第3章 第1、2节　热力学第一定律　能量的转化与守恒（课件 学案 练习）高中物理鲁科版（2019）选择性必修 第三册

第1、2节　热力学第一定律　能量的转化与守恒 (强基课———逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.知道热力学第一定律。2.通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。3.理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。 1.了解热力学第一定律的内涵，能理解能量守恒定律，具有与能量守恒定律相关的比较清晰的能量观念。2.能用证据说明第一类永动机是不可能实现的；能有依据地质疑，提出有创意的建议。3.理解能量与能量守恒观念对世界统一性的意义。体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义，知道科学发现需要科学家共同努力。 逐点清(一) 热力学第一定律 [多维度理解] 1．改变物体内能的两种方式：_____和_____。 2．功、热量和内能改变的关系 (1)如果物体与外界无热传递，外界对物体做功，物体的内能_____；物体对外界做功，物体的内能_____。 (2)如果物体既不对外界做功，外界也不对物体做功，则物体从外界吸收热量时，它的内能_____；物体向外放出热量时，它的内能_____。 3．热力学第一定律 (1)内容：物体内能的改变量ΔU等于外界对物体所做的_____与物体从外界吸收的_____之和。 (2)表达式：ΔU＝_____。 　　 1．公式ΔU＝Q＋W中符号的规定 符号 Q W ΔU ＋ 物体吸热 外界对物体做功 内能增加 － 物体放热 物体对外界做功 内能减少 2．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 (2)若过程中物体不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。 3．判断是否做功的方法 一般情况下看物体的体积是否变化 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0。 [典例]　一定质量的实际气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问： (1)气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？ (3)分子的平均动能是增加还是减少？ 尝试解答： /方法技巧/ 应用热力学第一定律解题的方法 (1)明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 (2)分别找出题目中研究对象吸收或放出的热量、外界对研究对象所做的功或研究对象对外界所做的功、研究对象内能的增加量或减少量。 (3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解。 (4)特别注意物理量的正负号及其意义。 [全方位练明] 1．(多选)对于热量、功、内能这三个量，下列说法正确的是(　　) A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的 B．热量和功二者可作为物体内能的量度 C．热量、功和内能的国际单位都相同 D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的 2．(2024·重庆高考)某救生手环主要由高压气囊密闭，气囊内气体视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中，若气囊内气体温度不变，体积增大，则(　　) A．外界对气囊内气体做正功 B．气囊内气体压强增大 C．气囊内气体内能增大 D．气囊内气体从外界吸热 逐点清(二) 第一类永动机 　 [多维度理解] 1．第一类永动机：不消耗任何能量而能永远_____的机器。 2．第一类永动机的本质：能量能_____地创造出来。 3．第一类永动机失败的原因分析：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了_____。 [全方位练明] 1．(多选)约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示。在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔 ... ...