2024-2025學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 2 熱和內(nèi)能（2）教案 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律2熱和內(nèi)能（2）教案新人教版選修3-3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教材分析本節(jié)課為人教版選修3-3《物理》第十章“熱力學(xué)定律”的第二節(jié)“熱和內(nèi)能（2）”。該節(jié)內(nèi)容緊跟第一節(jié)內(nèi)容，進(jìn)一步深入探討了內(nèi)能的概念、改變內(nèi)能的兩種方式以及熱力學(xué)第一定律。教材通過(guò)豐富的實(shí)例和圖示，幫助學(xué)生理解和掌握內(nèi)能的計(jì)算、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)。此外，本節(jié)課還為學(xué)生提供了充足的實(shí)驗(yàn)探究和討論機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生的日常生活緊密相連，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的物理現(xiàn)象，提高學(xué)生的學(xué)以致用能力。同時(shí)，教師還需關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，針對(duì)不同程度的學(xué)生制定合適的教學(xué)策略，確保課堂教學(xué)的實(shí)效性。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括：理解能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、批判性思維和科學(xué)態(tài)度。通過(guò)學(xué)習(xí)熱和內(nèi)能的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生應(yīng)能理解內(nèi)能的概念、改變內(nèi)能的兩種方式以及熱力學(xué)第一定律，提高理解能力。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和討論，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，提升實(shí)踐能力。在探究過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的觀點(diǎn)和解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。此外，學(xué)生應(yīng)在評(píng)價(jià)和反思中培養(yǎng)批判性思維，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論知識(shí)進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)和質(zhì)疑。最后，通過(guò)小組合作和交流，學(xué)生將能夠養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：1.內(nèi)能的概念及計(jì)算；2.熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用；3.實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)能的變化規(guī)律。

難點(diǎn)：1.內(nèi)能的微觀解釋及計(jì)算公式的推導(dǎo)；2.熱力學(xué)第一定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用；3.實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理。

解決辦法：1.通過(guò)生活中的實(shí)例，讓學(xué)生感受內(nèi)能的存在，幫助學(xué)生形象理解內(nèi)能的概念；2.分步驟講解內(nèi)能計(jì)算公式的推導(dǎo)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探究；3.提供具體的實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生運(yùn)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題能力；4.組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師巡回指導(dǎo)，確保每位學(xué)生都能掌握實(shí)驗(yàn)技能；5.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察和記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括《物理》選修3-3教材、課堂講義、練習(xí)題等。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如內(nèi)能的概念圖解、熱力學(xué)第一定律的示意圖、實(shí)驗(yàn)操作視頻等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材，如溫度計(jì)、熱量計(jì)、燒杯、水、氣球等。確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，同時(shí)檢查實(shí)驗(yàn)器材是否符合教學(xué)需求。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)等。在教室內(nèi)設(shè)置合適的座位布局，以便學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。

5.教學(xué)工具：準(zhǔn)備教學(xué)所需的多媒體設(shè)備，如投影儀、計(jì)算機(jī)、音響等，并確保其正常運(yùn)行。

6.學(xué)習(xí)平臺(tái)：如果使用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)或教學(xué)管理系統(tǒng)，確保學(xué)生能夠順利登錄并參與課堂活動(dòng)。

7.學(xué)生作業(yè)：提前準(zhǔn)備并打印學(xué)生作業(yè)，包括練習(xí)題、思考題等，以便在課堂上進(jìn)行布置和反饋。

8.教學(xué)反饋表：準(zhǔn)備教學(xué)反饋表，以便收集學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解情況和教學(xué)資源的評(píng)價(jià)。

9.教學(xué)指導(dǎo)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，準(zhǔn)備教學(xué)指導(dǎo)資料，以便在課堂上進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

10.教學(xué)評(píng)估工具：準(zhǔn)備教學(xué)評(píng)估工具，如測(cè)驗(yàn)、考試等，以便對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)測(cè)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)熱和內(nèi)能的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道什么是內(nèi)能嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于內(nèi)能的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受內(nèi)能的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹內(nèi)能的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.內(nèi)能基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解內(nèi)能的基本概念、計(jì)算方法和熱力學(xué)第一定律。

過(guò)程：

講解內(nèi)能的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹內(nèi)能的計(jì)算方法，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.熱力學(xué)第一定律講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律的基本原理和應(yīng)用。

過(guò)程：

講解熱力學(xué)第一定律的定義和原理。

引導(dǎo)學(xué)生思考熱力學(xué)第一定律對(duì)內(nèi)能變化的影響。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與熱力學(xué)第一定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)熱力學(xué)第一定律的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括內(nèi)能的基本概念、計(jì)算方法、熱力學(xué)第一定律的原理和應(yīng)用等。

強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用熱力學(xué)第一定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于熱力學(xué)第一定律的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

為了幫助學(xué)生更深入地理解熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念，可以提供以下拓展閱讀材料：

-《熱力學(xué)基礎(chǔ)》：介紹熱力學(xué)定律的原理和應(yīng)用，深入剖析內(nèi)能的概念及其在物理學(xué)中的重要性。

-《熱能轉(zhuǎn)換與效率》：探討熱能的轉(zhuǎn)換和利用效率，讓學(xué)生了解熱力學(xué)定律在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

-《生活中的熱現(xiàn)象》：通過(guò)生活中的實(shí)例，解釋熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念，幫助學(xué)生更好地理解這些抽象的物理概念。

2.課后自主學(xué)習(xí)與探究

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究，進(jìn)一步鞏固課堂所學(xué)知識(shí)。以下是一些建議：

-學(xué)生可以查找相關(guān)的在線課程或講座，進(jìn)一步了解熱力學(xué)定律和內(nèi)能的深入知識(shí)。

-學(xué)生可以進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄熱力學(xué)現(xiàn)象，如熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流等，從而加深對(duì)熱力學(xué)定律的理解。

-學(xué)生可以閱讀相關(guān)的科普文章或書籍，了解熱力學(xué)定律在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應(yīng)用。

-學(xué)生可以參與學(xué)校的科學(xué)俱樂(lè)部或研究小組，與同學(xué)一起討論和探究熱力學(xué)定律的相關(guān)話題。重點(diǎn)題型整理七、重點(diǎn)題型整理

1.計(jì)算題：計(jì)算物體在特定條件下的內(nèi)能。

題型示例1：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，溫度為300K，求物體的內(nèi)能。

答案：根據(jù)內(nèi)能的計(jì)算公式，內(nèi)能U=m*c*T，其中m為質(zhì)量，c為比熱容，T為溫度。假設(shè)比熱容c為1000J/(kg·K)，則物體的內(nèi)能U=2kg*1000J/(kg·K)*300K=6*10^5J。

題型示例2：一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，溫度從293K升高到313K，求物體的內(nèi)能變化。

答案：內(nèi)能的變化ΔU=m*c*ΔT，其中ΔT為溫度變化量。假設(shè)比熱容c為1000J/(kg·K)，則內(nèi)能的變化ΔU=1kg*1000J/(kg·K)*(313K-293K)=2*10^4J。

2.應(yīng)用題：運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題。

題型示例1：一個(gè)熱源溫度為1000K，將熱量傳遞給溫度為300K的物體，求物體吸收的熱量。

答案：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體吸收的熱量Q=ΔU+W，其中ΔU為內(nèi)能的變化，W為對(duì)外做的功。假設(shè)物體對(duì)外做功為0，則Q=ΔU=m*c*ΔT=1kg*1000J/(kg·K)*(1000K-300K)=7*10^5J。

題型示例2：一個(gè)物體從高度h自由落下，落地的瞬間速度為v，求物體落地前后的內(nèi)能變化。

答案：落地前的內(nèi)能U1=mgh，其中m為質(zhì)量，g為重力加速度，h為高度。落地后的內(nèi)能U2=0（假設(shè)物體落地后停止運(yùn)動(dòng)）。則內(nèi)能的變化ΔU=U1-U2=mgh。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們深入探討了熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念。我們了解到內(nèi)能是物體分子運(yùn)動(dòng)的能量總和，它與物體的質(zhì)量、溫度和比熱容有關(guān)。我們學(xué)習(xí)了內(nèi)能的計(jì)算公式，并通過(guò)實(shí)例了解了內(nèi)能的實(shí)際應(yīng)用。此外，我們還探討了熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，它說(shuō)明在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。我們還通過(guò)小組討論和實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步鞏固了對(duì)熱力學(xué)定律和內(nèi)能的理解。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.計(jì)算題：一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，溫度為400K，求物體的內(nèi)能。

答案：內(nèi)能U=m*c*T=3kg*1000J/(kg·K)*400K=1.2*10^6J。

2.應(yīng)用題：一個(gè)物體從高度h自由落下，落地的瞬間速度為v，求物體落地前后的內(nèi)能變化。

答案：落地前的內(nèi)能U1=mgh，落地后的內(nèi)能U2=0（假設(shè)物體落地后停止運(yùn)動(dòng)）。則內(nèi)能的變化ΔU=U1-U2=mgh。

3.簡(jiǎn)答題：熱力學(xué)第一定律說(shuō)明了什么？

答案：熱力學(xué)第一定律說(shuō)明了能量守恒定律，即在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

4.判斷題：物體吸收的熱量總是等于內(nèi)能的變化。（）

答案：×，物體吸收的熱量等于內(nèi)能的變化加上對(duì)外做的功。

5.填空題：比熱容是物體單位質(zhì)量在溫度變化1K時(shí)吸收或釋放的熱量。（）

答案：正確。板書設(shè)計(jì)1.內(nèi)能的定義和計(jì)算公式

2.熱力學(xué)第一定律的原理

3.熱能轉(zhuǎn)換與效率

4.生活中的熱現(xiàn)象

5.熱力學(xué)定律在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應(yīng)用

6.內(nèi)能的微觀解釋

7.內(nèi)能的計(jì)算和應(yīng)用實(shí)例

8.內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)探究

9.熱力學(xué)第一定律的實(shí)際應(yīng)用

10.內(nèi)能與熱力學(xué)定律的關(guān)聯(lián)性教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課我講的是熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念，通過(guò)講解和實(shí)驗(yàn)操作，我希望學(xué)生能更好地理解這些抽象的物理概念?；仡櫿麄€(gè)教學(xué)過(guò)程，我覺(jué)得自己在教學(xué)方法和策略上做得還不錯(cuò)，能夠引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探究，同時(shí)也能夠及時(shí)給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。但是在課堂管理方面，我覺(jué)得自己還有待提高，有時(shí)候課堂紀(jì)律不夠好，影響了教學(xué)效果。

對(duì)于教學(xué)效果，我覺(jué)得學(xué)生們?cè)谥R(shí)方面掌握得還不錯(cuò)，能夠理解和運(yùn)用內(nèi)能的計(jì)算公式和熱力學(xué)第一定律的原理。在技能方面，學(xué)生們通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，能夠更好地理解和應(yīng)用熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對(duì)于熱力學(xué)定律和內(nèi)能的概念產(chǎn)生了濃厚的興趣，積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題和不足。首先，在課堂管理方面，有時(shí)候課堂紀(jì)律不夠好，影響了教學(xué)效果。其次，在教