《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 第6章 氣體與液體

教案名稱：6.1氣體的狀態(tài)參量教學(xué)目標(biāo)：1.理解描述氣體的三個狀態(tài)參量體積、壓強(qiáng)、溫度的概念。了解氣體壓強(qiáng)和溫度都是大量氣體分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動的結(jié)果。（物理觀念與應(yīng)用）2．通過對氣體狀態(tài)參量的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為后續(xù)氣體性質(zhì)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3.了解氣體壓強(qiáng)的測量方法，了解正壓和負(fù)壓在醫(yī)藥衛(wèi)生中應(yīng)用。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察操作技能、技術(shù)運(yùn)用.探究設(shè)計(jì)等核心素養(yǎng)。（科學(xué)實(shí)踐與探究）4.了解氣體狀態(tài)參量在醫(yī)藥衛(wèi)生及生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，激發(fā)愛國熱情.培養(yǎng)科技傳承和社會責(zé)任等核心家養(yǎng)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：氣體的三個狀態(tài)參量：體積、壓強(qiáng)和溫度。教學(xué)難點(diǎn)：壓強(qiáng)的理解及其計(jì)算；教學(xué)方法：講授法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體材料：PPT課件，動畫、案例視頻。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：情景創(chuàng)設(shè)：我們知道，氣體是由大量的分子組成的，沒有固定的形狀和體積，那么我們?nèi)绾稳ッ枋鰵怏w的狀態(tài)呢？活動：布朗運(yùn)動英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在液體里的花粉微粒時，發(fā)現(xiàn)它們不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，這種運(yùn)動后來被稱為布朗運(yùn)動。大量的實(shí)驗(yàn)表明，懸浮在液體中的各種足夠小的微粒都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，而且液體的溫度越高，微粒運(yùn)動得越劇烈，布朗運(yùn)動越明顯。二、新課講解：（一）體積1.活動：使用PPT觀察布朗運(yùn)動。2.體積：氣體的體積是指其分子做無規(guī)則運(yùn)動所能占據(jù)的空間范圍。對于密閉的容器，氣體的體積一般就等于容器的容積。注：（1）體積用V表示，在國際單位制（SI制）中，體積的單位為立方米（m3）（2）1m3=103dm3=106cm3（二）壓強(qiáng)1.活動：使用PPT模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理。2.壓強(qiáng)：單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)注：（1）壓強(qiáng)用P表示，在國際單位制中，壓強(qiáng)的單位為帕斯卡（Pa）（2）1atm=1.01×105Pa=76cmHg（3）壓強(qiáng)分為絕對壓強(qiáng)和相對壓強(qiáng)3例題：如圖所示的U形管一端開口一端封閉，管中裝有水銀。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg，兩管水銀面高度差h為8cm。問被封的空氣柱的壓強(qiáng)是多少？（三）溫度1.溫度：描述物體冷熱程度的物理量。注：（1）溫標(biāo)：溫標(biāo)是溫度的數(shù)值表示法，常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)兩種。熱力學(xué)溫標(biāo)又叫開氏溫標(biāo)。用這種溫標(biāo)所確定的溫度稱為熱力學(xué)溫度。通常用T表示，單位為開爾文（K），－273.15℃為零K，每1K等于1℃。熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為：熱力學(xué)溫度的零度即0K（或-273.15℃）叫絕對零度，它是不可能達(dá)到的低溫極限。（2）了解自然界中一些過程的特征溫度。（四）平衡狀態(tài)1、定義：氣體的狀態(tài)參量不隨時間而變化，這樣的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。2、處在平衡態(tài)的氣體狀態(tài)可以用一組p、V、T值來表示三、課堂小結(jié)：知識梳理：氣體的三個狀態(tài)參量：體積、壓強(qiáng)和溫度。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達(dá)到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：1.在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體A.分子的無規(guī)則運(yùn)動停息下來B.每個分子的速度大小均相等C.分子的平均動能保持不變D.分子的密集程度變小2.氣體系統(tǒng)的體積就是所有氣體分子體積的總和。這種理解正確嗎？為什么？3.一杯水的溫度從50℃降至40℃，則它的熱力學(xué)溫度降低了283.15K。這句話對嗎？為什么？4.電水壺中沸騰的水一直保持在100℃，那么壺中的沸水處于平衡態(tài)嗎？為什么？教案名稱：6.2理想氣體的狀態(tài)方程教學(xué)目標(biāo)：1.知道理想氣體模型是實(shí)際氣體的理想化的近似，實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時,都可以看成理想氣體。了解玻意耳-馬略特定律、蓋?呂薩克定律和查理定律。了解理想氣體狀態(tài)方程,知道理想氣體狀態(tài)變化時氣體的體積、溫度和壓強(qiáng)三個物理量變化的關(guān)系，知道理想氣體狀態(tài)方程是大量氣體分子運(yùn)動狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。學(xué)會用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化相關(guān)問題。（物理觀念與應(yīng)用）2.知道理想氣體的狀態(tài)方程可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，理想氣體狀態(tài)方程也可以從大量分子的熱運(yùn)動中歸納得出，因此歸納法也廣泛應(yīng)用于對氣體狀態(tài)方程及其變化規(guī)律的研究.培養(yǎng)假設(shè)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3．通過理想氣體狀態(tài)方程得學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析和問題處理能力（科學(xué)探究與實(shí)踐）4.能將理想氣體狀態(tài)方程應(yīng)用于化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域中,了解我國在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域取得的成就，激發(fā)愛國熱情并培養(yǎng)科技傳承和社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：理解氣體狀態(tài)參量及其變化特點(diǎn)；理解理想氣體狀態(tài)方程，會進(jìn)行相關(guān)計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算及其在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用。教學(xué)方法：演示法、啟發(fā)式、講授法、操作法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件、視頻、數(shù)字化資源、相關(guān)理想氣體方程實(shí)驗(yàn)器材教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：在用注射器從自封閉瓶中抽取藥液的過程中，需要先向往瓶內(nèi)注入所需藥液的等量空氣，以增加瓶內(nèi)壓力，避免形成負(fù)壓。你有思考過為什么直接抽取藥液會導(dǎo)致負(fù)壓嗎？二、新課講解：（一）氣體實(shí)驗(yàn)定律1.氣體等溫變化（1）活動：如圖所示，探究氣體等溫變化的規(guī)律（2）玻意耳-馬略特定律：一定質(zhì)量的氣體，在保持溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)P與體積V成反比。（3）公式：（4）圖像：2.氣體等壓變化(1)蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，在保持壓強(qiáng)不變時，氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比。（2）公式：蓋·呂薩克定律V-T圖像蓋·呂薩克定律V-T圖像（4）活動：等壓下溫度與體積的討論3.氣體等容變化（1）查理定律：一定質(zhì)量的氣體在保持體積不變時氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。（2）公式：（3）圖像：圖圖查理定律p-t與p-T圖像（4）活動：討論為何夏天汽車容易爆胎（二）理想氣體狀態(tài)方程1.人們通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，無論氣體狀態(tài)發(fā)生任何變化，其壓強(qiáng)和體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值，始終保持不變。即，或式中恒量的大小決定于氣體的種類和質(zhì)量。2.理想氣體更精密的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自然界中的實(shí)際氣體在狀態(tài)變化過程中，并不完全遵循上述規(guī)律。而且隨著壓強(qiáng)的增大，溫度的降低，按照上式計(jì)算出的數(shù)值與實(shí)際偏差越來越大。我們把嚴(yán)格符合上述規(guī)律的氣體稱為理想氣體，顯然，它是一種理想化的模型。上述方程稱為理想氣體狀態(tài)方程，簡稱氣態(tài)方程。在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的情況下，各種實(shí)際氣體如氫氣、氧氣、氮?dú)?、空氣等都能很好地符合以上?guī)律，我們都將它當(dāng)作理想氣體來處理。3.例題：氣焊用的氧氣瓶容量為100L，在室溫為16℃時，瓶上壓強(qiáng)計(jì)顯示的壓強(qiáng)為6.0×106Pa，求瓶內(nèi)氧氣的質(zhì)量。已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氧氣的密度ρ0=1.43kg/m3。（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)指壓強(qiáng)p0=1.013×分析：以瓶內(nèi)一定質(zhì)量的氧氣為研究對象，設(shè)它由室溫狀態(tài)變化到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，求出其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。又已知ρ0，便可求得質(zhì)量m解：兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量分別是：室溫狀態(tài) pT標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) pT根據(jù)氣態(tài)方程，則有p可求得Vm=反思與拓展：不同的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每摩爾的體積相同，1摩爾任何物質(zhì)所含的結(jié)構(gòu)微粒數(shù)目為6.02×1023，也就是說對于1摩爾不同的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況P、三、課堂小結(jié)：知識梳理：1.氣體實(shí)驗(yàn)定律：氣體等溫變化、氣體等壓變化、氣體等容變化2.理想氣體狀態(tài)方程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達(dá)到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：安全氣囊一般由傳感器、電控單元、氣體發(fā)生器、氣囊、續(xù)流器等組成，通常氣體發(fā)生器和氣囊等做在一起構(gòu)成氣囊模塊傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度，并將感受到的信號傳送到控制器，控制器接收傳感器的信號并進(jìn)行處理，當(dāng)它判斷有必要打開氣囊時，立即發(fā)出點(diǎn)火信號以觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器接收到點(diǎn)火信號后，迅速點(diǎn)火并產(chǎn)生大量氣體給氣囊充氣。假設(shè)產(chǎn)生的氣體都是N2，充滿氣囊時的壓強(qiáng)大約為1.2×105Pa，體積大約60L，溫度大約為27℃。試求（1）如果車內(nèi)溫度為37℃，當(dāng)氣囊溫度與車內(nèi)溫度相同時，壓強(qiáng)多大？（氣囊的縮脹不計(jì)）（2）氮?dú)獾哪栙|(zhì)量為28g/mol，試計(jì)算氣囊內(nèi)氮?dú)獾馁|(zhì)量（一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于1.0×105Pa）（注意：標(biāo)況下，理想氣體的摩爾體積為22.4L/mol）安全氣囊安全氣囊教案名稱：6.3驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程教學(xué)目標(biāo)：1.學(xué)生能夠清晰闡述理想氣體狀態(tài)方程（P12.通過實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生構(gòu)建理想氣體模型的思維框架，理解理想氣體與實(shí)際氣體的區(qū)別，以及理想氣體狀態(tài)方程在簡化條件下的適用性。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3.培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，學(xué)會使用科學(xué)方法（如圖表法、比較法等）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程的正確性。（科學(xué)探究與實(shí)踐）4.鼓勵學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和良好的溝通能力，學(xué)會在團(tuán)隊(duì)中分工合作，共同完成任務(wù)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：理想氣體狀態(tài)方程的理解與應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：氣壓計(jì)的使用與大氣壓強(qiáng)的測量教學(xué)方法：講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體材料：PPT課件，動畫、案例視頻。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：在之前的學(xué)習(xí)中，我們就已經(jīng)學(xué)習(xí)過了理想氣體狀態(tài)方程，它告訴我們,一定質(zhì)量的理想氣體,它的壓強(qiáng)和體積的乘積與熱力學(xué)溫度之比,在狀態(tài)變化過程中保持不變。下面我們通過實(shí)驗(yàn)來研究一定質(zhì)量的氣體在溫度變化時,壓強(qiáng)、體積和溫度三者的關(guān)系所符合的規(guī)律。二、新課講解：（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋敬螌?shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袃蓚€，分別是(1)驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程。(2)學(xué)會使用氣壓計(jì)測量大氣壓強(qiáng)。（二）實(shí)驗(yàn)器材在本次實(shí)驗(yàn)中，采用的實(shí)驗(yàn)器材有:氣壓計(jì)(公用)、溫度計(jì)、燒杯、小型水銀氣壓計(jì)(它是固定在刻度尺上的一端封閉的U形均勻玻璃管,其一端有一段用水銀封在里面的氣柱)。（三）實(shí)驗(yàn)方案當(dāng)一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的情況下狀態(tài)發(fā)生變化時,能近似遵循理想氣體狀態(tài)方程,即它的壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度之比保持不變,用公式表示為P本實(shí)驗(yàn)是讓氣體在均勻玻璃管中改變狀態(tài)。氣體的體積變化完全取決于氣柱長l的變化,因此上述方程可寫為P測出氣體在每一個狀態(tài)下的壓強(qiáng)p、氣柱長度l和熱力學(xué)溫度T,即可進(jìn)行驗(yàn)證。（四）實(shí)驗(yàn)步驟(1)從公用氣壓計(jì)上讀出大氣壓p0(用毫米水銀柱高表示)。(2)把U形玻璃管豎直插入冷水中,水銀封閉的氣柱全部沒入水中(圖6.3.1)。讀出刻度尺尺上所示的氣柱長度l和U形管兩側(cè)水銀面的高度差h0(毫米水銀柱高)。(3)用溫度計(jì)測出燒杯內(nèi)的水溫t,它就是封閉端內(nèi)氣體的溫度。(4)向燒杯內(nèi)注入適量熱水改變水溫,使封閉端氣體狀態(tài)發(fā)生變化,重復(fù)上述步驟(2)、(3)進(jìn)行測量。(5)再向燒杯內(nèi)注入熱水改變水溫,重復(fù)步驟(2)、(3)進(jìn)行測量。（五）數(shù)據(jù)記錄與處理完成實(shí)驗(yàn)操作后，將數(shù)據(jù)填寫在表格中，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論交流與評價：1.結(jié)果與分析通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強(qiáng)和體積的乘積與熱力學(xué)溫度之比,在狀態(tài)變化過程中保持不變,符合理想氣體狀態(tài)方程。2.交流與討論實(shí)驗(yàn)中得到的氣體壓強(qiáng)和體積的乘積與熱力學(xué)溫度之比實(shí)際上并不嚴(yán)格相等,向?qū)W生提問：簡要分析產(chǎn)生這一誤差的原因。DIS拓展實(shí)驗(yàn)：本實(shí)驗(yàn)也可以利用ESP32開發(fā)板、BMP180數(shù)字氣壓傳感器和Phyphox專用實(shí)驗(yàn)軟件搭建數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺來探究。ESP32開發(fā)板是一系列低成本、低功耗的單片機(jī)微控制器,集成了Wi-Fi和雙模藍(lán)牙,可作藍(lán)牙外接設(shè)備與手機(jī)建立連接?；贓SP32搭建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),利用ArduinoIDE編程軟件將測量所需的代碼上傳燒錄進(jìn)開發(fā)板中,與BMP180數(shù)字氣壓傳感器連接,測量外界的溫度與氣壓。搭建流程圖如下:通過編寫程序,連接計(jì)算機(jī)和開發(fā)板,再通過計(jì)算機(jī)USB端口將ArduinoIDE中的程序上傳燒錄進(jìn)ESP32中。組裝好實(shí)驗(yàn)儀器,打開Phyphox專用實(shí)驗(yàn)軟件,通過藍(lán)牙建立連接,單擊“開始實(shí)驗(yàn)”即可實(shí)時采集數(shù)據(jù)。繪制壓強(qiáng)隨溫度變化的圖像,利用平移和縮放功能、選取數(shù)據(jù)功能,記錄各時間點(diǎn)壓強(qiáng)與溫度的數(shù)據(jù),導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。三、課堂小結(jié)：知識梳理：進(jìn)行了驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：準(zhǔn)確使用氣壓計(jì)測量壓強(qiáng)四、課后作業(yè)：1.本實(shí)驗(yàn)采用了水銀液封U形管內(nèi)氣體的方法。液封的例子在生活中還有很多,比如喝可樂時就利用可樂液封了吸管內(nèi)液面到嘴部的氣體。請你再舉出三個例子。2.在原先的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中選用溫度計(jì)測量水溫來表示氣體的溫度,這樣做可能會導(dǎo)致什么誤差?結(jié)合DIS實(shí)驗(yàn)討論如何減小這一誤差。教案名稱：6.4熱力學(xué)第一定律教學(xué)目標(biāo)：1.了解分子熱運(yùn)動現(xiàn)象和運(yùn)動規(guī)律，了解布朗運(yùn)動的本質(zhì),了解擴(kuò)散現(xiàn)象,了解分子間相互作用力,了解分子間存在間隙；了解分子水不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動是物質(zhì)存在的基本形式。（物理觀念與應(yīng)用）2.了解物體的內(nèi)能，了解改變物體內(nèi)能的方法。了解熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律的特例。知道能量守恒定律是自然界中普遍存在的規(guī)律,任何自然現(xiàn)象都不能違背此規(guī)律。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3.能夠己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).探究熱傳遞的規(guī)律。通過實(shí)踐分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出規(guī)律.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察.操作技能、技術(shù)運(yùn)用.探究設(shè)計(jì)等核心素養(yǎng)。（科學(xué)探究與實(shí)踐）4.能夠?qū)⒛芰渴睾愣珊蜔崃W(xué)第一定律應(yīng)用于解決實(shí)際問題。了解新能源的開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)，培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)的意識以及科技傳承和社會責(zé)任等核心索養(yǎng)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：了解熱力學(xué)第一定律；了解人體的能量；教學(xué)難點(diǎn)：理解熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)；能應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律解釋醫(yī)藥衛(wèi)生類的相關(guān)現(xiàn)象教學(xué)方法：講授法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體材料：PPT課件，動畫、案例視頻。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：情景創(chuàng)設(shè)：空調(diào)能夠使其中的溫度穩(wěn)定在設(shè)定的值，從而滿足人類對于舒適溫度的需求。你有好奇過它是如何制冷的嗎？二、新課講解：（一）內(nèi)能1.什么是分子動能？什么是分子勢能？物體中所有的分子做熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和稱為物體內(nèi)能。溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，分子熱運(yùn)動的平均動能就越大。若物體的體積變化了，則分子之間的距離就會改變，分子的勢能也就隨之改變，這就好像電勢能的大小與帶電體之間的距離有關(guān)一樣。顯然，一定質(zhì)量的物體其內(nèi)能與它的溫度和體積有關(guān)。內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、體積、溫度等因素有關(guān)。2.理想氣體的內(nèi)能對于理想氣體，因忽略其分子之間的相互作用，所以沒有分子勢能。理想氣體的內(nèi)能是所有分子的動能之和，它的大小只與溫度有關(guān)。對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度越高，內(nèi)能越大；溫度越低，內(nèi)能越小。3.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式4.熱量：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少稱為熱量，熱量是物體熱力學(xué)能變化的量度。5.活動體驗(yàn)壓縮空氣點(diǎn)燃棉花在空氣壓縮引火儀的玻璃筒中放一小團(tuán)硝化棉，將活塞放進(jìn)玻璃筒。用力迅速向下壓活塞，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。（二）熱力學(xué)第一定律1.研究氣缸中蒸汽內(nèi)能的變化2.做功和熱傳遞都可以改變物體的熱力學(xué)能。如果一個物體從外界吸收熱量Q，則物體的內(nèi)能增加Q；如果同時外界又對物體做功W，則物體的熱力學(xué)能又要增加W。則在整個過程之后，該物體的熱力學(xué)能的增加量為ΔE＝Q＋W這個公式可以理解為：物體熱力學(xué)能的增加等于外界向它傳遞的熱量與外界對它做功的和。這就是熱力學(xué)第一定律。3.在熱力學(xué)第一定律的公式中，各物理量的物理意義是這樣規(guī)定的：（1）物體的熱力學(xué)能增加時，ΔE＞0；熱力學(xué)能減少時，ΔE＜0。（2）外界對物體做功時，W＞0；物體對外界做功時，W＜0。（3）物體從外界吸熱時，Q＞0；物體向外界放熱時，Q＜0。4.例題一定質(zhì)量的氣體，從外界吸收熱量5×105J，內(nèi)能增加了2分析：氣體作為一個系統(tǒng)，它一方面從外界吸熱，同時又對外做功，通過熱力學(xué)第一定律可以由氣體吸收的熱量和內(nèi)能的增加量得到氣體對外界做的功的多少解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律Q=?E+W則系統(tǒng)對外做功W=Q-?E=5反思與拓展：當(dāng)氣體與外界沒有熱交換時的變化過程我們成為絕熱過程，三、課堂小結(jié)：知識梳理：內(nèi)能的概念；改變內(nèi)能的兩種方式；熱力學(xué)第一定律。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達(dá)到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：1.什么是物體的內(nèi)能？內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)？2.為什么理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)？3.一個物體的內(nèi)能減少了60J（1）如果物體與外界是絕熱的(沒有熱傳遞)，則物體對外界做了多少功？（2）如果物體沒有對外做功，則物體對外放出了多少熱量？4.封閉在汽缸里的氣體，推動活塞對外做功3×104J，教案名稱：6.5液體的表面張力教學(xué)目標(biāo)：1.了解液體的表面張力現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，了解表面張力的方向,了解彎液面附加壓強(qiáng)。了解浸潤和不浸潤現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因。（物理觀念與應(yīng)用）2.能通過實(shí)驗(yàn)探究液體表面張力現(xiàn)象，能從分子作用力的本質(zhì)理解液體表面張力、浸潤與不浸潤現(xiàn)象發(fā)展物質(zhì)觀念，能用假設(shè)推理的方法推導(dǎo)液體的表面張力方向，掌握實(shí)驗(yàn)探究、假設(shè)推理等科學(xué)思維方法。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3．通過實(shí)驗(yàn)觀察和理論探究，使學(xué)生能夠深入理解液體表面張力的概念、原理及應(yīng)用，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力。（科學(xué)探究與實(shí)踐）4.液體的表面張力現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,了解這些現(xiàn)象的應(yīng)用原理和應(yīng)用方法,發(fā)展科技傳承、社會責(zé)任等核心索養(yǎng)，培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,增強(qiáng)安全意識,培養(yǎng)精益求精的工匠精神。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：了解熱力學(xué)第一定律；了解人體的能量；教學(xué)難點(diǎn)：理解熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)；能應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律解釋醫(yī)藥衛(wèi)生類的相關(guān)現(xiàn)象教學(xué)方法：講授法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體材料：PPT課件，動畫、案例視頻。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：用牙簽和橡皮塊搭建一個正四面體，將正四面體浸入泡泡水中，片刻后拿出，就能夠得到這樣一個美麗的肥皂膜。你知道這個膜是怎么得到的嗎？二、新課講解：（一）液體的表面張力1.表面層液體表面有一層與氣體接觸的薄層。注：表面層與液體內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)不同。分子間的作用力跟分子間距離的關(guān)系問題。在液體內(nèi)部，分子間平均距離小于平衡位置的距離，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；在表面層，分子比較稀疏，分子間距離大于平衡位置的距離，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。2.表面張力設(shè)想在液體表面畫一條直線MN，把液體表面分為1、2兩部分，MN兩側(cè)的液體之間存在著一對與MN垂直、大小相等、方向相反的作用力。由于是任意畫的，所以這種力在液體表面層內(nèi)的各個方向上都存在，力的方向總是跟液面相切，且與分界面垂直。這種力使液體表面繃緊，稱為液體的表面張力。3.如圖(a)所示，將一根細(xì)棉線的兩端系在金屬絲框上，再把整個金屬絲框放在皂液中，沾滿皂液后取出，在框上形成一層薄薄的皂液膜。這時薄膜上的棉線是松弛的。用面巾紙一角輕觸左側(cè)皂液膜A面，A面皂液膜破裂，如圖(b)所示，觀察薄膜和棉線發(fā)生的變化。重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，如果用面巾紙一角觸破B面皂液膜，如圖(c)所示，觀察薄膜和棉線發(fā)生的變化。4.液體表面張力產(chǎn)生的原因：（1）表面液體比較稀疏，液體表面分子間作用力表現(xiàn)為引力；（2）液體表面分子間引力作用下，液體表面有收縮趨勢。5.活動硬幣漂浮在杯中裝水，用鑷子將硬幣輕輕平放到水面，可以觀察到硬幣漂浮在水面上。用嘴吹氣或者用手輕輕地觸碰硬幣，就會發(fā)現(xiàn)漂浮的硬幣相繼沉入杯底。（二）彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面由于表面張力的存在，表面周界上都有表面張力作用。由下圖可知：當(dāng)液面為平面時，表面張力的合力為零；當(dāng)液面為凹面時，合力向上，指向液外；當(dāng)液面為凸面時，合力向下，指向液內(nèi)。因此，彎曲液面下的液體要比水平液面的液體多受一個力的作用，這個力產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為彎液面的附加壓強(qiáng)，用PS表示．若用P0表示大氣壓強(qiáng)，則液體表面為凹彎面時，彎液面下的壓強(qiáng)要比水平液面小，為P0－PS；表面為凸面時，彎曲液面下的壓強(qiáng)要比平液面大，為P0＋PS．由此得出，彎液面產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)，方向總是指向彎曲液面曲率中心．經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，彎液面附加壓強(qiáng)的大小用公式表示為：P公式表明：彎液面附加壓強(qiáng)的大小與液面的表面張力系數(shù)成正比，與彎液面的曲率半徑成反比．（三）浸潤與不浸潤1.附著層液體和固體接觸的薄層2.浸潤與不浸潤把一種液體潤濕某種固體并附著在固體的表面上的現(xiàn)象稱為浸潤；把一種液體不潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面的現(xiàn)象稱為不浸潤。下面通過實(shí)驗(yàn)觀察浸潤和不浸潤現(xiàn)象。3.舉例分析玻璃管中水的液面形狀是凹液面，而玻璃管中裝水銀時，水銀的液面是向上凸起的，有這樣的差異是因?yàn)樗軌蚪櫜ＡЧ芏y不能夠浸潤玻璃管三、課堂小結(jié)：知識梳理：表面層；液體的表面張力；彎曲液面的附加壓強(qiáng)；浸潤與不浸潤。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達(dá)到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：1.下列說法正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面上，這是由于水的浮力的緣故B．在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸引力C．將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟拢砻嬉湛s到最小的緣故D．漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性的緣故2.將兩個大小不同的肥皂泡相互連通時，（）A．大泡變小，小泡變大B．大泡變大，小泡變小C．大泡、小泡同時增大D．大泡．小泡同時減小3.水比沙的密度小，同樣是刮大風(fēng)，沙漠上會是漫天黃沙，而海上卻僅僅是揚(yáng)起少量水沫，這是為什么呢？4.如圖所示，在一個大碗中加入大半碗的水，將三支竹筷用水浸濕后，使它們成“品”字形并在一起，將其一端立于碗中，調(diào)整好位置，可使竹筷立于水中。請動手做這個實(shí)驗(yàn)，并解釋相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教案名稱：6.6伯努利原理及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：１．了解理想液體做定常流動時的連續(xù)性方程，了解流量的概念。了解理想液體做定常流動時的伯努利方程，能從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度，理解理想液體的伯努利方程，了解液體流動時的流速。壓強(qiáng)和液體所處的高度之間的關(guān)系。（物理觀念與應(yīng)用）２．通過引導(dǎo)學(xué)生理解伯努利原理的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)，激發(fā)其創(chuàng)新思維，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）３．通過探究理想液體定常流動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，了解理想液體的連續(xù)性方程和伯努利方程。能夠運(yùn)用伯努利方程，分析液體流動過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象，并能利用流體方程計(jì)算液體的流量。流速等物理量學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)測量?？偨Y(jié)規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)踐能力與技能。（科學(xué)探究與實(shí)踐）４．了解流體方程在化工、農(nóng)業(yè)。醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用原理和應(yīng)用方法。了解我國古代都江堰水利工程、三峽水利工程等大型水利建設(shè)工程。激發(fā)愛國熱情，增強(qiáng)科技傳承的使命感和社會責(zé)任感。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：了解液體定常流動時的連續(xù)性方程，理解伯努利原理。教學(xué)難點(diǎn)：通過探究理想液體定常流動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，了解理想液體的連續(xù)性方程和伯努利方程。教學(xué)方法：講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)器材：管道、細(xì)長的管子、漏斗、乒乓球。多媒體材料：PPT課件教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：工人常使用噴槍進(jìn)行粉刷墻壁的作業(yè)，噴槍能夠?qū)⒁后w油漆變成小水滴，隨著空氣均勻地噴射出來。向?qū)W生提問：噴槍是利用什么原理將液體變成小水滴再噴射出來的嗎?二：講授新課2.1理想流體向?qū)W生講解：氣體和液體統(tǒng)稱為流體，其主要特點(diǎn)是具有連續(xù)性和流動性，最常見的流體是水和空氣。向?qū)W生提問，流體在各處的流速是否相同？展示河流圖片，分析表面層和河流底部流速之間的關(guān)系，學(xué)生發(fā)現(xiàn)河流表面流速較大，但是由于粘滯力的作用，流體底部的流速會較小一些。提問學(xué)生：當(dāng)流體受到的壓力發(fā)生變化時，其體積和密度是否會隨之發(fā)生變化？展示壓縮氣球的實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生講解：流體具有可壓縮性，不同的流體壓縮的難易不同，液體不易被壓縮，如每增加1個大氣壓，水的體積只減小約兩萬分之一，氣體容易被壓縮，由于很容易流動，很多情形中各處的密度差異不大。向?qū)W生講解，平時為了掌握流體運(yùn)動的基本規(guī)律，需簡化問題，建立理想模型。我們把不可壓縮的、沒有黏滯性的流體稱為理想流體。和質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷進(jìn)行比較，說明他們都是一種理想化的模型。2.2流體的連續(xù)性原理在學(xué)生認(rèn)識了理想流體之后，給出一個模型，在一根管道中一端較細(xì)，一端較粗，如果有流體從中通過，向?qū)W生提問：在單位時間內(nèi)，管道A和B中流出的流量是否相同？向?qū)W生講解，在單位時間內(nèi)，從截面A流入的流體體積一定與從截面B流出的流體體積相等。即在理想流體的穩(wěn)流中，單位時間內(nèi)流過同一管道的任一截面的流體的體積相等，這個結(jié)論稱為流體的連續(xù)性原理。例如在圖中，設(shè)v1、v2分別是流體流經(jīng)A和B時的速度，在單位時間內(nèi)，從截面A流入的流體體積為S1v1，從截面B流出的流體體積為S2v2，則有S進(jìn)行例題講解，給出例題：在一粗細(xì)不均勻的管道中，測得水在直徑為d1=20cm的截面處的流速v1=25cm/s，問水在直徑為d2=10cm的截面處的流速是多少?水在管中的流量是多大?此水管以這樣的流量一天要流多少立方米的水?進(jìn)行分析：管道中流動的水可近似看作是穩(wěn)流，已知流入和流出的管道直徑和流入的流速，可根據(jù)流體的連續(xù)性原理求出水在直徑為d2處的流速，通過該過程讓學(xué)生進(jìn)行解答，學(xué)生正確算出水管一天流出的體積約為6.78×102m3。2.3伯努利原理向?qū)W生提問：當(dāng)流體靜止時，同一深度處各個方向的壓強(qiáng)大小相等。那么當(dāng)流體在管道中開始流動時，各截面處的壓強(qiáng)會發(fā)生變化嗎?學(xué)生進(jìn)行猜想：可能流速大的地方壓強(qiáng)較小，進(jìn)行講解，要觀察各個截面壓強(qiáng)的變化情況，就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示是一根粗細(xì)不均勻的管道，其中通有固定流量的流體，A1處的截面積較大，A2處的截面積較小