2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第2節(jié) 熱力學(xué)第一定律教案 粵教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第2節(jié)熱力學(xué)第一定律教案粵教版選修3-3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱(chēng)）2024-2025學(xué)年高中物理第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第2節(jié)熱力學(xué)第一定律教案粵教版選修3-3教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第一定律是高中物理中的重要概念，它揭示了能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的原理。在本節(jié)課中，學(xué)生將學(xué)習(xí)到熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式和意義，以及如何運(yùn)用該定律分析實(shí)際問(wèn)題。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的物理量和單位，以及能量守恒的概念。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生理解和應(yīng)用能量守恒原理，將其擴(kuò)展到熱力學(xué)領(lǐng)域。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對(duì)熱力學(xué)第一定律有更深入的理解，并能將其應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理概念的理解和應(yīng)用能力。通過(guò)學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，學(xué)生將能夠運(yùn)用科學(xué)思維分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與探究的精神，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和案例分析，深入理解熱力學(xué)第一定律的含義和應(yīng)用，提高對(duì)物理概念的理解和應(yīng)用能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

本節(jié)課的核心內(nèi)容是熱力學(xué)第一定律，它揭示了能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的原理。學(xué)生需要理解熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式和意義，以及如何運(yùn)用該定律分析實(shí)際問(wèn)題。具體重點(diǎn)內(nèi)容包括：

（1）理解熱力學(xué)第一定律的表述和意義；

（2）掌握熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式和符號(hào)表示；

（3）學(xué)會(huì)運(yùn)用熱力學(xué)第一定律分析實(shí)際問(wèn)題，如能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問(wèn)題。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容主要包括熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)和實(shí)際應(yīng)用。具體難點(diǎn)內(nèi)容包括：

（1）理解熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，特別是符號(hào)表示和公式的意義；

（2）掌握熱力學(xué)第一定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，如能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問(wèn)題；

（3）理解熱力學(xué)第一定律與能量守恒原理的關(guān)系，以及如何運(yùn)用該定律解決實(shí)際問(wèn)題。

為了幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，教師可以采取以下教學(xué)方法：

（1）通過(guò)實(shí)例和實(shí)際問(wèn)題引入熱力學(xué)第一定律的概念，讓學(xué)生感受到該定律的實(shí)際意義；

（2）采用圖形、模型等輔助教具，幫助學(xué)生形象地理解熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

（3）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察，讓學(xué)生親身體驗(yàn)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，從而加深對(duì)定律的理解；

（4）提供豐富的練習(xí)題和案例分析，幫助學(xué)生鞏固熱力學(xué)第一定律的知識(shí)，并能夠靈活運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2024-2025學(xué)年高中物理第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第2節(jié)熱力學(xué)第一定律》的教材或?qū)W習(xí)資料。教材中應(yīng)包括熱力學(xué)第一定律的定義、表達(dá)式、示例和應(yīng)用等內(nèi)容。

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。例如，可以準(zhǔn)備能量守恒示意圖、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用案例圖片等，以幫助學(xué)生更好地理解和記憶熱力學(xué)第一定律。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。可以選擇一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材，如溫度計(jì)、熱量計(jì)、物體等，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和測(cè)量來(lái)驗(yàn)證熱力學(xué)第一定律。

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。可以將教室分成幾個(gè)小組討論區(qū)，每個(gè)區(qū)域配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材和多媒體設(shè)備，以便學(xué)生進(jìn)行分組討論和實(shí)驗(yàn)操作。

5.教學(xué)工具：準(zhǔn)備投影儀、計(jì)算機(jī)、白板等教學(xué)工具，以便教師展示教材內(nèi)容、輔助材料和進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)。

6.練習(xí)題和案例：準(zhǔn)備一些與熱力學(xué)第一定律相關(guān)的練習(xí)題和案例，用于課堂練習(xí)和鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)。

7.教學(xué)反饋表：準(zhǔn)備一份教學(xué)反饋表，用于收集學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的反饋和建議，以便教師進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供包含熱力學(xué)第一定律基本概念和公式的PPT、視頻講解等資源，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：提出問(wèn)題如“能量如何在不同形式之間轉(zhuǎn)換？”“熱力學(xué)第一定律如何解釋能量的守恒？”等，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)在線平臺(tái)收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問(wèn)，確保學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容有初步了解。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生在家中利用網(wǎng)絡(luò)資源或教材，學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律的基礎(chǔ)知識(shí)。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，記錄自己的理解和解題思路。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生通過(guò)線上平臺(tái)提交預(yù)習(xí)筆記或思維導(dǎo)圖，展示預(yù)習(xí)效果。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索新知識(shí)，提高自學(xué)能力。

-信息技術(shù)手段：利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)促進(jìn)資源共享和互動(dòng)交流。

-作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉新課內(nèi)容，為課堂討論打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問(wèn)題解決能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過(guò)講述一個(gè)與熱力學(xué)第一定律相關(guān)的實(shí)際案例，如蒸汽機(jī)的發(fā)明，激發(fā)學(xué)生的興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行解釋。

-組織課堂活動(dòng)：分組討論能量轉(zhuǎn)換的實(shí)例，讓學(xué)生運(yùn)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，進(jìn)行解答和指導(dǎo)，確保學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律的核心概念。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：學(xué)生專(zhuān)注聽(tīng)講，記錄重點(diǎn)，對(duì)熱力學(xué)第一定律的概念進(jìn)行深入理解。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組中積極討論，通過(guò)案例分析來(lái)實(shí)踐和鞏固熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。

-提問(wèn)與討論：學(xué)生針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提出并參與小組討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，確保學(xué)生掌握熱力學(xué)第一定律的基本原理。

-合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)法：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感受熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。

-作用與目的：

-確保學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律有清晰、準(zhǔn)確的理解。

-通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和解決問(wèn)題的能力。

-通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：設(shè)計(jì)一些有關(guān)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用題，讓學(xué)生在家中完成。

-提供拓展資源：推薦一些高級(jí)教材或研究論文，供有興趣深入學(xué)習(xí)的同學(xué)進(jìn)一步閱讀。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改作業(yè)并及時(shí)給予反饋，指出學(xué)生的錯(cuò)誤并提供改進(jìn)建議。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生在家中完成作業(yè)，運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣，選擇拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和作業(yè)完成情況進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生在家中獨(dú)立完成作業(yè)，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的能力。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行回顧和反思，提高自我認(rèn)知。

-作用與目的：

-鞏固和加深學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用能力。

-通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。

-通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的不足，提出改進(jìn)方案，促進(jìn)學(xué)習(xí)的持續(xù)提升。知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)包括：

1.熱力學(xué)第一定律的表述：熱力學(xué)第一定律，也被稱(chēng)為能量守恒定律，它指出在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。這個(gè)定律可以數(shù)學(xué)表達(dá)為：ΔU=Q-W，其中ΔU表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，Q表示系統(tǒng)吸收的熱量，W表示系統(tǒng)對(duì)外做的功。

2.熱力學(xué)第一定律的意義：熱力學(xué)第一定律揭示了能量守恒的普遍性和必然性，表明了自然界中各種能量形式之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律。這一定律是物理學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)，對(duì)于理解物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)和變化具有重要意義。

3.能量的轉(zhuǎn)換與守恒：通過(guò)熱力學(xué)第一定律，我們可以理解能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)換，例如，燃料的燃燒是一種化學(xué)能向熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；摩擦生熱則是機(jī)械能向熱能的轉(zhuǎn)換。在能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，總能量是守恒的，即系統(tǒng)內(nèi)能的增加等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量。

4.熱力學(xué)第一定律的實(shí)際應(yīng)用：熱力學(xué)第一定律在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用，例如，在設(shè)計(jì)熱機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，需要考慮熱力學(xué)第一定律的限制；在研究生物體的代謝過(guò)程中，也可以應(yīng)用熱力學(xué)第一定律來(lái)理解和計(jì)算能量的轉(zhuǎn)換和消耗。

5.熱力學(xué)第一定律與能量守恒原理的關(guān)系：熱力學(xué)第一定律是能量守恒原理在熱力學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用和表述。能量守恒原理指出，在一個(gè)沒(méi)有能量輸入和輸出的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總能量是恒定的。而熱力學(xué)第一定律則進(jìn)一步說(shuō)明了能量如何在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換和流動(dòng)，以及如何與外界進(jìn)行能量交換。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.選擇題：設(shè)計(jì)一些關(guān)于熱力學(xué)第一定律的選擇題，包括單選和多選題，涵蓋熱力學(xué)第一定律的定義、表達(dá)式、意義以及應(yīng)用等方面。例如：

（1）下列哪個(gè)物理定律與熱力學(xué)第一定律相似？（A）牛頓第二定律；（B）能量守恒定律；（C）法拉第電磁感應(yīng)定律；（D）開(kāi)爾文-亥姆霍茲定律。

（2）在封閉系統(tǒng)中，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的？（A）系統(tǒng)內(nèi)能會(huì)隨時(shí)間增加；（B）系統(tǒng)內(nèi)能會(huì)隨時(shí)間減少；（C）系統(tǒng)內(nèi)能保持不變；（D）系統(tǒng)內(nèi)能會(huì)在不同形式之間轉(zhuǎn)換。

2.計(jì)算題：設(shè)計(jì)一些關(guān)于熱力學(xué)第一定律的計(jì)算題，包括能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問(wèn)題的計(jì)算。例如：

（1）一個(gè)物體從初溫T1升高到終溫T2，吸收了熱量Q，同時(shí)對(duì)外做了功W。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，求物體內(nèi)能的變化ΔU。

（2）一個(gè)熱機(jī)吸收了熱量Q，對(duì)外做了功W，求熱機(jī)效率。

3.應(yīng)用題：設(shè)計(jì)一些關(guān)于熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用題，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。例如：

（1）一個(gè)熱水器工作過(guò)程中，水吸收了熱量Q，水溫升高。求水內(nèi)能的變化ΔU。

（2）一個(gè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，燃料燃燒放出熱量Q，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做了功W。求發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

作業(yè)反饋：

1.及時(shí)批改學(xué)生的作業(yè)，對(duì)每個(gè)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行詳細(xì)的批注和評(píng)分。

2.指出學(xué)生在作業(yè)中的錯(cuò)誤和不足，給出具體的改進(jìn)建議。例如，如果學(xué)生在計(jì)算題中錯(cuò)誤地計(jì)算了內(nèi)能的變化或熱機(jī)效率，可以指出錯(cuò)誤的原因，并給出正確的計(jì)算方法和步驟。

3.對(duì)于學(xué)生的應(yīng)用題解答，評(píng)價(jià)其解答的思路和方法，指出存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)的建議。例如，如果學(xué)生在解答應(yīng)用題時(shí)沒(méi)有正確應(yīng)用熱力學(xué)第一定律，可以指出正確的應(yīng)用方法，并給出具體的解答步驟。

4.在作業(yè)反饋中，鼓勵(lì)學(xué)生的努力和進(jìn)步，給予積極的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)。例如，如果學(xué)生在作業(yè)中表現(xiàn)出良好的理解和應(yīng)用能力，可以給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。教學(xué)反思與總結(jié)回顧本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程，我覺(jué)得自己在熱力學(xué)第一定律的講解上做得還不錯(cuò)，能夠清晰地解釋概念和公式，并通過(guò)實(shí)例幫助學(xué)生理解。然而，在課堂管理和學(xué)生互動(dòng)方面，我發(fā)現(xiàn)還有一些可以改進(jìn)的地方。

在課堂管理方面，我注意到有些學(xué)生在課堂上顯得有些分心，可能是因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容對(duì)他們來(lái)說(shuō)有些枯燥。為了改善這一點(diǎn)，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中加入更多的互動(dòng)環(huán)節(jié)，比如小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等，以激發(fā)學(xué)生的興趣和參與度