2024-2025學(xué)年高中物理 第10章 熱力學(xué)定律 1 功和內(nèi)能教案1 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律1功和內(nèi)能教案1新人教版選修3-3科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律1功和內(nèi)能教案1新人教版選修3-3教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律的第1節(jié)功和內(nèi)能，主要涉及以下幾個方面的知識點：

1.功的概念和計算：學(xué)生需要掌握功的定義，了解功的計算公式以及功的正負判斷。

2.內(nèi)能的概念：學(xué)生需要理解內(nèi)能的定義，掌握內(nèi)能的表示方法和內(nèi)能的變化原因。

3.熱力學(xué)第一定律：學(xué)生需要掌握熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，了解內(nèi)能、熱量和功之間的關(guān)系。

4.熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：學(xué)生需要能夠運用熱力學(xué)第一定律解決實際問題，如能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問題。

5.教學(xué)難點：學(xué)生需要理解并掌握熱力學(xué)第一定律的微觀解釋，以及如何運用該定律分析實際問題。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標分析主要從以下幾個方面展開：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)功和內(nèi)能的概念，學(xué)生需要培養(yǎng)科學(xué)思維能力，掌握科學(xué)研究方法，能夠運用邏輯推理和數(shù)學(xué)運算解決物理問題。同時，學(xué)生需要能夠運用熱力學(xué)第一定律分析實際問題，培養(yǎng)問題解決能力。

2.科學(xué)探究：學(xué)生需要通過實驗和觀察，了解功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，培養(yǎng)實驗操作能力和觀察能力。同時，學(xué)生需要能夠運用科學(xué)方法分析數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，學(xué)生能夠認識到能量守恒的重要性，培養(yǎng)對自然規(guī)律的尊重和科學(xué)態(tài)度。同時，學(xué)生需要能夠?qū)⑽锢碇R應(yīng)用到生活中，提升科學(xué)素養(yǎng)。

4.科學(xué)交流：學(xué)生需要能夠運用物理術(shù)語準確表達自己的觀點，與同學(xué)進行有效溝通，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力和交流表達能力。同時，學(xué)生需要能夠撰寫實驗報告，鍛煉科學(xué)寫作能力。重點難點及解決辦法重點：

1.功的概念和計算

2.內(nèi)能的概念和表示方法

3.熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及應(yīng)用

4.熱力學(xué)第一定律的微觀解釋

難點：

1.功的正負判斷及與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系

2.內(nèi)能的變化原因及其與熱量和功的關(guān)系

3.熱力學(xué)第一定律在實際問題中的應(yīng)用

4.熱力學(xué)第一定律的微觀解釋的理解和運用

解決辦法：

1.通過實驗和實例引導(dǎo)學(xué)生理解功的概念，通過練習(xí)題鞏固計算能力，運用正負判斷原則。

2.通過動畫和實際例子講解內(nèi)能的概念，引導(dǎo)學(xué)生通過圖表分析內(nèi)能的變化原因，結(jié)合實際問題加深理解。

3.通過圖形和案例解釋熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生運用定律解決實際問題，培養(yǎng)問題解決能力。

4.通過微觀模型和模擬實驗，幫助學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律的微觀解釋，引導(dǎo)學(xué)生運用該解釋分析實際問題，提升科學(xué)思維能力。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機、實驗器材（如彈簧測力計、溫度計等）、白板和黑板。

2.課程平臺：學(xué)校提供的教學(xué)平臺，用于上傳教學(xué)資料和布置作業(yè)。

3.信息化資源：教學(xué)PPT、視頻動畫（如內(nèi)能變化的微觀解釋）、在線互動平臺（如討論區(qū)、問答區(qū)）等。

4.教學(xué)手段：小組討論、實驗演示、問題解答、案例分析、互動提問等。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學(xué)生對熱力學(xué)定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是熱力學(xué)定律嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于熱力學(xué)定律的應(yīng)用場景，如空調(diào)、發(fā)動機等，讓學(xué)生初步感受熱力學(xué)定律在生活中的重要性。

簡短介紹熱力學(xué)定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.熱力學(xué)定律基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學(xué)生了解熱力學(xué)定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解熱力學(xué)定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹熱力學(xué)定律的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.熱力學(xué)定律案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解熱力學(xué)定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的熱力學(xué)定律案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解熱力學(xué)定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用熱力學(xué)定律解決實際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論熱力學(xué)定律在未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

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

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，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對熱力學(xué)定律的認識和理解。

過程：

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

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

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

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括熱力學(xué)定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)熱力學(xué)定律在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用熱力學(xué)定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于熱力學(xué)定律的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解并掌握功的概念和計算方法，能夠判斷功的正負及與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

2.理解內(nèi)能的定義和表示方法，能夠分析內(nèi)能的變化原因及其與熱量和功的關(guān)系。

3.掌握熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，能夠運用該定律分析實際問題，如能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問題。

4.理解熱力學(xué)第一定律的微觀解釋，并能夠運用該解釋分析實際問題，提升科學(xué)思維能力。

5.培養(yǎng)實驗操作能力和觀察能力，通過實驗和觀察，加深對功和內(nèi)能的理解。

6.培養(yǎng)問題解決能力，能夠運用熱力學(xué)第一定律解決實際問題，如能量轉(zhuǎn)換和能量守恒問題。

7.培養(yǎng)團隊合作能力和表達能力，通過小組討論和課堂展示，提升與他人合作和交流的能力。

8.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和價值觀，認識到能量守恒的重要性，尊重自然規(guī)律，提升科學(xué)素養(yǎng)。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和目標，布置適量的作業(yè)，以便于學(xué)生鞏固所學(xué)知識并提高能力。具體作業(yè)布置如下：

作業(yè)1：請學(xué)生運用熱力學(xué)第一定律分析一個實際問題，如汽車發(fā)動機的工作原理或空調(diào)的能量轉(zhuǎn)換過程。要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，提出問題、分析問題和解決問題。

作業(yè)2：請學(xué)生撰寫一篇關(guān)于熱力學(xué)定律在生活中的應(yīng)用的短文，可以從日常生活中的實例出發(fā)，闡述熱力學(xué)定律的實際意義。

作業(yè)3：請學(xué)生完成課后練習(xí)題，包括計算題和分析題，以鞏固對本節(jié)課所學(xué)知識的理解和應(yīng)用。

2.作業(yè)反饋

及時對學(xué)生的作業(yè)進行批改和反饋，指出存在的問題并給出改進建議，以促進學(xué)生的學(xué)習(xí)進步。具體反饋如下：

作業(yè)1：在批改作業(yè)時，重點關(guān)注學(xué)生對熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用能力和問題解決能力。對于學(xué)生的解答，要關(guān)注其分析問題的思路是否清晰，邏輯是否嚴密，結(jié)論是否合理。對于存在問題的作業(yè)，要給出具體的改進建議，如引導(dǎo)學(xué)生理清分析思路，提醒學(xué)生注意熱力學(xué)定律的應(yīng)用條件等。

作業(yè)2：在批改作業(yè)時，注重學(xué)生對熱力學(xué)定律在生活中的應(yīng)用的理解和闡述。對于學(xué)生的短文，要關(guān)注其對實例的選擇是否恰當，對熱力學(xué)定律的解釋是否準確，以及觀點是否清晰。對于存在問題的作業(yè)，可以給出改進建議，如引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實例的細節(jié)，提醒學(xué)生注意熱力學(xué)定律的適用范圍等。

作業(yè)3：在批改作業(yè)時，重點關(guān)注學(xué)生對課后練習(xí)題的解答情況。對于計算題，要關(guān)注學(xué)生的計算過程和結(jié)果是否正確；對于分析題，要關(guān)注學(xué)生的分析思路和結(jié)論是否合理。對于存在問題的作業(yè)，要給出具體的改進建議，如引導(dǎo)學(xué)生理清計算步驟，提醒學(xué)生注意題目的要求等。教學(xué)反思今天上的這節(jié)熱力學(xué)定律，感覺學(xué)生們反應(yīng)還挺積極的，但我也發(fā)現(xiàn)了一些問題，需要反思一下。

首先，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)還是有點平淡，雖然我嘗試用生活實例來引起學(xué)生的興趣，但可能因為例子不夠生動，學(xué)生們的熱情并沒有被完全激發(fā)出來。下次我可能會嘗試使用一些更有趣的實例，或者通過一個小實驗來引入課題，讓學(xué)生們更直觀地感受到熱力學(xué)定律的魅力。

其次，在基礎(chǔ)知識講解部分，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解功的概念時有些困難，特別是對于功的正負判斷和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。下次我在講解時，可以更具體一些，通過更多的生活實例來幫助學(xué)生理解這些概念。同時，我也會鼓勵學(xué)生們積極提問，及時解答他們的疑惑，確保他們能夠扎實掌握這些基礎(chǔ)知識。

在案例分析環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于如何運用熱力學(xué)定律分析實際問題還不太清楚。下次我在挑選案例時，可以更具有針對性，引導(dǎo)學(xué)生一步步分析問題，讓他們能夠更好地理解熱力學(xué)定律在實際中的應(yīng)用。此外，我也會鼓勵學(xué)生們積極參與小組討論，培養(yǎng)他們的合作能力和解決問題的能力。

雖然課堂展示和點評環(huán)節(jié)學(xué)生們表現(xiàn)不錯，但我注意到在表達能力和互動交流方面，部分學(xué)生還有待提高。下次我可以提前指導(dǎo)學(xué)生們?nèi)绾巫珜懻故靖?，如何清晰表達自己的觀點，以及如何與他人進行有效互動。這樣，學(xué)生們在展示和點評環(huán)節(jié)就能更加自信，更好地展示自己的思考和成果。

最后，我覺得課堂小結(jié)部分還可以再強化一下。下次我在小結(jié)時，可以更系統(tǒng)地回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)熱力學(xué)定律的重要性和意義，鼓勵學(xué)生們進一步探索和應(yīng)用熱力學(xué)定律。同時，我也會布置一些適量的課后作業(yè)，幫助學(xué)生們鞏固所學(xué)知識，提高他們的實際應(yīng)用能力。重點題型整理題型一：功的計算

【例題】一個物體在水平面上受到一個恒力F=10N的作用，物體從靜止開始運動，沿水平方向移動了20m，求物體的動能變化量。

【答案】首先，計算力對物體做的功。功的計算公式為W=F*d，其中F為力的大小，d為物體移動的距離。將題目中給出的數(shù)值代入公式，得到W=10N*20m=200J。然后，根據(jù)動能定理，物體的動能變化量等于力對物體做的功，即ΔEk=W=200J。

題型二：內(nèi)能的變化

【例題】一個密閉容器中的理想氣體，溫度從T1升高到T2，壓強保持不變。若容器中氣體的質(zhì)量為m，氣體分子的平均動能為Ek，求氣體的內(nèi)能變化量。

【答案】首先，根據(jù)內(nèi)能的定義，氣體的內(nèi)能等于氣體的分子動能和分子勢能之和。由于題目中氣體壓強保持不變，分子的勢能不變，因此氣體的內(nèi)能變化量等于分子動能的變化量。分子的平均動能Ek與溫度T的關(guān)系為Ek=3/2*k*T，其中k為玻爾茲曼常數(shù)。將題目中給出的溫度變化代入公式，得到ΔEk=3/2*k*(T2-T1)。

題型三：熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

【例題】一個水箱中的水，通過一個熱交換器與外界進行熱量交換。若水箱中水的質(zhì)量為m，水的初始溫度為T1，熱交換器中熱水的溫度為T2，求水箱中水的內(nèi)能變化量。

【答案】首先，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，水箱中水的內(nèi)能變化量等于水與外界交換的熱量。熱量Q的計算公式為Q=cm*(T2-T1)，其中c為水的比熱容，m為水的質(zhì)量。將題目中給出的數(shù)值代入公式，得到Q=4.186J/(g*℃)*m*(T2-T1)。

題型四：熱力學(xué)第一定律的微觀解釋

【例題】一個理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過等溫膨脹過程達到狀態(tài)B，求氣體分子的平均動能變化量。

【答案】首先，根據(jù)熱力學(xué)第一定律的微觀解釋，理想氣體的內(nèi)能變化量等于氣體與外界交換的熱量與氣體對外做的功之和。由于題目中氣體進行等溫膨脹，氣體對外不做功，因此氣體分子的平均動能變化量等于氣體與外界交換的熱量。熱量Q的計算公式為Q=3/2*k*T*(n2-n1)，其中k為玻爾茲曼常數(shù)，T為氣體溫度，n為氣體的物質(zhì)的量。將題目中給出的數(shù)值代入公式，得到Q=3/2*k*T*(n2-n1)。

題型五：熱力學(xué)第一定律的實際應(yīng)用

【例題】一個水泵將水從低處抽到高處，在這個過程中，水泵消耗了300J的機械能，水溫升高了2℃，求水的內(nèi)能變化量。

【答案】首先，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，水的內(nèi)能變化量等于水泵對水做的功與水對外放的熱量之差。水泵對水做的功W為300J，水對外放的熱量Q為c*m*ΔT，其中c為水的比熱容，m為水的質(zhì)量，ΔT為水溫的變化量。將題目中給出的數(shù)值代入公式，得到Q=4.186J/(g*℃)*m*2℃。內(nèi)容邏輯關(guān)系①功的概念和計算

知識點：功的定義、功的計算公式、功的正負判斷

詞：力、距離、功、做功、功的計算

句：一個力對一個物體在力的方向上移動的距離，叫做這個力對物體做的功。

②內(nèi)能的概念和表示方法

知識點：內(nèi)能的定義、內(nèi)能的表示方法

詞：內(nèi)能、能量、溫度、壓強、內(nèi)能的變化

句：內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子動能和勢能的總和。

③熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及應(yīng)用

知識點：熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

詞：熱力學(xué)第一定律、內(nèi)能、熱量、功、能量轉(zhuǎn)換、能量守恒

句：熱力學(xué)第一定律表明，一個系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于系統(tǒng)與外界交換的熱量加上系統(tǒng)對外做的功。

④熱力學(xué)第一定律的微觀解釋

知識點：熱力學(xué)第一定律的微觀解釋

詞：分子、動能、勢能、碰撞、能量轉(zhuǎn)換

句：熱力學(xué)第一定律的微觀解釋表明，內(nèi)能的變化是分子之間碰撞的結(jié)果，系統(tǒng)與外界交換的熱量是分子之間碰撞的動能的轉(zhuǎn)移。

⑤熱力學(xué)第一定律的實際應(yīng)用

知識點：熱力學(xué)第一定律的實際應(yīng)用

詞：實際問題、能量轉(zhuǎn)換、能量守恒、熱機、制冷劑

句：熱力學(xué)第一定律可以用來分析和解決實際問題，如熱機的能量轉(zhuǎn)換和制冷劑的制冷過程。

板書設(shè)計：

1.功的概念和計算

-功的定義：力對物體在力的方向上移動的距離

-功的計算公式：W=F*d

-功的正負判斷：功的