2024-2025學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 3 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律（3）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3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律（3）教案新人教版選修3-3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：高中物理第十章熱力學(xué)定律3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律（3）

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高三年級(jí)1班

3.授課時(shí)間：2024年11月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解并掌握熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，能夠運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，通過(guò)分析能量轉(zhuǎn)化和守恒的過(guò)程，提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和好奇心，激發(fā)學(xué)生對(duì)熱力學(xué)定律的探究欲望。

4.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，通過(guò)小組討論和實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的交流與合作能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了基本的物理學(xué)知識(shí)，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等。學(xué)生應(yīng)該對(duì)能量的概念有一定的了解，能夠區(qū)分不同形式的能量。此外，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)熱力學(xué)第一定律的基本概念，對(duì)能量守恒定律有一定的認(rèn)識(shí)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：根據(jù)對(duì)學(xué)生的了解，大部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)科具有較強(qiáng)的興趣，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際問(wèn)題解決方面。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)，通常喜歡通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)理解概念。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生應(yīng)該具備一定的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏好互動(dòng)式學(xué)習(xí)和小組討論。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：

-對(duì)能量守恒定律的理解不夠深入，難以運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。

-對(duì)熱力學(xué)第一定律的復(fù)雜概念和公式理解不清晰，難以進(jìn)行公式推導(dǎo)和應(yīng)用。

-在理解能量轉(zhuǎn)化和守恒的過(guò)程中，可能會(huì)遇到一些抽象思維的障礙。

-在小組討論和實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)遇到溝通不暢、合作不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。

針對(duì)以上困難和挑戰(zhàn)，教師需要在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和解釋，提供具體的例子和實(shí)際問(wèn)題，幫助學(xué)生加深對(duì)能量守恒定律的理解。同時(shí)，教師可以通過(guò)組織小組討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）講授法：在課堂上，教師可以通過(guò)清晰、簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言，系統(tǒng)地講解熱力學(xué)第一定律的基本概念和公式。講授過(guò)程中，教師應(yīng)注意邏輯性和連貫性，以便學(xué)生能夠更好地理解和掌握知識(shí)。

（2）討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享對(duì)能量守恒定律的理解和觀點(diǎn)。通過(guò)討論，學(xué)生可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，加深對(duì)知識(shí)的理解。教師在討論過(guò)程中應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生梳理思路，確保討論的深度和廣度。

（3）實(shí)驗(yàn)法：安排一次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問(wèn)題解決能力。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件，展示能量轉(zhuǎn)化和守恒的動(dòng)畫效果，讓學(xué)生更直觀地理解抽象的概念。課件中可以包含實(shí)例、圖片、圖表等多種元素，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件，進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中探索能量守恒定律的應(yīng)用。通過(guò)軟件中的模擬實(shí)驗(yàn)、游戲等活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查閱相關(guān)資料，拓寬知識(shí)視野。教師可以推薦一些優(yōu)質(zhì)的在線課程、論文和新聞，幫助學(xué)生更好地了解熱力學(xué)第一定律在實(shí)際中的應(yīng)用。

（4）習(xí)題庫(kù)：利用習(xí)題庫(kù)，進(jìn)行課堂練習(xí)和課后作業(yè)的布置。習(xí)題應(yīng)涵蓋本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)，難易程度適中，有助于鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)。

（5）反饋與評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂提問(wèn)、作業(yè)批改等方式，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給予針對(duì)性的反饋。鼓勵(lì)學(xué)生自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的自我認(rèn)知和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《熱力學(xué)第一定律能量守恒定律（3）》這一章節(jié)。在開(kāi)始之前，我想先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題：“你們?cè)谌粘Ｉ钪惺欠裼龅竭^(guò)能量轉(zhuǎn)化和守恒的情況？”（舉例說(shuō)明）這個(gè)問(wèn)題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索能量守恒定律的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解熱力學(xué)第一定律的基本概念。熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律，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，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。這個(gè)定律是物理學(xué)中的基礎(chǔ)，它在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。

2.案例分析：接下來(lái)，我們來(lái)看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了能量守恒定律在實(shí)際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問(wèn)題。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過(guò)程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)能量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化這兩個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于難點(diǎn)部分，我會(huì)通過(guò)舉例和比較來(lái)幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與能量守恒定律相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示能量守恒定律的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“能量守恒定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用”這一主題展開(kāi)討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過(guò)程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題。我會(huì)提出一些開(kāi)放性的問(wèn)題來(lái)啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來(lái)分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

內(nèi)容：今天的學(xué)習(xí)，我們了解了熱力學(xué)第一定律的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對(duì)能量守恒定律的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問(wèn)或不明白的地方，請(qǐng)隨時(shí)向我提問(wèn)。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《熱力學(xué)基礎(chǔ)》：這本書詳細(xì)介紹了熱力學(xué)的基本原理和定律，包括熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容和能量守恒定律的原理。通過(guò)閱讀這本書，學(xué)生可以更深入地理解熱力學(xué)定律的背景和應(yīng)用。

-《能量轉(zhuǎn)化與守恒的實(shí)例分析》：這本書通過(guò)具體的實(shí)例分析了能量轉(zhuǎn)化和守恒的現(xiàn)象，幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念。學(xué)生可以通過(guò)閱讀這些實(shí)例，提高自己的問(wèn)題解決能力。

-《熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用》：這篇文章介紹了熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括能源轉(zhuǎn)換、制冷技術(shù)等。通過(guò)閱讀這篇文章，學(xué)生可以了解熱力學(xué)定律在實(shí)際生活中的重要性。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以在家中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄日常生活中的能量轉(zhuǎn)化和守恒現(xiàn)象，例如熱水的冷卻、物體的加熱等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以加深對(duì)能量守恒定律的理解。

-學(xué)生可以搜索相關(guān)的科學(xué)文章和視頻，了解熱力學(xué)定律在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能電池等。通過(guò)這些資料的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以拓寬自己的知識(shí)視野。

-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)們一起討論和探索熱力學(xué)定律的奧秘。通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)生可以提高自己的交流與合作能力。

-學(xué)生可以嘗試解決一些與熱力學(xué)定律相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，例如設(shè)計(jì)一個(gè)小型的能量轉(zhuǎn)化裝置、分析家用電器的能效等。通過(guò)這些實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，提高自己的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。典型例題講解例題1：

題目：一個(gè)物體在恒定溫度下吸收了100J的熱量，求物體的內(nèi)能變化。

解答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體的內(nèi)能變化等于吸收的熱量。因此，物體的內(nèi)能變化為100J。

補(bǔ)充說(shuō)明：這道題目考察了學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解。學(xué)生需要知道在恒定溫度下，物體吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而得出內(nèi)能變化等于吸收的熱量。

例題2：

題目：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在絕熱過(guò)程中對(duì)外做了50J的功，求系統(tǒng)的內(nèi)能變化。

解答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于對(duì)外做的功。因此，系統(tǒng)的內(nèi)能變化為-50J。

補(bǔ)充說(shuō)明：這道題目考察了學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。學(xué)生需要知道在絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能的減少，從而得出內(nèi)能變化等于對(duì)外做的功的負(fù)值。

例題3：

題目：一個(gè)物體在恒定壓力下吸收了80J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了10J的功，求物體的內(nèi)能變化。

解答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。因此，物體的內(nèi)能變化為80J-10J=70J。

補(bǔ)充說(shuō)明：這道題目考察了學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用。學(xué)生需要知道在恒定壓力下，物體的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。

例題4：

題目：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在等溫過(guò)程中吸收了120J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了80J的功，求系統(tǒng)的內(nèi)能變化。

解答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。因此，系統(tǒng)的內(nèi)能變化為120J-80J=40J。

補(bǔ)充說(shuō)明：這道題目考察了學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用。學(xué)生需要知道在等溫過(guò)程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。

例題5：

題目：一個(gè)物體在恒定體積下吸收了150J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了10J的功，求物體的內(nèi)能變化。

解答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。因此，物體的內(nèi)能變化為150J-10J=140J。

補(bǔ)充說(shuō)明：這道題目考察了學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用。學(xué)生需要知道在恒定體積下，物體的內(nèi)能變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。課堂1.課堂提問(wèn)：在課堂中，教師可以通過(guò)提問(wèn)的方式了解學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解程度。例如，教師可以提問(wèn)：“請(qǐng)同學(xué)們解釋一下什么是能量守恒定律？”、“熱力學(xué)第一定律是如何描述能量轉(zhuǎn)化的？”等。通過(guò)學(xué)生的回答，教師可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)和解釋。

2.觀察學(xué)生的反應(yīng)：在講解過(guò)程中，教師應(yīng)該觀察學(xué)生的反應(yīng)，包括學(xué)生的注意力、參與度等。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)感到困惑，教師應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行解釋和舉例，幫助學(xué)生理解。

3.小組討論的評(píng)價(jià)：在小組討論環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該評(píng)價(jià)每個(gè)小組的表現(xiàn)，包括討論的深度、小組成員的參與度、小組成員之間的合作等。教師可以通過(guò)提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)等方式，鼓勵(lì)小組成員積極表達(dá)自己的觀點(diǎn)，并促進(jìn)小組之間的交流。

4.實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)價(jià)：在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該評(píng)價(jià)每個(gè)小組的操作過(guò)程，包括實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)操作的安全性、小組成員的合作等。教師可以通過(guò)觀察、提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)等方式，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)和糾正。

5.課堂測(cè)試的評(píng)價(jià)：在課堂結(jié)束前，教師可以安排一個(gè)小測(cè)試，以檢查學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用能力。教師應(yīng)該認(rèn)真批改測(cè)試卷，并對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生，教師應(yīng)該給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)；對(duì)于成績(jī)不理想的學(xué)生，教師應(yīng)該給予指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果。

八、作業(yè)評(píng)價(jià)

1.作業(yè)的認(rèn)真批改：教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，包括檢查作業(yè)的準(zhǔn)確性、規(guī)范性等。在批改過(guò)程中，教師應(yīng)該仔細(xì)閱讀學(xué)生的答案，找出其中的錯(cuò)誤，并給予正確的指導(dǎo)和解釋。

2.作業(yè)的點(diǎn)評(píng)：在作業(yè)中，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足。對(duì)于學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，教師應(yīng)該給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)；對(duì)于學(xué)生的不足，教師應(yīng)該