热力学三大定律的论文范文第1篇
热力学四定律：通常是将热力学第一定律及第二定律视作热力学的基本定律，但有时增加能斯特定理当作第三定律，又有时将温度存在定律当作第零定律。一般将这四条热力学规律统称为热力学定律。热力学理论就是在这四条定律的基础建立起来的。 热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称做“热力学第零定律”。 热力学第一定律：热力学的基本定律之一。是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。它指出热是物质运动的一种形式，并表明，一个体系内能增加的量值△E(=E末-E初)等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和，可表示为 △E=W+Q热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造的。
热力学第二定律：它的表述有很多种，但实际上都是互相等效的。比较有代表性的有如下三种表述方式：
不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化(克劳修斯)。不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用功而不产生其它影响(开尔文)。不可能制造第二类永动机(普朗克)。以上三种说法(也包括其它表述法)所描述的一个事实是：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
热力学第三定律：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”这就是热力学第三定律。根据热力学第三定律，在下一切物质都停止运动。
热力学三大定律的论文范文第2篇
对牛顿第一运动定律即惯性定律的物理意义，有些学生往往认识不足，很容易产生一些误解，以为牛顿第一运动定律定义了惯性和力，它是牛顿第二运动定律的特例，并无重要意义。其实，牛顿第一运动定律即惯性定律不仅是一条独立的物理定律，而且还是整个动力学的出发点，对它不做深刻的研究，就不能真正懂得整个牛顿力学体系。
一、牛顿第一运动定律即惯性定律仅给出力的定性的定义
牛顿第一运动定律即惯性定律，最早见诸于牛顿的名著《自然哲学的数学原理》一书，可译成：“每个物体继续保持其静止或沿一直线做等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态。”这里给出的力的定义是定性的，不能看作是给力下了确切的定义。真正明确的，定量的力的定义是由牛顿第二运动定律给出的，力是产生加速度的原因。
二、牛顿第一运动定律即惯性定律没有定义惯性
认为牛顿第一运动定律即惯性定律定义了惯性的说法是不妥当的，所谓惯性即物体有保持静止或匀速直线运动的特性，是物体具有的一种本质属性，它与物体运动状态是否发生变化无关，可见惯性定律并不是用来解释物体这一具体属性的，只能说惯性定律给出了惯性这一概念，不能说是定义了惯性这个客观属性。
三、牛顿第一运动定律即惯性定律是一条独立的物理定律
把牛顿第一运动定律即惯性定律看做是牛顿第二运动定律的特例，这是一种似是而非的看法，是没有看到惯性定律也是一条重要力学定律的缘故。惯性定律首先揭示了维持物体运动的原因是物体的惯性，这就不是牛顿第二运动定律所能替代的。其次，惯性定律确定了运动定律在其中完全成立的参照系即惯性参照系。如果不是由第一运动定律建立了惯性系。那就无法正确表述其他运动定律。可见，惯性定律是一条重要的独立的物理学定律。
四、牛顿第一定律是一条客观规律
这一规律说明了物体具有惯性的性质，即原来静止的物体不受力时将保持静止状态，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运动状态。因此惯性是物体具有的一种性质，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的一条客观规律。
对于牛顿第一运动定律即惯性定律，我们可以概括地说，它是力学，也是整个物理学的出发点，它归纳了伽利略等人的科学成果并升华到理论高度，给出了力的定性定义、惯性概念和定义了惯性参照系。惯性定律不能通过其他物理定律或某个具体实验来获得，它是一条具有独立意义的重要定律。
参考文献：
余安军.浅谈惯性与惯性定律的教学.科学咨询，2012（31）.
编辑 孙玲娟
热力学三大定律的论文范文第3篇
【摘要】在高中物理中，牛頓定律与力学问题的综合运用涉及的题目非常广泛，基于此，本文首先叙述了牛顿定律和力学问题的主要内容，并且阐述了二者之间的关系，然后结合实例分别对牛顿三个定律与力学问题的综合运用进行仔细的分析。
【关键词】牛顿定律 力学问题 综合运用
学习物理不光要对相关知识有所掌握，最重要的是能够深入理解公式和定理，并将其运用于实际解题中。牛顿定律主要阐述的就是力与运动的关系，因此，将其与力学问题进行综合运用就显得尤为必要，下面对此展开分析。
一、牛顿定律与力学问题简介
1.牛顿定律
牛顿定律是由艾萨克·牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出的，其中包括三个定律，分别为牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。牛顿第一定律又叫惯性定律，说明力是改变物体运动状态的原因；牛顿第二定律说明了力与运动的关系，提出了加速度的定义；牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力之间的关系，指明两个力是同一性质的力。
2.力學问题
力学问题主要研究的是物体的受力，及其在力的作用下产生的形变和运动，在解决力学问题时，首先需要明确研究对象，然后按照先场力后摩擦力的顺序进行受力分析。
3.牛顿定律与力学问题的关系
我们知道，力学问题与物体的运动有很大的联系，而牛顿运动定律主要研究的就是力与运动的关系，因此，运用牛顿定律解决力学问题具有重要的意义。
二、牛顿定律与力学问题的综合运用
1.牛顿第一定律与力学问题的综合运用
在一些力学题目中，经常会涉及到物体的平衡问题或者物体的匀速直线运动问题，为此需要借助牛顿第一定律的理论对物体进行受力分析并求出题目中未知的力。比如题目中已经给出了物体受到的一些力，为了使物体在和外力的作用下保持平衡，求未知的力。对于这样的题目，我们知道，物体保持平衡也就是说物体处于静止或者匀速直线运动状态，由牛顿第一定律可知，物体受到的外力之和为零，从而借助三角形定则或者平行四边形就可以求得未知力的大小和方向。
2.牛顿第二定律与力学问题的综合运用
在运用牛顿第二定律解决力学问题的过程中，首先要正确选择参考系，然后对物体进行受力分析，最后结合物体的运动状态采用加速度计算公式求相关的力，或者在已知力的条件下求物体的加速度进而确定出物体的运动状态。
比如这道题：如图1所示，质量相等的两个物体A、B之间用一根轻弹簧进行连接，再用一根细线将整体悬挂在天花板上，此时整体处于静止状态，求剪断细线的瞬间物体的运动状态。
解题过程：首先，对物体进行受力分析，B物体受到重力、弹簧向上的弹力，此时处于静止状态，重力mg=F弹，A物体受到重力mg、弹簧向下的弹力F‘弹=F弹、细线对其产生的拉力T的作用而处于静止状态，因此，T=2mg；剪断细线的瞬间，弹簧并不会立即恢复原状，因此，弹力不会立即发生变化，A受到的力为重力和弹簧向下的弹力，合外力为2mg，由牛顿第二定律可知，A的加速度为a==2g，B物体受到的力不发生改变，因此仍处于静止状态。
这道题是通过分析物体受力而确定物体的运动状态，下面再举一个已知物体的运动状态分析其受力情况的例子。
如图2所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m、3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块用不可伸长的轻绳相连接，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块一起以同一个加速度运动，则以下说法正确的是（）
A.质量为2m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断
D.轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m木块间的摩擦力为
本题的答案为C选项，解题过程如下：
首先取整体为研究对象，对其受力分析，合外力仅由F提供，加速度为a=，因此，质量为m和质量为2m的木块之间存在着摩擦力的作用，，因此质量为2m的木块受到重力、支持力、压力、拉力以及摩擦力的作用，A选项错误；若轻绳被拉断，则其拉力为T，取质量为m和质量为2m的木块整体为研究对象，由牛顿第二定律可知其加速度为，再将三个木块整体做为研究对象，进行受力分析可得F=6，所以当轻绳被拉断时，F=2T，选项B错误，C正确；由之前的分析可知，轻绳刚要被拉断时，而质量为m的木块仅受到摩擦力的作用，且，所以选项D错误。
通过对上述两道题目进行分析，可以看出牛顿第二定律在解决力学问题中应用比较广泛，核心是选取正确的研究对象，灵活运用牛顿第二定律计算研究对象的和加速度或者某一方向上的加速度，从而达到巧妙解题的目的。牛顿第二定律不仅在直线运动问题中有所运用，在抛体和圆周等运动中也对解题起到重要的作用，可以说，牛顿第二定律贯穿于整个高中物理的解题过程，深入熟练地掌握该定律有利于对物体的运动状态进行正确的分析。
3.牛顿第三定律与力学问题的综合运用
在运用牛顿第三定律解题时需要注意的主要问题就是作用力和反作用力的同时性以及它与平衡力之间的差别，其在实际问题中的意义在于能够根据一个物体的受力推测与该物体相关的其他物体的受力情况，从而准确全面地对物体进行受力分析。比如（二、2）中的第二道题，质量为m的木块对质量为2m的木块产生一个向下的压力，同时，质量为2m的木块对质量为m的木块产生一个向上的支持力，二者大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，因此在对质量为2m的木块进行受力分析的过程中就不容易将质量为m的木块对其产生的压力忽略掉。
三、结语
综上所述，牛顿定律在高中力学问题中发挥了重要的作用，学好牛顿定律是学好高中物理的必要前提和基础，在学习过程中不仅要多做题，而且还要不断地反思和总结，最终实现将牛顿定律灵活运用于力学问题的目的。
参考文献：
[1]朱向一凡. 牛顿定律与力学问题的综合运用[J]. 工业b， 2016（5）：00310-00310.
[2] 孙勇. 应用牛顿运动定律解决动力学问题[J]. 新高考：高一物理， 2013（11）：42-43.
[3]李文强. 动力学问题的研究——牛顿运动定律应用浅析[J]. 文理导航·教育研究与实践， 2012（8）：59-61.
热力学三大定律的论文范文第4篇
一、知识和技能
1、能判断涉及热现象的宏观过程是具有方向性的;
2、知道并理解热力学第二定律的两种经典表述;
3、形成关于宏观热现象都具有不可逆性的概念;
4、认识到热力学第一定律与热力学第二定律具有同样重要的意义。
二、过程和方法
分析各种热学现象的过程，归纳出现象背后的普遍规律──热力学第二定律。
三、情感、态度和价值观
1、体会科学发现的曲折性和必然性;
2、体会热力学第二定律对于人类实践的指导意义。
【教学重点和难点】
重点：热力学第二定律内容的理解。
难点：热力学第二定律的两种表述的理解。
【设计思路与教学流程】
设计思路：
本节内容的课程标准是：“通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。”热力学第二定律是紧跟在热力学第一定律之后的一节内容。学生早在初中就知道了能量的转化与守恒定律，在学完了热力学第一定律之后，对于能量守恒的认识就更深刻了。因此在此基础上提出“利用海水降温释放的热量作为新能源”这一设想，让学生思考、讨论而引入新课。然后再列举一些自发的热学现象，归纳出其中共同的特征：过程的不可逆性。然后就其中的热传导与功热转化两个过程具体分析，归纳出热力学第二定律的两种经典表述：克劳修斯表述和开尔文表述。热力学第二定律的实质就是指宏观自发的涉及热现象的过程都是不可逆的，任何一类宏观自发的热学过程都可以作为热力学第二定律的表述。本节课的难点在于如何理解热力学第二定律的两种表述，特别是开尔文表述。教学中尽可能多地让学生分析实例，再借助于一些多媒体素材(我利用了一些视频及热机、内燃机两个flash动画)，从正、反两方面帮助学生形成对热学现象中的过程认识：热量可以自发地从高温物体传到低温物体;功可以全部转化为热;热量可以从低温物体传到高温物体(但要有条件);热可以转化为功(但不完全)。最终认识到热力学第二定律是与热力学第一定律并重的一条客观规律。
教学流程：
【教学资源】
多媒体课件(包括视频及flash动画)
【教学实录】
一、引入新课
师：我们刚刚学过了热力学第一定律，即能量的转化与守恒定律。既然能量的总量是不变的，但为什么还说有能源危机，还要提倡节约能源呢?曾经有这样一个设想(展示幻灯片)，试图来解决我们的能源危机。
(幻灯片内容)地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×1018t，如果这些海水的温度降低0.1oC，将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×103J/(kg·℃)
师：请大家计算一下，上述过程将释放多少能量?
生：放出5.8×1023J的热量。
师：这相当于1800万个大亚湾核电站一年的发电量。(秦山核电站装机容量为30万千瓦、大亚湾核电站装机容量为百万千瓦)(幻灯片)
师：请大家相互讨论一下，该方案可行吗?
„„(学生分组讨论)
生1：这个方案可行，因为不违背能量守恒定律。
生2：这个方案不可行，若可行的话，科学家早就将这一想法付诸实践了。
生3：不同意2的说法。并不是我们能想到的就一定能实现的。
„„
二、提出热力学第二定律
师：那么这一想法实现的困难是技术上的障碍呢?还是理论上根本不可能?是否还存在一些除了能量的转化与守恒定律之外的一些我们还必须遵循的客观规律呢?现在让我们一起来学习本章第五节：热力学第二定律。
师：我们先从分析一组物理现象开始。请看下面的一些视频：①空气和二氧化氮气体的扩散;②烧红的铁棒浸入水中冷却;③向密闭的广口瓶中充气，将瓶塞充开;④在草坪上滚动的足球最终停下来;⑤一玻璃杯从桌子边缘摔在地面上破碎。(展示视频)
师：这些是我们眼中能看到的现象，大家能否描述一下上述现象的逆过程?并判断这些逆过程可能实现吗?注意语言表述的准确性，大家相互讨论一下。
„„(学生分组讨论)
生1：现象①的逆过程是均匀混合的空气与二氧化氮气体过一段时间变的泾渭分明：上面是空气，下面是二氧化氮。该过程不可能。
生2：现象②的逆过程是浸在水中的铁棒过一段时间后吸收水的热量变红了，而水温降低了。该过程不可能。
生3：现象③的逆过程是从瓶中冲出去的气体又自动回到瓶中，瓶中气体的压强达到了将瓶塞冲开时的压强。该过程不可能。
生4：现象④的逆过程是静止在草坪上的足球自动地吸收草地的热量转化为足球的动能，足球滚了起来。该过程不可能。
生5：现象错误!链接无效。的逆过程是碎在地面上的玻璃杯自动地变成完整的杯子，并跳回桌面。该过程不可能。
师：所有的这些现象有何共同特征?
生：都是不可逆的。
师：既然在不同的现象背后存在着一个共同特征，那么就应该存在着一个普遍的客观规律。事实上，许多科学家已经从不同的角度分别进行了归纳总结，提出了热力学第二定律。
三、热传导过程分析──克劳修斯表述
师：分析诸如②的热传导过程，要发生热传导必须具备什么条件?
生：要有温度差。
师：那么自发的热传导过程有什么特征?
生：总是从高温物体向低温物体传导。
师：热量能否从低温物体传导到高温物体?
生1：不能，诸如②中不可能出现铁棒变红、水温降低的现象。
生2：可能的，电冰箱工作时就是将热量从低温环境传导到高温环境。
师：很好，让我们一起来分析电冰箱的工作过程。请考虑三个问题：一是电冰箱中热量传导的方向性;二是电冰箱中这种热量传导有没有条件?三是分析电冰箱工作时能量转化情况。请大家相互讨论一下。
„„(学生分组讨论)
生1：电冰箱工作时是将热量从低温环境传到高温环境;
生2：只有在电冰箱插上电源后，才能实现上述热量传导过程;
生3：电冰箱工作时，消耗了电能。
师：电冰箱工作时，消耗了电能，再考虑电冰箱制冷剂在箱内吸收的热量与在箱外释放的热量，该过程中能量守恒吗?
生4：能量肯定是守恒的，也许释放到电冰箱外的热量大于在电冰箱内吸收的热量。
师：你的说法不错，诸如过程②和电冰箱的工作过程可以用下面的流程图来表示：
可见，热量传导可以从低温物体到高温物体。可以设想，拔掉电源的冰箱是不可能达到制冷效果的，也就是下面的过程不可能：
(展示幻灯片)
师：早在1850年德国物理学家克劳修斯总结了热传导过程的规律，称之为热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。请大家再将这一意思换一种表述方法。
生：也可以说成：热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
四、功热转化过程分析──开尔文表述
师：足球在草坪上滚动最终停下来，试分析该过程中的能量转化情况。
生：足球的动能转化为内能。
师：再比如小球从高处落下掉进沙坑，能量的转化情况怎样?
生：小球的机械能转化为内能。
师：机械能可以全部转化为内能，那么内能能否转化为机械能?
生1：不能，因为上面的过程是不可逆的。
生2：可以的，热量可以由高温物体传到低温物体，但也可以由低温物体传到高温物体。
师：你的类比不错。这一问题先搁一下，我们再分析两个实例：一是热机;二是内燃机。(展示flash动画)
请观察热机与内燃机的工作流程，并分析能量转化的情况。
生1：热机工作过程中，锅炉中的水被加热变成水蒸气，水蒸气推动汽缸活塞对外做功，然后排出的尾气经过冷凝器变成液态水回到锅炉。该过程中的能量转化过程是：煤的化学能转化为水蒸汽的内能，再变为活塞运动的机械能。
生2：内燃机工作过程中，先吸入空气与汽油的混合气体，接着活塞向上运动压缩混合气体，点火后混合气体爆炸，推动活塞对外做功，最后将汽缸中的尾气排出。该过程中混合气体的内能转化为机械能。
师：以上两个过程都存在内能转化为机械能的现象。请分析这些过程中，内能全部转化为机械能吗?
生3：不能，因为机械装置存在摩擦损耗，要消耗部分能量。
生4：从汽缸中排出的尾气也带走了部分能量。
师：这样看来，机械能与热能之间的转化也可以用下面的流程图来表示：
(展示幻灯片)
师：热机或内燃机就是从高温热源吸收热量Q1，其中对外做功为W，到低温热源放出热量Q2。这一过程是通过工作物质如水蒸气、汽油和空气混合气体的燃烧等来完成，这些工作物质简称为工质。即使将摩擦损耗的能量理想化地降低到零，也不可能排除尾气带走的热量。在1851年，开尔文就功与热的转化提出了：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其它影响。这就是热力学第二定律的开尔文表述。所以热机、内燃机的效率总有：。即下面的过程是不可能完成的：
(展示幻灯片)
师：大家能否就开尔文表述换一种说法?
生：不可能有效率为100%的热机。
师：这种说法更简洁。事实上，一般的汽车上的汽油机械效率只有20%～30%，蒸汽轮机的效率比较高，也只能达到60% 。
五、热力学第二定律的实质
师：热传导过程与功热转化过程的分析，得到了热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述的共同点是什么?
生：都指明了物理进程的一种方向性。
师：不错，热力学第二定律的实质就是指明了自发的宏观热现象具有方向性。任何一类宏观自然过程进行方向的说明可以作为热力学第二定律的表述。请观察扩散现象、气体向真空扩散的过程(展示幻灯片)。大家能否结合这些现象给出热力学第二定律的其他表述呢?
生1：热力学第二定律也可表述为：扩散过程是不可逆的。
生2：热力学第二定律也可表述为：气体向真空中自由膨胀的过程是不可逆的。
师：这些说法都不错，当然还有其他不同的表述，所有的这些表述都是等价的。请同学们课后相互讨论交流。
六、回顾与思考
师：现在让我们来回顾一开始提出的设想：能否利用海水降温的方法获取有用功?
生1：不行，该过程尽管不违背能量守恒定律，但却违背了热力学第二定律。
师：违背了热力学第二定律中的哪种表述?
生2：违背了开尔文表述。即不可能从海水这单一热源吸收热量，使之变为有用功，而不产生其他影响。
师：不错。但是在没有发现热力学第二定律之前，有许多科学家就试图制造诸如此类的机器，这称之为第二类永动机。现在看来，第二类永动机也不可能实现。开尔文表述是从功能关系来表述的，因此开尔文表述也可说成：第二类永动机不可能实现。可见我们不仅要受制于能量的转化与守恒定律，还要受到能量转化方向的制约。也可以说热力学第一定律指明了我们所拥有的“资本”总量;热力学第二定律则规定了我们“资本”运营的方式和方法。
课后请同学们再利用热力学定律说明开始的五个视频的逆过程为什么不能完成，并完成教材后的问题与练习题。
【教学反思】
热力学三大定律的论文范文第5篇
一、牛顿三大定律之间存在的相互独立性
牛顿三大定律都是对力学知识的概括与总结, 但是三者之间也具有明确的分界线, 存在相互之间的独立性。且其主要表现在, 牛顿第一定律主要是就不存在外力作用的物体运动状态进行描述, 即对理想状态的描述, 其不具备实际应用作用, 但是能就力学实验进行指导。同时, 该定律就力与物体运动之间的关系进行了阐述, 明确了力对物理运动状态的影响, 同时也揭示了加速度的形成原因。总体来说, 该定律主要是就力的概念进行了阐述, 是力学研究工作开展的重要基础。
牛顿第二定律是在牛顿第一定律作为基础的条件下进一步推导出的, 其主要是根据物体运动惯性、运动加速度等概念来就力和运动的定量关系展开阐述。并且, 在该定律当中还就物体产生惯性的原因以及惯性大小差异的原因进行了阐述, 并以此为基础建立了物理惯性运动模型。牛顿第二定律对于之后实现力学的研究深入提供了重要的基础。[1]
牛顿第三定律的讨论也是在牛顿第一与第二定律的基础上展开的深入研究, 主要是针对物体之间的相互作用来展开分析的。在该定律的概念当中, 作用力和反作用力之间是存在相对关系的, 是对立存在的, 其主要是指当存在作用力的情况下就势必会存在相对应的反作用力。并且作用力与反作用力本身的性质相同, 具有瞬时性的特征。但是学生在探究这两种概念时, 不能将作用力与反作用力之间的关系表示为F+F’=0, 这主要是由于存在相对关系的作用力与反作用力其实作用的物体是不同的。因此, 这两种力是不能用来相互抵消的。以上即为牛顿三大定律之间存在的相互独立性的表达, 学生在实际学习过程中应当切实明确其存在的差异, 并能区分性的进行相关定律的应用。
二、牛顿三大定律之间存在的密切联系
牛顿三大定律本身是存在着各自独特的特征的, 但是从本质关系层面进行考虑, 三大定律的逻辑性相同, 都是属于力学知识体系中的重要理论部分。而从细化的角度分析牛顿三大定律之间存在的密切联系, 又可将其表述为以下几方面。首先, 牛顿第一、第二以及第三定律之间具有一定的递进性意义, 而该递进性并不仅仅体现在力学研究工作的深入程度方面, 其还表现在研究对象上的层层深入。牛顿第一定律主要是就理想层面的产物进行力学思考, 但是其并不能构成单独的实验。可其却为之后开展牛顿第二定律与第三定律提供了重要的思想与研究指导, 且主要表现在牛顿第二定律已经开始对现实存在的事物的力学关系进行讨论了, 并分析和阐述了物理在受力之后发生的运动状态与相关问题。另外, 第三定律则是在第一与第二定律的基础上实现的扩充性研究, 相比第二定律仅仅研究单个物体而言, 其已经实现了研究对象数量到达2个甚至更多的转变。同时还深入的就物体相互作用进行了阐述与总结, 这能为之后的运动研究创造更多的支持。[2]
另一方面, 牛顿第三定律属于整体性的理论研究, 是力学方面的基础性理论, 涵盖了第一与第二定律中的理论概念。就第三定律进行整合分析之后可以看出, 牛顿第一定律本身是就力的概念以及属性展开探讨, 初步的解析了力与物体运动之间的关系, 是开展之后的力学研究工作的重要基础。而第二定律遵循第一定律所提出的理论指导, 在完善第一定律的同时, 将定律应用到了实际问题思考当中, 实现了力学理论的实践落实。而第三定律的研究更是就以上定律进行了深入的探究, 将研究重点放在了生活中较为复杂的力与运动的问题研究中, 能就实际遇到的力学的问题进行解决。而在力学的不断发展下, 建立在牛顿三大定律之上的力学概念包括动量定理、动量守恒定律等。
三、结束语
学生在进行力学课程学习的过程中, 应当将重点放在牛顿三大定律方面, 这是相关力学知识展开与运用的重要基础性内容。首先, 学生应当明确牛顿三大定律之间的差异, 这样才能在实际问题解决时正确的选择相应的牛顿定律进行问题求解。其次, 学生还应当明确牛顿三大定律之间存在的层层递进的密切联系, 以此方便在实际问题解决中实现相关定律的组合应用, 帮助学生找到问题解决的突破口。
摘要：在高中物理课程当中, 牛顿三大定律是十分重要的课程内容, 是该阶段的力学研究中的基础理论, 在综合性力学问题求证中的应用价值较高。但是学生在进行相关知识学习时, 往往难以就该三大定律进行明确分辨, 更难提应用。本文简要就牛顿三大定律之间的相互独立性进行分析, 同时探究了三大定律之间存在的密切关系, 以期为广大高中学生正确分辨与应用牛顿三大定律提升参考。
关键词：牛顿三大定律,独立性,联系
参考文献
[1] 徐振杰.牛顿三大定律的关系研究[J].科技展望, 2016, 33:267.
热力学三大定律的论文范文第6篇
1.知识目标：
(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。
(4)理解能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例; (5)理解“永动机”不能实现的原理。 2.能力目标：
在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU =W+Q，并会用ΔU =W+Q分析和计算问题，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
3.物理学方法教育目标：
能量守恒定律是自然科学的基本定律之一，应用能量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。
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
2 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2.6×10J的热量，内能增加了4.2×10J.外界对气体做了多少功?
解
由(1)式得 W=ΔU-Q =4.2×10J-2.6×10J =1.6×10J 外界对气体做的功是1.6×10J. 思考与讨论
上题中，如果气体吸收的热量仍为2.6×10J，但是内能只增加了1.6×10J，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。
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5一般情况下，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。
4 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5.0×10J/(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
2 5 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，20Mv280%50%24℃ 得出t2cm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
复习本节内容，完成练习六。
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课后思考与讨论
有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮.他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了(下图).
请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去. 阅读材料
高空的气温为什么低
研究大气现象时常常用到热力学第一定律.通常把温度、压强相同的一部分空气作为研究的对象，叫做气团，直径上千米.由于气团很大，边缘部分和外界的热交换对整个气团没有明显的影响，即(1)式中Q=0，所以气团的内能的增减只等于外界对它做功或它对外界做功的多少：
ΔU=W 阳光烤暖了大地，地面又使得下层的气团温度升高，密度减小，因而上升.上升时气团膨胀，推挤周围的空气，对外做功，因此内能减小，温度降低.所以，越 7 高的地方，空气的温度越低.对于干燥的空气，大约每升高1km温度降低7℃(图10-13).