新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修 1-2
2.2 《热力学第一定
律》
教学目标
知识与能力：
1. 认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运 动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相 互转化
2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化 和守恒定律的意义
3 ．运用公式△ U ＝ W ＋ Q 分析有关问题并具体进行 计算
教学重点：热力第一定律
教学难点：能量守恒
教 具：多媒体课件
一、复习提问
问：物体做什么样的运动具有机械能？机 械能转化和守恒定律的内容是什么？
二、新课教学
１．热力学第一定律
分析下列特殊情况：
① 如果物体只与外有热交换，没有做功，外界传 给物体 4J 热量物体的内能增加了多少？物体若 向外界传出了 4J 热量，物体内能如何变化？
结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热 量 Q ，物体内能变化为 △ U ，则△ U ＝ Q
，为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不 是放热，作出规定：吸热 Q 取正值，放热 Q 取 负值，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，
内能减少。
② 如果物体和外界不发生热交换，当外界对物体做了 1 0J 功，物体内能增加了多少？当物体对外做了 10J 功，
物体内能又如何变化？
结论：在无热交换情况下，△ U ＝ W （对外做功时，
W 取负值）
③ 如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功
，例如外界对物体做了 10J 的功，同时物体吸收 4J 热 量，物体的内能如何变化？
④ 又如，外界对物体做 10J 功，物体放热 4J 物体内能 又如何变化？又物体对外界做了 10J 功，物体吸热 4J
，物体放热 4J 物体内能又如何变化？
综上所述：
在能的转化转移过程中，一个物体，如果 没有吸收热量也没有放出热量，那么外界 对它做多少功它的内能就增加多少；如果 它既没有对外做功，外界也没有对其做功
，则它从外界吸收多少热量，它的内能就 增加多少。
用△ U 表示物体内能的增量，用 Q 表示吸 收的热量，用 W 表示外界对物体所做的功
，那么：
△U ＝ Q ＋ W
上式就是热力学第一定律。
［例］一定量的气体从外界吸收了 2.6×105 J 的热量，内能增加了 4.2×105J ，外界对 物体做了多少功？
解：根据热力学第一定律得，
W ＝△ U － Q ＝ 4.2×105J － 2.6×105J ＝ 1.6×105J
2 ．能的转化
课件展示，举例说明物体的每一种运动形式都有一种 对应的能
机械运动――机械能 热运动――内能
电荷运动――电能 化学运动――化学能
生物运动――生物能 原子核内部的运动――
原子能
各种形式的能可以相互转化：
机械能中的动能和势能可互相转化（自由落体运动）
机械能可以与内能相互转化（摩擦生热，
消耗了机械能通过做功的形式转化为内能
；热机中的气体推动活塞做功把气体内能 转化为机械能）
其它形式有能也可以转化为内能，如电流 通过导体时，把电能转化为内能；炽热的 灯丝发光，又把内能转化成光能；燃烧时
，把化学能转化成内能）
3. 能量守恒定律
内容：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，
它只能众一种形式转化为另一种形式，或 者从一个物体转移到别的物体，在转化和 转移的过程中其总量不变。
4 ．永动机不可能制成
指导学生阅读课本 P81 第七自然段，讨论：
第一类永动机是否真的能永远运动下去？
分析课本图 11 － 11 提供的一种永动机的设 计方案，指出它不可能持续运动的原因：虽 然右边每个球的力矩大，但球的个数少，左 边的每个球产生的力矩虽然小，但是球的个 数多，于是轮子不会持续转动下去对外做功
，只会摆动几下便停在图中所画的位置上。
通过课件展示历史上几种永动机的设计图
，指出：不消耗能量的机器从来没有制成 功过。
能量不能创生，工程技术的任务在于设法 找出合理利用能源途径和减少能量损耗，
而不是去研制永动机。
