第一章热力学第一定律

第一篇：第一章热力学第一定律

《热力学第一定律》

一、改变内能的两种方式：做功和热传递

1.做功可以改变物体的内能

【生活实例】列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

【演示】演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。 2.热传递可以改变物体的内能

【生活实例】在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=cmΔt。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。 所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。 3.做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 4.做功和热传递的区别

虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。 例：

1.在下列过程中，通过热传递增加物体内能的是

[ ] A. 火车经过铁轨后铁轨的温度升高 B.压缩筒内乙醚，使其燃烧

C.铁棒被太阳晒热 D.汽车刹车后，轮胎变热

2.物体的内能增加这是因为

[ ] A.一定是由于物体吸收了热量 B.一定是由于对物体做了功 C.可能是由于物体吸收了热量，也可能是由于对物体做了功 3.说明下列各题中内能改变的方法：

(1)一盆热水放在室内，一会就凉了，______;

(2)高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______。 (3)铁块在火炉上加热，一会儿热得发红，______; (4)打气筒给车胎打气，过一会筒壁发热，______’ (5)冬天人们往手上呵气取暖，______; (6)两手互相摩擦取暖，______。

二、热力学第一定律

1 、做功W、热传递Q、内能变化ΔU的物理意义

1.做功：做功使物体内能发生变化，实质是能量的转化，是一种形式的能量向另一种形式的能转化。功是能量转化的量度。

2.热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给给另一个物体，传递的能量用Q表示。

3.内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度和体积上的变化。

2、W、Q、ΔU正负号的确定

1.W，外界对物体做功，W取正值;物体对外界做功，W取负值。 2.Q，物体吸热，Q取正值;物体放热，Q取负值。

3，ΔU，物体内能增加，ΔU取正值;物体内能减少，ΔU取负值。

3、W、Q、ΔU之间的关系

一个物体，如果它既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. ΔU=W 一个物体，如果它既没有对外做功，也没有其他物体对它做功，那么，它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少. ΔU=Q 如果外界既向物体传热又对物体做功，那么物体内能的增加量就等于物体吸收的热量和外界对物体做的功之和.用ΔU表示物体内能的增加量，用Q表示物体 吸收的热量，用W表示外界对物体做的功，那么 ΔU=Q+W

这个式子所表示的，内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.

物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和。

【例题】

一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J.外界对气体做了多少功?

解

由(1)式得 W=ΔU-Q =4.2×105J-2.6×105J =1.6×105J 外界对气体做的功是1.6×105J. 思考与讨论

上题中，如果气体吸收的热量仍为2.6×105J，但是内能只增加了1.6×105J，计算结果W将为负值.怎样解释这个结果?一般地讲，ΔU、Q、W的正值和负值各代表什么物理意义?

第二篇：11．5 热力学第一定律 能量守恒定律

一、教学目标

1.理解和掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义。 2.会确定的W、Q、ΔU正负号。 3.理解热力学第一定律ΔU =W+Q 4.会用ΔU =W+Q分析和计算问题。

5.理解能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例; 6.理解“永动机”不能实现的原理。

二、重点、难点分析

1.重点内容是热力学第一定律和能量守恒定律，强调能量守恒定律是自然科学中最基本的定律。学会运用热力学第一定律和能量守恒定律分析、计算一些物理习题。

2.运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。

三、教学方法：教师讲解，课件演示，指导学生看书

四、教

具：计算机、大屏幕、自制多媒体课件

五、教学过程 (-)引入新课

上节课我们学习了改变内能的两种方式，做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢?以前我们还学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转化过程中遵守什么规律呢?这节课我们就来研究这些问题。

【板书】第六节

热力学第一定律

能量守恒定律

(二)进行新课

【板书】

一、做功W、热传递Q、内能变化ΔU的物理意义

1.做功：做功使物体内能发生变化，实质是能量的转化，是一种形式的能量向另一种形式的能转化。功是能量转化的量度。

2.热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给给另一个物体，传递的能量用Q表示。

3.内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度和体积上的变化。

【板书】

二、W、Q、ΔU正负号的确定

1.W，外界对物体做功，W取正值;物体对外界做功，W取负值。 2.Q，物体吸热，Q取正值;物体放热，Q取负值。

3，ΔU，物体内能增加，ΔU取正值;物体减少，ΔU取负值。 【板书】

三、W、Q、ΔU之间的关系

一个物体，如果它既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.

一个物体，如果它既没有对外做功，也没有其他物体对它做功，那么，它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少.

如果外界既向物体传热又对物体做功，那么物体内能的增加量就等于物体吸收的热量和外界对物体做的功之和.用ΔU表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，用W表示外界对物体做的功，那么ΔU=Q+W

这个式子所表示的，内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.

【例题】 一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J.外界对气体做了多少功?

解： 由(1)式得 W=ΔU-Q =4.2×105J-2.6×105J =1.6×105J 外界对气体做的功是1.6×105J. 思考与讨论

上题中，如果气体吸收的热量仍为2.6×105J，但是内能只增加了1.6×105J，计算结果W将为负值.怎样解释这个结果?一般地讲，ΔU、Q、W的正值和负值各代表什么物理意义?

【板书】

四、能量守恒定律

【课件演示】让学生先看几个能量转化的例子(增强感性认识) 1.机械能与内能转化过程中能量守恒

(1)运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来。这过程中汽车的动能(机械能)转化为轮胎和路面的内能(假定这过程没有与周围物体有热交换，既不散热也不吸热)。摩擦力做了多少功，内能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功与内能变化的关系，这公式也反映出做功过程中，机械能的损失数量恰好等于物体内能增加的数量。 (2)把一铁块放入盛有水的烧杯中，用酒精灯加热烧杯内水，直至水沸腾。在这一过程中，铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高，内能增加。这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。铁块吸收多少热量，它内能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的热量与内能变化量的关系，也反映出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量相等。

一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q，等于物体内能的增加ΔE，即

W+Q=ΔE 上式所表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系，同时它也反映了一个物体的内能增加量等于物体的机械能减少量和另外物体内能减少量(内能转移量)之和。进而说明，内能和机械能转化过程中能量是守恒的。

2.其他形式的能也可以和内能相互转化

(1)介绍其他形式能：我们学习过机械运动有机械能，热运动有内能，实际上自然界存在着许多不同形式的运动，每种运动都有一种对应的能量，如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。

(2)不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化，举例说明：(同时放映幻灯片)

① 电炉取暖：电能→内能 ② 煤燃烧：化学能→内能 ③ 炽热灯灯丝发光：内能→光能

(3)其他形式的能彼此之间都可以相互转化。画出图表让学生回答分析：

3.能量守恒定律

大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从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;在转化和转移过程中其总量不变.这就是能量守恒定律。 在学习力学知识时，学习了机械能守恒定律。机械能守恒定律是有条件限制的定律，而且实际现象中是不可能实现的。而能量守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。

4.永动机不可能制成

历史上不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。

5.运用能的转化和守恒定律进行物理计算

例题：用铁锤打击铁钉，设打击时有80%的机械能转化为内能，内能的50%用来使铁钉的温度升高。问打击20次后，铁钉的温度升高多少摄氏度?已知铁锤的质量为1.2kg，铁锤打击铁钉时的速度是10m/s，铁钉质量是40g，铁的比热是5.0×102J/(kg·℃)。

首先让学生分析铁锤打击铁钉的过程中能量的转化。

归纳学生回答结果，指出铁锤打击铁钉时，铁锤的一部分动能转化为内能，而且内能中的一半被铁钉吸收，使它的温度升高。如果用ΔE表示铁钉的内能增加量，铁锤和铁钉的质量分别用M和m表示，铁锤打击铁钉时的速度用v表示。依据能的转化和守恒定律，有：

20×12Mv×80%×=ΔE 2铁钉的内能增加量不能直接计算铁钉的温度，我们把机械能转化为内能的数量等效为以热传递方式完成的，因此等效为计算打击过程中铁钉吸收多少热量，这热量就是铁钉的内能增加量。因此有：

Q=cmΔt

上式中c为铁钉的比热，Δt表示铁钉的温度升高量。将上面两个公式联立，得出：t20Mv2cm280%50%24℃

经计算得出铁钉温度升高24℃。在这个物理计算过程中突出体现了如何应用能的转化和守恒定律这一基本原理。 应该注意，有的同学把上述题目中铁锤打击铁钉过程中的能量转化，说成“铁锤做功转化为热量”是不正确的。只能说做功与热传递在使物体内能改变上是等效的。

(三)课堂小结

热力学第一定律表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系;自然界各种形式的能存在着相互转化过程，转化过程中总量是守恒的。能量守恒定律是自然界最基本的物理定律。

同学们要会分析一些自然现象中能是怎样转化的。

应该知道，根据能量守恒定律，永动机是不可能制造成功的。

通过课上的例题计算，学会运用能的转化和守恒定律解决物理问题的方法。

(四)说明

热力学第一定律和能量守恒定律是学生进入高中物理阶段后，第一次完整、细致地学习。此定律对今后学习物理是很重要的一个理论铺垫。教学上要重视，课堂上讲解要细致和透彻。

(五)布置作业：1.将练习五(P83)(1)、(2)、(3)、(4)做在作业本上。

2.将练习五(P83)(5)、(6)做在课本上。

第三篇：工程热力学-热力学第一定律讲稿

热力学第一定律

一、热力学第一定律的实质

自然界的物质处于不断地变化中，转化中的守恒与守恒中的转化时自然界的基本法则之一。人们从无数的实践经验中总结出：自然界一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，各种不同形式的能量都可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种能量形式转变到另一种能量形式，但在转移过和转变程中，它们的总量保持不变。这一规律称为能量守恒与转换定律。

而热力学第一定律就是能量守恒与转换定律在热现象中应用，它确定了热力工程中热力系与外界进行能量交换时，各种形态的能量在数量上的守恒关系。在工程热力学中热力学第一定律可以表述为：热可以变为功，功也可以变为热，一定的热量消失时必产生相应的功，消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热。

二、热力系统常用到的能量形式

(一)、储存能

1、内储存能/热力学能(U)：

组成热力系统的大量微观粒子本身所具有的能量。 热力学能是下列各种能量的总和：(1)分子热运动所形成的内动能。

(2)分子间相互作用力所形成的内位能。

(3)构成分子的化学能和构成原子的的原子能。

2、外储存能(1)宏观动能(Ek)：相对于热力系统以外的的参考坐标，由于宏观运动速度

而具有的能量。Ek12mc2f

(2)重力位能(Ep)：在重力场中，热力系统由于重力作用而具有的能量。

Epmgz

3、热力系统的总储存能(E) ： 是内储存能与外储存能之和，即： EUEkEpU eu12cf212mc2fmgz 或

gz

(二)迁移能：能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式做功和传热，传递过程中的功

量和热量称为迁移能。热力系统与外界存在势差时，进行的能量交换途径有三种：功量交换、热量交换、质量交换。

1、功量(1)体积功：在压力差的作用下，热力系统体积膨胀或收缩时与外界交换的功量。

(2)轴功(Ws)：热力系统通过叶轮机械的轴和外界交换的功量。

2、热量：系统与外界在温差的推动下通过微观粒子的无规则运动而传递的能量。

3、随质量交换传递的能量

(1)流动工质的储存能：流动工质本身具有热力学能、宏观动能和重力位能，会随工质的的流进(流出)系统而带入(带出)系统。这部分能量为：

EU12mc2fmgz 或 eu12cf2gz

(2)流动功(推动功)(Wf)：工质在开口系统中流动而传递的功。流动功与体积功不同，流动功只有在工质流动过程中才会出现，做流动功时工质的流动状态不发生变化，当然也不存在能量形态的转化，工质做流动功是只起到传递能量的作用。

W fpV2PV1 或 wf1

p2v2p1v1

三、热力学第一定律的基本能量方程

设想有一热力系如上图所示，其总能量为 EUEkEp 假定这一热力系在一段极短的时间d内从外界吸收了微小的热量Q,又从外界流入了每千克总能量为e1的质量m1与此同时热力系对外界做出了微小的总功Wtot，并向外界流出了每千克总能量为e2的质量m2，经过时间d后，热力系的总能量变为EdE。

热力学第一定律的能量方程，就是系统变化过程中的能量平衡方程式，文字表达式为：加入热力系的能量总和 — 热力系输出的能量总和 = 热力系总能量的增量

即：

Qe1m1Wtote2m2EdEE

QdEe2m2e1m1Wtot

(1)

对有限长时间积分得 ：

QEe2m2e1m1Wtot

(2)

式(1)和式(2)为热力学第一定律最基本的表达式，适用于任何工质进行的任何无摩擦或有摩擦的过程。

四、闭口系统的能量方程

在闭口系统中，(1)热力系的宏观能量变化很小，宏观动能和重力位能可以忽略，因此，热力系中能量的变化就等于热力学能的变化量，即：EU。(2)另外对于闭口系统它与外界无质量交换，即：m10 m20(3)所做的功是体积功。所以闭口系统的能量方程可简化为：

微元热力过程下：QdUW;qduw 总热力过程下

：QUW;quw

五、开口系统的能量方程

在实际工程中，工质要在热力装置中循环不断的流经各相互衔接的热力设备，完成不同的热力过程实现能量转换对这类有工质流进和流出的热力设备(如燃气轮机、汽轮机、叶轮 2

式压气机)常采用开口系统即控制体积的分析方法。

我们把控制体内质量和能量随时间而变化的过程称为不稳定流动过程。把系统内质量和能量不随时间变化，各点参数保持一定的称为稳定流动过程。下面从最普遍额不稳定流动过程着手导出开口系统的能量方程。

设控制体在到d的时间内进行一个微元热力过程。在这段时间内控制体截面处流入的工质质量为m1，流出的工质质量为m2，控制体从热远处吸热Q，对外做轴W，进出口截面相对参考系的高度分别为z1和z2，控制体积内储存能的增量为dEcv，则控制体的能量输入与输出情况如下： 进入控制体的能量=Qh112cf1gz1m1 212cf2gz2m2 2离开控制体的能量=Wsh2控制体储存能的变化 dEcvEdEcvEcv 根据热力学第一定律建立能量方程得：

1122 Q+h1cf1gz1m1h2cf2gz2m2WsdEcv

22整理得：

1122 Q=h2cf2gz2m2h1cf1gz1m1WsdEcv

22

六、稳定流动的能量方程

当流体流过开口系统时，有能量的输入和输出，此时输入的能量、输出的能量及系统积累的能量分别为：

3

(1)流入的能量：流入流体携带的热力学能、宏观动能及位能、流体流入时得到的流动能、流体从外界获得的热能。流入的能量具体为： 微观能即热力学能：U1m1u1 宏观动能：Ek112m1c1

2宏观位能：Ep1m1gz1 流体流动能：PVm1P1v1 11流体从外界获得的热能为：Q

(2)流出的能量：流出流体携带的热力学能、宏观动能及位能、流体流出时得到的流动能、流体通过转动部件对外界传出的机械能。流出的能量具体为： 微观能即热力学能：U2m2u2 宏观动能：Ek212m2c2

2宏观位能：Ep2m2gz2 流体流动能：P2V2m2P2v2 热力系对输出的机械能为：W

则根据热力学第一定律，应有：E1E2dE

Q 其中：E1U1Ek1Ep1PV11E2U2Ek2Ep2P2V2W

即：

m1u112m1c1m1gz1m1P1v1QdEm2u22122m2c2m2gz2m2P2v2W

4

开口稳定流动系统定义及特征：热力系中各个参数稳定，即无能量和质量的积累。 开口稳定流动系统满足的表达式：m1m2m

dE0 则热力学第一定律在开口稳定流动热力系中的具体表达式为：

21212化简为：Qm((upvcgz)2(upvcgz)1)W

22m((upv)112c1gz1)Qm((upv)221c2gz2)W

2其中：hupv

代入即： Qm((h12cgz)2(h122212cgz)1)W

12cgz)1w

22单位kg的热力系：q(hcgz)2(h

七、热力学第一定律的具体应用 换热器中的应用：qh2h1 内燃机中的应用：wh1h2 喷管中的应用：12ch1h2 2压缩机的应用：wh2h1

第四篇：牛顿第一定律

牛顿第一定律》说课稿

尊敬的各位评委、各位老师：

大家好

我叫张志刚，来自邵东七中，我说课的题目是《牛顿第一定律》。《牛顿第一定律》选自高中物理必修1第四章。

一、教材分析

教材的地位及作用

这一章的知识属于动力学的知识，是研究力与运动之间的关系，只有懂得了动力学的知识才能据物体所受的力确定物体的位置，速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动。牛顿三大运动定律作为动力学的核心内容，本节课的教学内容《牛顿第一运动定律》作为牛顿物理学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。针对本节课教学要求和特点，我是这么设计这节课的：

教学三维目标

①知识与技能

1、借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。

2、理解牛顿第一定律，并理解其意义

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.

②过程与方法

1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法

2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的教育

3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力

③情感、态度与价值观

1、通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折

2、通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，敢于科学探究、不迷信权威的精神。

教学重点及依据

教学重点：牛顿第一定律及惯性。只所以认为它是它是本节教学内容的重点理由是在于本节课是一节物理规律教学课，通过这节课的科学探究及实验论证的目的就是为了认识力和运动的关系，揭示其认识事物的规律及牛顿第一定律及惯性。

教学难点及依据

教学难点：力和运动的关系。学生在从生活经验中得到了一种被现象掩盖了本质的错误认识。物体的运动是力的结果。为了使学生摆脱错误的观念，树立正确的认识，需要教师精心的设计，严密的推理，转变错误观点。

二、学情分析

高一学生虽已具备一定的分析推理，逻辑思维能力，但对于学习习惯方面，主动性不强，被动接受学习为主。

三、教学方法及依据

针对学情及重点、难点，采用问题教学法、实验法、谈话法、讲解法、推理法相结合。开设一堂科学探究课，在突破难点，形成重点的同时，培养学生自主、合作、探究学习的能力。

四、学法及依据

猜想与假设，设计与论证、归纳分析法，讨论法为依据，发挥学生的主体作用，增强学习的积极性。

五、教学程序

1、导入新课：

问题引入：一个简单而又复杂的问题

1。“车为什么总要停下来呢?”

2。“你不推了它还不停吗?例如马拉车等，要想让物体运动，一定要用力推着它才行!”

误导学生：物体受力就会运动，物体不受力就停止。

2

牛顿第一定律说课稿

实验中学 潘军瑞

一、教学设计理念

克服以教师为中心，使学生能积极主动参与学习活动中来，培养学生乐于探索精神，获得新知识的能力，与交流合作的能力，实现师生，生生积极互动，使学生在质疑，调查，探究中接受新知，培养学生充分的自主性与独立性。

二、教学任务分析

1、地位与作用

地位：牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，是整个力学中的基础。如果我们把所有力学现象看作一座大厦，那么牛顿三大定律则是这个大厦的奠基石，牛顿第二定律又是在牛顿第一定律定义的惯性系基础上建立起来的，牛顿第二定律建立在牛顿第一定律基础上。因此牛顿第一定律又是三大定律基础的基础，是否领会这一物理规律，不仅影响学生对这一章的学习，而且会影响整个物理课程中力学部分的学习。

作用：前面我们学习了简单的运动，又知道力学一些简单知识，牛顿第一定律正是基于此基础上将运动和力联系起来的一条纽带一座桥梁，是进一步分析和处理直线运动和力学问题的基础，起到承上启下的作用，是本册书中的一个重要内容，也是本节、本章的重点。本节课的教学要求学生主动参与，在实验、讨论建立概念和规律的过程中，感受到透过现象看本质的思维方法，感悟观察、实验、推理、尤其是“理想实验”对形成概念和发现规律的重要作用。

2、学情分析

学习状况分析：牛顿第一定律是由部分实验结果，部分外推假设、部分定义所构成的一个复合体，就其定义本身的表述学生不难记住，但初二学生由于接触物理时间比较短，学生平均年龄比较低，抽象思维能力及认知结构上尚不成熟，加上生活经验的影响，不少学生认为静止的物体有惯性、运动的物体没有惯性;固体有惯性、气液体没有惯性。因此在接受牛顿第一定律上有一定的 3 难度，怎样形成对牛顿第一定律的理解及这一概念的建立使其认识由直观的感觉上升到科学理性认识则是本节的难点。

三、教学重点、难点

重点：牛顿第一定律的形成过程及内容。

难点：惯性是物体本身固有的一种属性;牛顿第一定律的形成过程。

四、教学目标 1. 知识与技能

(1) 理解伽利略理想实验原理，学会牛顿第一定律实验的探究方法; (2) 理解并掌握牛顿第一定律的内容。

(3) 理解并掌握惯性的定义，知道惯性的大小与物体的质量有关。会用惯性解释有关问题;

2. 过程与方法

通过实验探究得出牛顿第一定律。通过大量生活实例，理解和掌握惯性;

3. 情感、态度和价值观

形成从实际现象中分析并获得物理规律的推理意识。联系生活实际，激发学生对物理的兴趣。

五、教学设计思路

本设计的内容包括惯性、牛顿第一定律等两部分内容。

本设计的基本思路是：以生活中的实例和探究小实验为基础，教师点拨为基本方法，引入惯性是物体本身固有的一种属性、逐步形成对“力与运动的关系”的定性认识。通过“小车从斜面下滑”的学生实验、伽里略斜面演示实验等，逐步建立“如果没有外力作用，一切物体将永远运动下去”的观点，最后形成牛顿第一定律。

本设计要突出的重点是：牛顿第一定律。方法是强化规律的形成过程：通过实验—小车从斜面上滑下，在不同的平面上通过的距离不同;通过理想化的推理;通过对运动状态、运动状态改变的分析、物体的受力分析，逐步形成牛顿第一定律。由于在突出重点的过程中，演示实验中反复经历了观察、分析、推理的过程，再加上教师精心讲授“理想实验”，也就突破形成牛顿第一定律的难点。

4 本设计要突破的另一个难点是：如何理解惯性是物体本身固有的一种属性。方法是：通过学生自主设计实验和对实例分析、讨论，知道固、液、气体都具有惯性;运动物体、静止物体也都具有惯性;通过对演示实验和小实验的观察分析，得出惯性大小仅与物体的质量有关的结论。

本设计通过学生自主活动，激发学习兴趣，然后通过演示实验和推理分析，归纳得出牛顿第一定律，学生充分感受科学方法在研究物理问题中的应用。然后学生又运用牛顿第一定律来解释生活中的一些现象，感受生活与物理的密切关系。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

七、教学资源

实验器材：小车、木块、斜面、木板、棉布、玻璃板等。

《牛顿第一定律》说课稿

岳麓外语实验中学：罗梅芳

一、教材简析

《牛顿第一定律》是人教版九年义务教育九年级物理第十二章“运动和力”的第五节的教学内容。本节的主要内容有：牛顿第一定律的得来和内容;惯性的概念及对惯性现象的认识。本节课的学习是本章学习的一个综合，又是初中力学的一个开端。教材的特点是即注重科学探究，又与日常生活紧密联系，把物理这门基础自然科学与历史、生活、社会有机地结合，是培养全体学生科学素质的一次良机，又体现从生活走向物理，再从物理走向社会的教学理念。

二、学情分析

学生已经学习了机械运动、力的作用效果，为本节学习做好了铺垫。同时九年级学生经过一年的物理学习，观察、实验、分析概括能力已初步形成，具备了一定的实验技能，为本节的自主实验探究打下基础。

三、教学目标

根据《物理课程标准》的要求，以及我对学情的分析，确定本课时的教学三维目标是：

1、知识与技能 a、知道牛顿第一定律;

b、理解力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因;

c、理解惯性，认识一切物体都有惯性;

2、过程与方法

a、通过实验体验力对物体运动的影响; b、通过实验体会任何物体都有惯性;

c、了解观察、实验及推理都是研究物理的基本方法。

3、情感、态度与价值观

a、让学生感受科学，对学生进行科学态度和科学方法的教育。

b、培养学生观察能力、逻辑推理能力和科学想象能力。 c、通过惯性现象，向学生进行安全教育。

四、说教法

“教学有方，但无定法”。选择行之有效的方法是取得良好教学效果的保证。本课时我主要采用“实验探究法”与“科学推理”相结合来进行教学，即通过实验现象的观察、分析，又

6 加以科学的想象和推理，引导学生去发现知识，总结规律。同时我采用“对比教学法”贯穿课堂始终，有正、反理论的对比，有惯性实验的对比，有惯性利弊的对比。总之充分调动学生的主观能动性，让他们真正成为学习的主体。

五、教学过程设计

1、创设情境，导入新课。

高尔基说：“好奇是了解的开端和引向认识的途径。”为此，我设计了公共汽车突然启动或急刹车时，人后仰前倾的画面，让学生即熟悉又好奇，带着想知道为什么的悬念进入新课。这样即让学生感受生活的和谐，又激发了学生的求知欲，培养学生的探索兴趣。

2、穿越时空，感受物理发展的历程

因为质疑是一切探索的开始。所以我用画面假想了一场伽俐略挑战亚里斯多德的辩论赛，并展示出正、反两大观点，让同学们根据生活经验来担当评判主席，帮助学生完成提出问题，假设猜想，再设计斜面小车实验为接下来的自主探究做好铺垫。这样可以让学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新。

3、自主探究阻力对物体运动的影响，突出重点，突破难点。 先指导学生阅读实验报告单，并用课件显示出来，清楚实验过程，再由教师强调实验中注意事项：小车从斜面顶端同一高度由静止开始滑下。然后大胆放手让学生实验，观察并记录现象。学生在实验中感受到恰恰是因为有阻力，小车的运动无法维持，从而理解了“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因” 这一知识重点，为了突破了科学想象和科学推理的难点。我设计了几组画面和这样的问题：小车在木板上为什么比毛巾面上运动得远;让学生总结：表面越光滑，

7 小车运动的距离越远，小车受阻力越小，速度减小越慢。教师再问：同学们可以想像出小车在比木板更光滑的平面上能前进多远吗?能想象出小车在什么样的表面上永远运动下去吗?让学生推理：找到一块绝对光滑没有阻力的表面，小车将以不变的速度永远运动下去。这样让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，发展学生的科学想象和推理能力，实现以学生为主体的课堂教学。

4、理性感知牛顿第一定律及惯性

牛顿在伽利略等科学家的研究基础上，建立了力和运动关系的第一条定律，从定律又得出物体的特性惯性。教师强调定律和概念是本节最重要的知识点，让学生了解自然界的基本规律，客观地认识世界。

5、感受身边的惯性现象，联系实际，画龙点睛。 我演示了书上的打棋子实验，并让学生参与演示后，又设计了简易又有趣的三组惯性实验：惯性鸡蛋实验、吹气实验及惯性小车实验(课件显示)。让学生感受身边的物理，认识到一切物体在任何情况下都有惯性。接着利用惯性小车实验类比乘坐汽车突然启动或急刹车时乘客向后或向前倾倒现象并加以解释，即解答了引入新课时的悬念，又完成从生活走向物理的过程。最后组织学生讨论：生产生活中哪些是惯性带来的方便，哪些是惯性带来的危害。教师提示：惯性是造成许多交通事故的原因，对学生进行安全教育。完成从物理走向社会的过程。让学生有了从感性到理性的升华，并会应用知识指导实际的生产生活，促进学生素质的全面提高，起到画龙点睛效果。

六、有待深入思考的教学问题

惯性实验的成败与实验者操作的速度有关，以及讲到汽车

8 要限速，以免惯性带来危害时，容易让学生误认为惯性与速度有关。当教学中如果有学生提及惯性大小，或问到惯性与什么有关时，教师要及时解答学生的疑问，并举例说明惯性大小只与质量有关。因为及时解惑是教师的职责。

《自 由 落 体 运 动》 说 课

1.

说教材

“自由落体运动”是高中物理“物体运动”一章的内容，教材的

目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深，因此本节教材的重点和难点，在于不同物体下落的快慢是一样的以及不同物体在同一位置的重力加速度都是g。教材的思想体系是：

(1)

通过毛线管(牛顿管)实验，证明在无阻力情况下物体下

落快慢相同，并观察其轨迹是直线。

(2) 利用教材的闪光照片和数据表以及匀变速直线运动的研

12

究方法，确定自由落体运动是匀变速的。

(3) 揭示重力加速度的概念，给出常用值。

(4) 归纳出其运动性质和运动规律，并能运用。

因此，教材的主体思想是，经过实验及分析，学习自由落体运

动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律，以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。

2.

说教学目标

根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征，拟确定如下的教学

目标

(1) 知识目标：通过实验观察、定义并理解自由落体运动的概

13 念和做自由落体运动的条件，并能用ΔS=aT2和教材的闪光照片及数据表，确定出自由落体运动是匀变速直线运动。引出重力加速度的概念，并能导出公式vt= gt和h=gt2/2。

(2) 实验目标：通过观察空气中的金属片、纸片、羽毛下落运

动和毛线管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动，比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。

通过分析小球自由下落的闪光实验，学会物理实验数据处理与分析的方法。

(3)能力目标：培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，使之会验证匀变速直线运动;通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式，培养分析、推理、综合的能力。

(3) 德育和情感目标：通过教学，巩固学生对匀变速直线运动的认识，培养学生实事求是的科学态度。

3.

说教学方法

(1) 实验观察

为了使学生更好的理解自由落体运动的概

14 念，让学生观察金属片、纸片、羽毛在空气中的下落以及在毛线管内的“真空”中下落的现象，分析出在“真空”中物体下落快慢相同。

(2) 实验研究

为使学生判断出自由落体运动的性质，启发

学生利用闪光照片以及数据表的实验数据，证明自由落体运动是匀变速直线运动。并利用匀变速直线运动的规律，启发学生推导出

vt= gt和h=gt2/2的公式。

(3) 讲练结合式

在自由落体运动的规律应用上，让学生具

体问题具体分析，不要死套公式，随时发现学生的错误，并引导分析错误原因，把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来，巩固强化有关知识。

4.

说学法指导

“授之以鱼不如授之以渔”，“教是为了不教”。现代教育更重视

在教学过程中对学生的学法指导。在本节的教学法中，要注意引导学生通过观察、分析、综合，自己得出结论，在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法，使学生受到学习方法的训练。

5.

说教学程序

(1)

复习提问：

15

① 匀变速直线运动的特点是什么?

速度、位移公式是怎样表示的?

板书：a恒定;vt= v0+at和s= v0t+at2/2。

② 怎样验证一个直线运动是一个匀变速直线运动?

③

板书：ΔS=aT

2(2)

新课导入：

提问：不同物体的下落运动，情况是否相同呢?

(即重的物体下落快还是轻的物体下落快?)

演示1： 纸片和金属球下落

学生：金属球先着地，纸片后着地。重的物体下落快。

提问：有没有轻的物体下落快的现象?

演示2：纸团和棉花下落

16

学生：纸团先着地，棉花后着地。轻的物体下落快。

总结：有时重的物体下落快，有时轻的物体下落快。

怎样从道理上论证重的物体比轻的物体下落快是不对的?

阅读教材P89伽利略的推理。

提问：为什么有时重的物体下落快，有时轻的物体下落快?

演示3：纸团和金属片下落。

学生：纸团和金属片几乎同时着地。

物体越重，下落得越快是不对的。

提问：为何会出现这种现象呢?

引导：空气阻力的作用使问题变得复杂! 17

提问：我们应该怎样研究物体的下落运动?

引导：研究问题要从简单→复杂，因此先研究没有空气阻力时物体的下落情况(理想化模型)

演示4：在没有空气的空间里物体的下落

软木塞、金属片、羽毛几乎同时着地。

学生：在没有空气的空间里，物体下落的快慢相同。

板书：自由落体运动：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。

结论1：不同物体的自由落体运动，它们的运动情况是相同的。

提问：自由落体运动是一种什么样的运动?

匀速直线运动 ?

匀加速直线运动?

学生：直线运动、 初速度为零、变速。

提问：是不是匀变速直线运动?怎么证明?

18

根据：ΔS=aT2

对闪光照片及数据表进行分析，使学生懂得如何处理实验数据。

结论2：自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。

结论3：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g来表示。

通常：g=9.8m/s2或10 m/s2， 方向：竖直向下。

(3)

推导

学生根据匀变速运动的速度公式、位移公式推导出自由落体的公式，提问学生回答。

vt= gt

h=gt2/2

vt2=2gh。

(4)

巩固练习

小结本节内容，布置作业P90练习(1)(2)(3)

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2009-3-11 09:27 jing19862007

| 四级

《伽利略对自由落体运动的研究》说课稿荣成市第一中学物理教研组 田颖萃

一、教材分析

1、教材内容

(1) 亚里士多德和伽利略对力和运动的主要观点和研究方法

(2)伽利略通过研究自由落体运动，创立了科学的研究方法

2、教材的地位和作用:

从过去的阅读材料，到现在作为独立的一节,看出新教材对过程与方法，情感态度与价值观等教育目标的重视,切不可以过去轻过程重结论的思想来对待本节课的教学。

3、教材的特点

本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法,例如用反证法使亚里士多德的观点自相矛盾,用猜想与假说，数学推理,实验验证,合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律.

4、教学目标

(1)知识与技能：通过历史知识,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。

(2)过程与方法：了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。

(3)情感态度与价值观：从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。

5、教材的重点和难点：

重点：伽利略研究自由落体运动规律的实验和方法

难点：验证速度与时间成正比

二、教法分析：

采用自学点拨与合作探究相结合的教学方法，充分落实学生的主体地位，调动学生的积极性。

三、教学过程

(一)引入新课，利用大屏幕给出自学提纲(15分钟)

问题主要包括：

1、物体下落的快慢由什么因素决定。

2、伽利略对自由落体运动的探究过程。

3、科学研究过程的基本要素。

通过提出的问题，让学生沿着伽利略的研究思路，推翻亚里士多德的错误观点，得出自由落体运动的规律，体会着伽利略科学研究的困难和非凡的研究思想。

(二)师生共同探究(10分钟)

在学生完成以上自学问题的基础上，进一步提出几个问题，让学生思考与讨论：

1、伽利略推翻亚里士多德的观点，采用的是什么推理方法?从而引出一种常见的推理方法——反证法。

2、伽利略巧妙的利用了数学推理和“冲淡重力”的斜面实验，转换角度的间接证明他的假设，这种方法非常重要，他打破了传统的以思辩性的论战来决定是非的古板方法，具有划时代的意义，他的研究思想对我们今后的学习和研究会有很大的帮助。

21

3、让学生根据伽利略的推理思路，导出位移与时间的平方成正比的结论，体会他的逻辑推理过程。并让两个学生到黑板上推导，然后对他们作出评价，教师最后用大屏幕给出规范的推导步骤。

(三)反馈练习(5分钟)

1、伽利略研究速度与时间的关系时遇到那些困难?他是怎样巧妙解决的?

2、给出5分钟让学生阅读课后的阅读材料，体会伽利略一生中对科学和社会的重大贡献。

(四)课堂小结：

教师将本节的学习目标投影到大屏幕上，和学生一起简单的总结。

(五)课后作业

1、利用现代的测量仪器设计出一个研究自由落体运动规律的实验，写出需要的器材和实验过程。

2、请学生再总结出一些科学研究中常用的思路和方法。

通过这两个作业，进一步提高学生的科学研究的意识和素质。

22

第五篇：第一节牛顿第一定律教学点评

第一节牛顿第一定律交流、讨论及答疑学习简案

达成目标：

(1)知道亚里土多德的物体运动与力结论

(2)知道伽利略的理想实验与主要推理过程和理论，知道理想实验的方法是科学研究的重要方法。

(3)理解牛顿第一定律的内容及意义，

(4) 理解力与运动关系，知道物体的运动不需要力来维持。 (5 )理解惯性的概念，知道质是惯性大小的量度。 (6)会应用牛顿第一定律解答生活中的相关惯性的习题 教学谁备：

气垫导轨装置、双斜面演示装置

质量不同体相同的两相小球、铁架台、三位科家头像红豆、电吹风，垫块等。 课堂学习形式

学生汇报、老师指导、讨论交流、-展示质疑、老师答疑、拓展延伸 学习程序：

一、教师

视频资料导入

二、学生汇报、交流

(人类对运动与力的关系的认识：亚里土多德

伽利略

笛卡儿 和牛顿的主要观点)

1、亚里土多德观点

2、伽利略观点

伽利略理想斜面实验的主要操作方法

(1)、改变斜面与物体间的摩擦，小球在斜面上的运动情况是：

(2)减小斜面的倾角，小球在斜面上的运动情况是：

伽利略理想斜面实验的主要推理方法是：

(1)如果斜面没有摩擦，小球的运动情况是：

(2)如果斜面足够长，小球的运动情况是：

伽利略理想斜面实验的推理结论是：

3、笛卡儿观点：

4、牛顿第一定律：内容：

(1)、牛顿第一定律是：实验定律

理想实验定律

还是理论推导出来的 (2)、从三个方面理解牛顿第一定律： A、明确了惯性的概念，定律前半句话，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，揭示了物体的一个重要属性------惯性。

B揭示了运动和力的关系：定律的后半名句话，直到有外力迫使它改变这种状态为止。即力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因.

C定律的实际意义：定律描述的是物体不受外力作用时的运动状态，匀速直线运动或静止状态，生活中物体受合外力为零与物体没有受外力作用的效果上是等效的，因此定律适应于受合外力为零的情况。此外物体在某个方向所受合外力为零，某个方向上定律适应。

三、老师答疑、演示互动

四、互动练习

五、小组讨论学习---拓展知识

(必做1题，任选一题)

1、画出飞机水平匀速飞行每隔相同的时间投一炸弹，地上的人看空中三颗弹的位置关系图。

2、地球自西向东转，地面上人向哪个方向可能跳得远些?发射航天器向哪个方向能利用地球自转的惯性

3、利用惯性知识设计一个简易区分稻谷好坏的风车图和传送区分的简图 4讨论：惯性系与非惯性系

定律中“物体保持匀速直线运动状态”中描述运动的参考系-------指的是哪个? 牛顿第一定律成立的参考系为惯性系，不成立的为非惯性系。

六 、板书设计： 课题：牛顿第一定律

亚里土多德观点：力是维持物体运动的原因(错误)

伽利略观点：物体运动不需要力维持

笛卡儿观点：

牛顿第一定律：

应用与练习

七、开启下节

要定量的掌握力和运动的关系，真的实现改变力的大小来控制物体的运动在下一节将要学到牛顿第二定律来解决。今天的课就上到这里。

八、作业：

1、长江活页作业十七。

2、网上完成第二节自主学习任务;

第一节牛顿第一定律交流、讨论及答疑学习简案

学习进度时间分配表(40)

一、教师导入-----2

二、学生汇报、交流--------------------------15

三、老师答疑、演示互动---------------------7

四、互动练习------8

五、小组讨论学习---拓展知识

(必做1题，任选一题)-------4

六、自主小结------3

七、落实目标开启下节------------------------1

八、讲课结束、作业：-------------------------0

教学点评：

1本节教学引入新，

2教学形创新到位适应改革要求 3情景教学到位

4实验器材制作精致，操作方便

5、学生主动学习积极性高

6、教学媒体应用灵活且恰到好处。 7 8 9 10