟）引入本节课的主题，简要介绍功和内能的概念，激发学生的学习兴趣。
2. 讲授（40分钟）（1）功的概念和定义1.按照定义引出功的概念。
–定义：当一个力沿着一个位移方向作用于一个质点上时，力对该质点所做的功等于力的大小与质点位移的距离的乘积。
–公式：$W=F\\cdot S\\cdot cos\\theta$2.举例说明如何计算功。
（2）内能的概念和定义1.按照定义引出内能的概念。
–定义：一个物体因内部微观结构的变化所引起的能量变化，叫做该物体的内能。
2.解释内能的来源。
（3）功和内能之间的转化关系1.说明内能可以转化为功和功可以转化为内能。
2.讲解转化的原理和具体方法。
（4）功率的概念和计算方法1.按照定义引出功率的概念。
–定义：单位时间内做功的大小。
–公式：$P=\\frac{W}{t}$2.举例说明如何计算功率。
3. 练习（30分钟）1.做一些简单的计算题，让学生运用所学知识解决问题。
2.选出一些比较难的题目，引导学生多种方法尝试解决。
4. 总结（5分钟）1.回顾本节课的主要内容。
2.强调学生需要多做练习，才能掌握所学知识。
3.鼓励学生在日常生活中多关注功和内能的应用。
五、作业1.完成课堂上的作业。
2.自主选择若干道与本节课有关的题目，自行完成并核对答案。
3.阅读相关书籍或文章，扩展更多关于功和内能的知识。
六、教学评估1.在练习环节中，教师观察学生的解题过程和答题情况。
2.在课堂结束时，教师可以通过提问的方式检测学生对于本节课内容的理解情况。
物理教案(人教版选修3-3)10.1、2功和内能 热和内能
第十章热力学定律10.1、2 功和内能热和内能三维教学目标1、知识与技能（1）了解内能改变的两种方式：做功、热传递；（2）理解内能的变化可以分别由功和热量来量度，知道做功和热传递对改变物体内能是等效的；（3）知道什么是绝热过程。
2、过程与方法：通过书本中的事例体会做功和热传递都能改变物体的内能。
3、情感、态度与价值观：教学重难点（1）改变内能两种方式及内能改变量度；（2）对做功和热传递对改变内能是等效的理解。
教学教具：细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教学过程：第一节功和内能热和内能（一）复习引入提问：（1）什么是物体的内能？（物体内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）（2）什么叫分子的动能？它和哪些因素有关？（由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关，温度是分子平均动能的标志）（3）什么叫分子的势能？它和哪些因素有关？（分子间存在相互作用力，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，它和物体的体积有关）（4）物体的内能和哪些因素有关呢？（与物体的温度和体积有关）小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变。
（二）新课教学1、提出问题如何改变物体的内能呢？物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能是否改变呢？2、寻找解决问题的办法有的想到“摩擦”，有的想到“折”，有的想到“敲打”，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰”等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了。
3、知识的提练改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递。
4、新知识的深入探讨（1）内能改变的量度如何量度物体内能的改变多少呢？第1页（共1页）。
[精品]新人教选修3-3高中物理10.1功和内能(优质课教案)
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第十章热力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、热和内能变之间的关系，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第二定律的微观本质，能量在值上虽然守恒，但其转移和转却具有方向性，因而我们要合开发能，要节约能，减小能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。
本章的特点是要求生有较强的论联系实际的能力，在习过程中，不断提高解能力、分析能力；会用热力第一定律分析系统内能的变，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．从热力的角度认识内能的概念。
3．解做功与内能改变的量关系。
4．知道内能和功的单位是相同的。
诱思导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=W②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=-ΔU3．功是系统内能转的量度。
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、、D都是通过热传递改变系统的内能。
高中物理人教版选修3-3+第10章+1+功和内能+教案(3)+Word版含解析
10.1功和内能教学设计一、教学目标： 物理观念：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．理解内能的改变与做功的方式、过程无关。
5．知道内能和功的单位是相同的。
科学思维：1、通过观察、思考，知道物体的内能是物体的一个状态量。
2、通过类比方法顺利建立内能的概念。
实验探究：1、能在探究功和内能的问题中，发现问题、分析原因、建构模型、解决问题。
2、通过学习活动，培养学生观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
科学态度与责任:1、初步形成热爱自然、勇于探索、善于合作、积极交流的科学态度。
2、通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
二、教学重点：1、做功与内能改变的关系。
2、内能的概念 三、教学难点：1、内能概念的建立 四、教学用具干电池、锡箔纸、棉花、空气压缩引火仪、乙醇、温度传感器、矿泉水瓶、自制演示实验一套、多媒体教学设备等五、教学流程六、设计思想本节课是人教版物理选修3-3第十章第一节，本节内容在力学能量守恒定律之后和热学中的热力学定律之间起到承上启下的作用，是学习后续内容的基础。
学生在此前已经学习了分子动理论、物态变化等内容，为本节课做了知识储备。
本课的难点是建立内能的概念和理解做功与内能改变的关系，为了将这一抽象概念具体化，设计思路是通过物理现象充分让学生在具体的演示实验和实验探究中观察、思考、分析，继而通过教师系统对外做功 演示：实验2得出 结论 小结本 节课 巩固 提高 情境1 引入课题 演示实验1 视 频 播 放 得出 结 论 焦耳两大 实验分析 总结功 能关系 类比法：建内能概念 加深对内能的理解的引导得出并理解相应的物理规律。
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能(3)教案新人教版选修3-3
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
五、总结回顾
今天的学习，我们了解了功和内能的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对做功改变物体内能的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
教学目标：
1. 理解功与内能的关系，掌握功的计算方法。
2. 能运用功与内能的关系解释生活现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：
1. 功与内能的关系。
2. 功的计算方法。
教学难点：
1. 功与内能转化的理解。
2. 实际问题中功的计算。
教学方法：
1. 采用问题驱动法，引导学生思考功与内能的关系。
（4）在线工具：运用在线工具，如物理仿真软件，让学生更直观地观察和理解功与内能的转化过程。
五、教学流程
一、导入新课
同学们，今天我们将要学习的是《功和内能（3）》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过做功改变物体内能的情况？”比如，我们用手推动一辆停车的汽车，汽车开始运动，我们的手感到累，这个现象就是做功改变物体内能的一个例子。这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索功和内能的奥秘。
此外，在教学过程中，还应关注学生的行为习惯。大部分学生对物理实验感兴趣，但在实验操作和观察实验现象方面存在一定的不够细致和耐心的问题。因此，在教学过程中，教师应引导学生养成良好的实验操作习惯，注重观察实验现象，培养学生严谨的科学态度。
2019-2020年高中物理 10.1-10.2《功和内能》教案 新人教版选修3-3
2019-2020年高中物理 10.1-10.2《功和内能》教案新人教版选修3-3教学目标1．了解内能改变的两种方式：做功、热传递．2．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．重点、难点分析1、改变内能两种方式及内能改变量度．2、对做功和热传递对改变内能是等效的理解．教具细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教学过程复习引入1．内能：物体内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．2．动能：由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关（温度是分子平均动能的标志）．3．势能：分子间存在相互作用力，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．它和物体的体积有关．4．内能：与物体的温度和体积有关．根据讨论结果，小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变．新课教学1．提出问题2．问题讨论问：如何改变物体的内能呢？（可以改变物体的温度或体积．）问：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能是否改变呢？把准备好的钢丝拿出来，想办法让你手中的钢丝的内能增加。
2．寻找解决问题的办法讨论：有的想到“摩擦”，有的想到“折”，有的想到“敲打”，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰”等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了．（把“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”写在一起．3．知识的提练问：比较一下，本质上有什么相同或不同点．（阅读课本38~39页倒数第四段．）刚才所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？答：可以分为做功和热传递两类。
其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．演示课本38页的实验．（慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来．）问：刚才两次实验，为什么会出现结果的不同？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热交换，其温度会突然升高，至乙醚的着火点，它便燃烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热交换，它的温度就不会升高太多，达不到乙醚的着火点，则不燃烧．阅读课本39页实验，分析气体对外做功的情况．问：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢？答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬天，手冷时，两手互相搓一搓；古人钻木取火等等．再来体验一下，热传递改变内能的情况．给大家一段细铁棒和酒精灯，演示．学生上台做实验．把用热传递改变内能的方法和体会告诉其他同学．引导学生从生活中再找出一些通过热传递改变内能的例子．板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递．4．新知识的深入探讨内能改变的量度师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本39页5、6两段，然后归纳出来．2019-2020年高中物理 10.3 热力学第一定律能量守恒定律教案新人教版选修3-3一、教材分析前面学习的焦耳实验结果表明，在系统状态发生改变时，只要初末状态确定了，做功的数量或者热传递的数量就是确定的。
高二物理人教版选修3-3学案：第十章 第1~2讲 功和内能 热和内能
第1讲功和内能第2讲热和内能[目标定位] 1.知道做功可以改变物体的内能.2.知道热传递与内能变化的关系.3.知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果．一、焦耳的实验1．系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程叫做绝热过程．2．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1、2决定，而与做功方式无关．二、内能1．任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，我们把它称之为系统的内能．2．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ΔU＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W.三、热和内能1．不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热也能改变系统的内能．2．当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量ΔU＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.一、功和内能关系的理解1．内能(1)微观：所有分子的动能和势能之和．(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．(3)状态量．2．功和内能变化的关系做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中：(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W；(2)系统对外界做功，系统内能减少，即W＝ΔU.3．内能与机械能的区别和联系(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念．(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变．例1如图1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，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()图1A．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、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决了做功的情况，对甲室内的气体，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，内能就减小，故D选项正确．借题发挥(1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的．(2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功．末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功．例2下列关于系统的内能的说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D．气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变答案AB解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B 对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C 错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D 错．二、热和内能1．传热和内能变化的关系系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU 等于外界向系统传递的热量Q ，即ΔU ＝Q .2．区分三组概念(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量．(2)热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志．虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度．(3)热量与功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别．例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1比铁块的温度T 2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，铜块内能减少量不等于铁块内能的增加量C ．达到热平衡时，铜块的温度T ＝T 1＋T 22D ．达到热平衡时，两者的温度相等答案 AD解析 一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A 、D 都正确，选项B 错误；根据热平衡方程c铜m (T 1－T )＝c 铁m (T －T 2)，解得T ＝c 铜T 1＋c 铁T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 是错误的． 例4 若对物体做1 200 J 的功，可使物体温度升高3 ℃，改用传热的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收________ J 的热量，如果对该物体做3 000 J 的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应________(填“吸收”或“放出”)热量________ J. 答案 1 200 放出 1 000解析做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3 ℃，如用吸热方式，也使温度升高3 ℃应吸收1 200 J的热量．如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃，需要的功或热量应为ΔE.1 200 J＝cm×3 ℃，ΔE＝cm×5 ℃，所以ΔE＝2 000 J.Q＝ΔE－W＝－1 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量．做功与内能的关系1．在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是()A．在阳光照射下，水的温度升高B．用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C．在炉火上烧水，水的温度升高D．电视机工作一段时间，其内部元件温度升高答案AC解析阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的．电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高．可见A、C不是由做功引起温度变化的，故选A、C.2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少答案 D解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功W＜0.由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减少．传热与内能的关系3．关于热传递，下列说法中正确的是()A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量答案 B解析热传递的实质是物体间内能的转移，故A错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对，C错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．4．对于热量、功和内能，三者的说法正确的是()A．热量、功、内能三者的物理意义等同B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位不相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案 D解析物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功或热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错；三者单位都是焦耳，C错；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确．(时间：60分钟)题组一做功与内能的变化1．用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是()A．用锤子打铁时，铁块发热B．用磨刀石磨刀时，刀发热C．双手互搓，手发热D．用天然气烧水答案ABC解析A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程．而D中用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的．2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为()A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断地对胎内气体做功答案 D解析给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．3．一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)()A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能答案BCD解析绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．4．如图1所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()图1A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小答案 A解析因为M、N内被封气体体积减小，所以外界对气体做功，又因气体与外界没有热交换即绝热过程，所以ΔU＝W，且ΔU>0，气体内能增加，A正确．5．如图2所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中()图2A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少答案 C解析气体向真空膨胀，不做功；此为绝热容器，无热传递，Q＝0.题组二传热与内能的变化6．下列关于内能与热量的说法中，正确的是()A．马铃薯所含热量高B．内能越大的物体热量也越多C．热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体D．热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体答案 D解析选项A是一种很常见的说法，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错．7．在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为() A．两物体没有接触B．两物体的温度相同C．真空容器不能发生热对流D．两物体具有相同的内能答案 B解析发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触周围的环境(是否真空)无关，故选项B正确，A、C、D错误．题组三综合应用8．如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则()图3A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．无法确定答案 B解析A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些．9．在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是()A．一定是物体放出了50 J的热量B．一定是物体吸收了50 J的热量C．一定是物体分子动能增加了50 JD．物体的分子平均动能可能不变答案BD解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．10．如图4所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中()图4A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加答案 D解析打开阀门K稳定后，容器A、B中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0S A h A，对B容器中的水做负功为p0S B h B，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零．由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加．11．某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图5所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积________．图5(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体吸收________ J的热量．如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案(1)热量升高增大(2)1 500放出500解析(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．(2)做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的．。
高中物理人教版选修3-3教案《功和内能》
10.1 功和内能10.2、热和内能教课目的1．认识内能改变的两种方式：做功、热传达．2．理解内能的变化能够分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传达对改变物体内能是等效的．要点、难点剖析1、改变内能两种方式及内能改变量度．2、对做功和热传达对改变内能是等效的理解．教具细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教课过程复习引入1．内能：物体内全部分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．2．动能：因为分子在不断地做着无规则热运动而拥有的动能．它与物体的温度相关（温度是分子均匀动能的标记）．3．势能：分子间存在相互作使劲，分子间拥有由它们的相对地点决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积相关．4．内能：与物体的温度和体积相关．依据议论结果，小结：往常状况下，对固体或液体，因为体积变化不显然，主要是经过温度的变化来判断内能能否改变．新课教课1．提出问题 2．问题议论问：如何改变物体的内能呢？（能够改变物体的温度或体积．）问：物体内能的变化能够经过什么表现出来呢？或许说如何判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能能否改变呢？把准备好的钢丝取出来，想方法让你手中的钢丝的内能增添。
2．找寻解决问题的方法议论：有的想到“摩擦” ，有的想到“折” ，有的想到“敲打” ，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰” 等等．一边想方法，一边体验内能能否是已经增添了．（把“摩擦” 、“折”、“敲打”、“锯”写在一同，把“烧” 、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或许“冰”写在一同．3．知识的提练问：比较一下，实质上有什么同样或不一样点．（阅读课本38~39 页倒数第四段．）方才所想到的方法，它们之间有何不一样？能不可以把这些方法分分类？答：能够分为做功和热传达两类。
此中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传达．演示课本38 页的实验．（慢慢地压缩看能不可以使棉花焚烧起来．）问：方才两次实验，为何会出现结果的不一样？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热互换，其温度会忽然高升，至乙醚的着火点，它便焚烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热互换，它的温度就不会高升太多，达不到乙醚的着火点，则不焚烧．阅读课本39 页实验，剖析气体对外做功的状况．问：同学们还可以不可以从生活中找出一些经过做功改变物体内能的例子呢？答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬季，手冷时，两手相互搓一搓；先人钻木取火等等．再来体验一下，热传达改变内能的状况．给大家一段细铁棒和酒精灯，演示．学生登台做实验．把用热传达改变内能的方法和领会告诉其余同学．指引学生从生活中再找出一些经过热传达改变内能的例子．板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传达．4．新知识的深入商讨内能改变的量度师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本 39 页 5、6 两段，而后概括出来．。
高中物理选修3-3教案101《功和内能》(人教版)
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－3[人教版]第十章热力学定律1功和内能一、教学目标1. 通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系．2. 理解什么是绝热过程．3. 明确内能是仅与物体的自身状态有关的物理量．4. 理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ二、教学重点：理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ三、教学难点：通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系四、教具准备:叶片、两条绳子、滑轮、重物、盛水的容器、叶片等五、学具准备：有机玻璃筒、活塞、易燃物质等六、教学过程：（一）实验过程：有机玻璃筒中放少许易燃物质，在迅速向下压活塞时会看到筒内物质燃烧起来，为什么？（让学生自己做实验，并分析原因）分析：现象——物质燃烧起来↓物质燃烧的条件——有助燃物，温度上升到着火点（在此题中说明筒内温度在向下压活塞时上升了）↓筒内温度上升充分说明在向下压活塞时筒内气体内能增加了↓结论：对气体做正功时，气体内能可以增加。
扩展：刚才做实验时下压活塞的速度非常快，如果我们慢慢压活塞又会怎样？（做实验观察现象，并分组讨论找出原因）结果：不容易看到燃烧现象。
原因：虽然也对气体做了等量的正功，但是由于筒壁能向外放热，所以气体温度很难上升到着火点。
说明：虽然这个实验很简单，但是为方便理解下面焦耳的热功当量实验，我们把这个实验过程设计的尽量详细，以启发学生的思维。
在教学环节处理上注意了这样两个细节：一是让学生亲自上讲台做演示实验，这样可以锻炼学生的动手能力，让学生充分参与到教学活动中，体现了学生的主体地位，课堂上师生互动效果也很好，比老师自己做学生在下面看效果要好。
二是对应实验现象设计的两个问题，让学生通过观察现象并讨论思考得出结论，这样可以锻炼学生的观察能力，分析并思考问题的能力。
对第二个问题让学生分组讨论，这样可以锻炼学生的合作意识，让他们体验到合作学习的快乐，也体现了教师为主导学生为主体的教学理念，让学生充分参与到教学活动中。