高中物理-熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

《熱力學(xué)第一定律能量守恒定律》教學(xué)設(shè)計課題：熱力學(xué)第一定律能量守恒定律科目：物教師：一、教學(xué)目物理觀念

教學(xué)對象：高二 選用教材：人教版選修3-3第十章第3節(jié)1.能夠從能量轉(zhuǎn)化的角度理解熱力學(xué)第一定律的形式和內(nèi)涵。2.理解、掌握能量守恒定律，會用能量守恒的觀點分析物理現(xiàn)象明確其優(yōu)越性。3.了解第一類永動機(jī)不能制成的原因。會用 解決一些簡單的問題了解建立熱力學(xué)第一定律的科學(xué)思

歷史過程、事實依據(jù)以及科學(xué)方法。通過教材中.邁爾船醫(yī)的故事讓學(xué)生對創(chuàng)造性思維中最活躍因素——“猜想與假設(shè)”有一定的啟發(fā)鍛煉學(xué)生能從抽象公式內(nèi)化為思維從而解釋生活中現(xiàn)象的能力讓學(xué)生能夠?qū)W以致用。通過獨立分析和思考，理解W、、ΔU正負(fù)號的意義。能將其運科學(xué)探究 用到生活實際，結(jié)合自身體會，理解能量守恒定律。從實際出發(fā)體會永動機(jī)的不可能性。學(xué)習(xí)科學(xué)家們探索自然規(guī)律的精神，增強(qiáng)學(xué)生開發(fā)新能源、合理利科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 用能源、發(fā)展節(jié)能技術(shù)的責(zé)任感。同時在學(xué)習(xí)了第一類永動機(jī)不可行后，學(xué)生能夠建立健康積極的科學(xué)觀二、教學(xué)方法及策略教學(xué)方法：談話法、討論法、講授法、觀察法、閱讀法教學(xué)策略：實驗總結(jié)法、理論歸納法。三、教學(xué)重點及難點【教學(xué)重點1）用熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能改變的問題。（2）掌握 的符號法則并熟練應(yīng)用。【教學(xué)難點1）表達(dá)式（2）第一類永動機(jī)的不可能性四、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容

中各物理量的符號及其物理意義。教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖（一）引入：在上一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了改變物體內(nèi)能的兩種方式做功和熱傳遞并討論了一個絕熱系統(tǒng)和一個單純熱傳遞系統(tǒng)中內(nèi)能的該變量與功和熱量之間的定量關(guān)系接下來我們來看兩個實驗在觀察過程中家注意思考它們分別是采用什么方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的。教師播放熱刀切乒乓球?qū)嶒灪蛯W(xué)生透明氣缸中加“造云”實驗。由上述兩個實驗我們知道做功和熱遞都可以改變系統(tǒng)內(nèi)能?！咎釂柲侨绻到y(tǒng)在跟外界同時發(fā)生做和熱傳遞內(nèi)能的變化與熱量及做功之間什么關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

播放視頻做實驗、寫板書（題、提出問題

思考教師出的問題

激發(fā)學(xué)生趣，承上下（二）新課教學(xué)：1、熱力學(xué)第一定律類比在某一位同學(xué)家中父母這個月的工資收入各0元，這個月的家庭生活支出2000費1000問這個家庭這個月結(jié)余多少錢？（）內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功之和。

思考問題（）表達(dá)式：（）表達(dá)式：寫板書、用符號表示于培養(yǎng)學(xué)生其中U表示系統(tǒng)內(nèi)能的增量Q表示系統(tǒng)吸收的熱量W表示外界對系統(tǒng)做的功。提出問題、聯(lián)系生活實際方向利用熱力學(xué)第一定律解【提問請同學(xué)們思考一定量的氣體膨脹，決問題的思是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？維。那如何表示這個方向問題？答：正負(fù)符號。我們知道功有正負(fù)且正負(fù)號所代表的物理意義不同那么上式中ΔU和Q是否又有正負(fù)之分呢？如果有正負(fù)號代表的物理意義相同嗎？（）對公式Δ、Q、W符號的規(guī)定：教師引導(dǎo)學(xué)生從熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容符號規(guī)則的來分析上述三物理量的符號的規(guī)定具體如本質(zhì)是不難下內(nèi)容中的提到的是內(nèi)能的增加量如果閱讀教材[思的，但是學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能是減少，則ΔU的符號為-，聯(lián)系所做“制考與討論]、生很容易被+Q符云”實驗以及記筆記表象牽著鼻-“+做功W“-外界對系統(tǒng)做的功則教材[思考與討論]例子給子走，死記硬背。所以“+總而言之與定律內(nèi)容相反的“-”號，否則取“+”號。詳見下表：學(xué)生講解符號的規(guī)定以及物要幫助學(xué)生抓住其根理意義。本，利用直觀的表格幫助學(xué)生理清

問題的設(shè)與解決有2、氣體狀態(tài)變化與物理量對應(yīng)方法（絕熱過程的,則

規(guī)律。Δ,外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。（2）等容過程：無做功過程,即,則聯(lián)系所做“制該部分屬于=Δ,系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。云”實驗給同學(xué)們拓展氣體拓展內(nèi)容，有助于同學(xué)（3態(tài),系統(tǒng)的內(nèi)能不,即ΔU=0,則0或=-Q,表狀態(tài)變化與物理量對應(yīng)方記筆記將實際問題模型化，抽示吸收的熱量全部用來做功或外界對氣體法。象化，對解所做的功全部轉(zhuǎn)換為熱量放出。寫板書題能力有所提高。3、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟：首先選定研究對象是哪個熱力學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)符號法則判斷已知量的正、負(fù)。根據(jù)方程 求出未知量。再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來確定熱遞或做功方向的情況。

引導(dǎo)學(xué)生完成做練例題2和跟蹤訓(xùn)練2

體會熱力第一定律實際問題結(jié)合學(xué)習(xí)完熱力學(xué)第一定律后歸納到能量恒定律從而提出與能量守恒定律相違背的第一類永動機(jī)。

回顧能量恒定律。4、能量守恒定律和第一類永動機(jī).能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失它只能從一種形式轉(zhuǎn)化另一種形式或者從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到別的統(tǒng)在轉(zhuǎn)移過程中其總量保持不變回憶量守恒定律的內(nèi)容再引入第一類永動機(jī)題。.第一類永動機(jī)：在17-8世紀(jì)，資本主義發(fā)展初期為了滿足生產(chǎn)對于動力日益

同學(xué)們聽事，思維稍放松。

培養(yǎng)同學(xué)健康的科觀念。加的需求許多人致力于制造一種機(jī)器它不需要任何動力或燃料卻能不斷對外做功稱其“第一類永動機(jī)”。如圖是最早的永動機(jī)，設(shè)計于13世紀(jì)的國。

寫板

計算課件例題

回歸課標(biāo)回歸高考給出一般題步驟后題加以鞏固。并檢教學(xué)效果第一類永動機(jī)由于違反了能量守恒定律所以不可能實現(xiàn)。介紹了第一類永動機(jī)可以順勢引出第二永動機(jī)為下節(jié)課熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)鋪墊。講述了趣味性較強(qiáng)的物理學(xué)史之后需要讓同學(xué)們回歸課標(biāo)與高考總結(jié)解題步驟并利用例題檢驗。（三）課堂小結(jié)：本節(jié)課的主要內(nèi)容是熱力學(xué)第一定及其運用該內(nèi)容在以往高考的3-3選考題中出現(xiàn)的概率非常高屬于本書比較重要的內(nèi)容。五、板書設(shè)計

布置作業(yè)

檢測教學(xué)果。律、、W1.知識層面：1) 學(xué)生已掌握了內(nèi)能的定義及其微觀解釋。2) 本章前兩節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了在絕熱過程中ΔW中ΔQ的關(guān)系且建立了在改變系統(tǒng)內(nèi)能上做功和熱傳遞是等價的觀念3) 學(xué)生在必修2已經(jīng)學(xué)習(xí)了能量守恒定律，對于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化已經(jīng)較成熟的理解。2.能力層面：符號的規(guī)定是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點，而高二學(xué)生在學(xué)習(xí)加速度、力時就掌握了用符號來表示方向的技巧，為本節(jié)學(xué)習(xí)打下了堅實基礎(chǔ)。高中的知識規(guī)律較初中而言普遍更為抽象和偏向解題技巧，而本節(jié)學(xué)習(xí)的精髓應(yīng)是讓學(xué)生能夠從抽象的公式回歸到生活中的物理現(xiàn)象，學(xué)以致用。所以需要教師帶領(lǐng)學(xué)生動手實驗，體驗熱學(xué)的樂趣。3.認(rèn)知困難：第一類永動機(jī)的不可能性。師,,時,進(jìn),,渴主體意識教學(xué)方法是教師借以引導(dǎo)學(xué)生掌握知識，形成技巧的一種手段，于吸收本節(jié)內(nèi)容選自人教版選修3-3第十《熱力學(xué)定律的第3《熱力學(xué)第一定律能量守恒定律》。從教材結(jié)構(gòu)上來看本章從研究絕熱過程中功和內(nèi)能關(guān)系開始到討論單純的熱傳遞過程中熱與內(nèi)能的關(guān)系，逐步剖析功、熱量以及內(nèi)能三者之間的關(guān)系，引出了熱力學(xué)第一定律以及能量守恒定律的內(nèi)（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10節(jié)已學(xué)習(xí)，因此并未在本課的設(shè)計范圍內(nèi)）。在學(xué)習(xí)了守恒律后，學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律來了解自然過程的不可逆性認(rèn)識自然界的一切自發(fā)過程都是朝著熵增大的方向進(jìn)行的這一規(guī)律。從教材內(nèi)容來看教材的思路是從焦耳的實驗出發(fā)得到“做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價的”的觀念，從而總結(jié)出的規(guī)律，進(jìn)而推廣得到能量守恒定律并介紹永動機(jī)的不可能性而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計是在教材的基礎(chǔ)上用一個新穎的實驗作為引入承接原來學(xué)過的“單純做功／熱傳遞改變系統(tǒng)內(nèi)能”引出做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面的等價性”激發(fā)學(xué)生樂趣系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價的”的觀念，從而總結(jié)出的規(guī)律，進(jìn)而推廣得例題是熱J變式訓(xùn)練功了?/?為J了J跟蹤訓(xùn)練.塞P板B塞P向B動P（）A．變BC．加D．態(tài)，其pT圖象如圖1033所示．下列判斷正確的是( )．過程ab中氣體一定吸熱態(tài)，其pT圖象如圖1033所示．下列判斷正確的是( )．過程ab中氣體一定吸熱．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程a中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱．a(chǎn)、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小能變化了多少？當(dāng)堂檢測跟蹤訓(xùn)練2.如圖所示，用面積為s的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m.現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2空氣柱的高度增加了△L已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為P0.能變化了多少？當(dāng)堂檢測1（ ）ABC2了×4J的功了1.2105，是（ ）A．W=×10JΔU105J，Q=10JB．W=×10JΔU×10J=10JC．W8×4，ΔU×10J14JD．W8×4，ΔU×15J，Q－14J3（ ）A量 量 C熱 首先，在課堂形式上顯得比較單一，和孩子們的互動不是很多，其次【內(nèi)容要求】3.2.1知道熱力學(xué)第一定律。通過有關(guān)史實，