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1粵教版選修3-3

PAGE5-熱力學(xué)第肯定律一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容選自粵教版選修3-3第三章《熱力學(xué)基礎(chǔ)》的其次節(jié)《熱力學(xué)第肯定律》。從教材結(jié)構(gòu)上來看，本章從功、熱量以及內(nèi)能三者之間的關(guān)系起先，到探討絕熱過程中功和內(nèi)能關(guān)系以及探討單純的熱傳遞過程中熱與內(nèi)能的關(guān)系，進(jìn)而引出了熱力學(xué)第肯定律。從課程標(biāo)準(zhǔn)來看熱力學(xué)第肯定律在高考中是I級(jí)要求，了解其內(nèi)容及含義并且能進(jìn)行簡潔運(yùn)用即可。熱力學(xué)第肯定律為同學(xué)們建立了“做功與熱傳遞在變更物體內(nèi)能方面是等價(jià)的”這一圖像，是中學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)但非難點(diǎn)。從教材內(nèi)容來看，教材的思路是從絕熱過程中功和內(nèi)能關(guān)系以及單純的熱傳遞過程中熱與內(nèi)能的關(guān)系起先探討，進(jìn)而而總結(jié)出的規(guī)律，而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是在教材的基礎(chǔ)上，用一個(gè)新奇的試驗(yàn)作為引入，激發(fā)學(xué)生樂趣，有助學(xué)生理解物理圖像。從功能上講，學(xué)習(xí)熱力學(xué)第肯定律完善了學(xué)生對(duì)于能量及其規(guī)律的學(xué)問體系，且讓學(xué)生能更深一步了解熱與內(nèi)能。二、學(xué)生狀況分析學(xué)問層面：(1)學(xué)生已駕馭了內(nèi)能的定義及其微觀說明。(2)本章前一節(jié)已經(jīng)建立了在變更物體內(nèi)能上做功和熱傳遞是等價(jià)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(duì)于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化已經(jīng)有較成熟的理解。實(shí)力層面：符號(hào)的規(guī)定是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，而高二學(xué)生在學(xué)習(xí)加速度、力時(shí)就駕馭了用符號(hào)來表示方向的技巧，為本節(jié)學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。中學(xué)的學(xué)問規(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來到生活中的物理現(xiàn)象，學(xué)以致用。三．教學(xué)目標(biāo)學(xué)問與技能理解熱力學(xué)第肯定律的內(nèi)容及表達(dá)式，并能進(jìn)行簡潔計(jì)算。會(huì)用熱力學(xué)第肯定律分析，解析有關(guān)物理問題。過程與方法通過對(duì)熱力學(xué)第肯定律表達(dá)式的探討，學(xué)習(xí)用“+”“-”號(hào)表達(dá)物理事實(shí)的思維方法。2.初步駕馭用能量的觀點(diǎn)分析，解決物理問題的思路和方法。情感、看法與價(jià)值觀通過介紹熱力學(xué)第肯定律，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)自然界的奇異與和諧，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的新奇心和求知欲。四、教學(xué)方法及策略教學(xué)方法：探討法、講授法、視察法、閱讀法。教學(xué)策略：總結(jié)歸納法。五、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】（1）用熱力學(xué)第肯定律分析內(nèi)能變更的問題。（2）駕馭的符號(hào)法則并嫻熟應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】（1）表達(dá)式中各物理量的符號(hào)及其物理意義。六、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖（一）引入：在本書第一章，我們學(xué)習(xí)了分子動(dòng)理論，知道任何物體都具有內(nèi)能，且永不為零，它的大小可以由溫度、體積影響。那在實(shí)際操作中，我們可以采納哪些方式來變更物體的內(nèi)能呢？接下來我們來看兩個(gè)試驗(yàn)，在視察過程中，大家留意思索它們分別是采納什么方式變更物體內(nèi)能的。老師播放熱刀切乒乓球試驗(yàn)和演示往塑料瓶中加壓“造云”試驗(yàn)。由上述兩個(gè)試驗(yàn)我們知道，做功和熱傳遞都可以變更物體內(nèi)能?！咎釂枴磕羌偃缥矬w在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞，內(nèi)能的變更與熱量及做功之間有什么關(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、寫板書（標(biāo)題）、提出問題思索老師提出的問題激發(fā)學(xué)生愛好，承上啟下（二）新課教學(xué)：1、熱力學(xué)第肯定律早在19世紀(jì)，克勞修斯就在熱力學(xué)理論探討方面建樹卓著，更在1850年在他發(fā)表的論文中首次用數(shù)學(xué)的形式表達(dá)了內(nèi)能與熱量及做功的關(guān)系，這就是熱力學(xué)第肯定律。（1）內(nèi)容：物體的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功之和。（2）表達(dá)式：其中ΔU表示物體內(nèi)能的增量，Q表示物體汲取的熱量，W表示外界對(duì)物體做的功。【提問】請(qǐng)同學(xué)們思索：肯定量的氣體膨脹，是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？那如何表示這個(gè)方向問題？答：正負(fù)符號(hào)。我們知道功有正負(fù)，且正負(fù)號(hào)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？假如有正負(fù)號(hào)代表的物理意義相同嗎？（3）對(duì)公式ΔU、Q、W符號(hào)的規(guī)定：老師引導(dǎo)學(xué)生從熱力學(xué)第肯定律的內(nèi)容來分析上述三物理量的符號(hào)的規(guī)定。詳細(xì)如下：內(nèi)容中的提到的是內(nèi)能的增加量，假如物體的內(nèi)能是削減，則ΔU的符號(hào)為“-”，相反則為“+”；同理，物體放出熱量，Q符號(hào)取“-”，汲取熱量則取“+”；氣體對(duì)外界做功，W符號(hào)取“-”，外界對(duì)物體做的功則取“+”?？偠灾c定律內(nèi)容相反的取“-”號(hào)，否則取“+”號(hào)。詳見下表：2、應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律解題的一般步驟：(1)首先選定探討對(duì)象是哪個(gè)物體。(2)依據(jù)符號(hào)法則推斷已知量的正、負(fù)。(3)依據(jù)方程求出未知量。(4)再依據(jù)未知量結(jié)果的正、負(fù)來確定熱傳遞或做功方向的狀況。3、氣體狀態(tài)變更與物理量對(duì)應(yīng)方法（1）絕熱過程：過程是絕熱的,則Q=0,W=ΔU,外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。（2）等容過程：無做功過程,即W=0,則Q=ΔU,物體汲取的熱量等于物體內(nèi)能的增加。（3）等溫過程：在過程的始末狀態(tài),物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,表示汲取的熱量全部用來做功或外界對(duì)氣體所做的功全部轉(zhuǎn)換為熱量放出。寫板書、提出問題例題引導(dǎo)，[思索與探討]例子給學(xué)生講解符號(hào)的規(guī)定以及物理意義。寫板書給同學(xué)們舉例氣體狀態(tài)變更與物理量對(duì)應(yīng)方法。寫板書思索問題、【回答】利用符號(hào)表示方向閱讀教材[思索與探討]、記筆記記筆記計(jì)算課件上例題,練習(xí)問題的設(shè)置與解決有助于培育學(xué)生利用熱力學(xué)第肯定律解決問題的思維。符號(hào)規(guī)則的本質(zhì)是不難的，但是學(xué)生很簡潔被表象牽著鼻子走，死記硬背。所以要幫助學(xué)生抓住其根本，利用直觀的表格幫助學(xué)生理清規(guī)律。回來課標(biāo)，回來高考，給出一般解題步驟后練習(xí)加以鞏固。并檢測(cè)教學(xué)效果該部分內(nèi)容有助于同學(xué)將實(shí)際問題模型化，抽象化，對(duì)解題實(shí)力有所提高。（三）課堂小結(jié)：本節(jié)課的主要內(nèi)容是熱力學(xué)第肯定律及其運(yùn)用，該內(nèi)容在高考的3-3選考題中，出現(xiàn)的概率特別高，屬于本書比較重要的內(nèi)容。學(xué)生小結(jié)提高學(xué)生總結(jié)實(shí)力七、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)課堂練習(xí)，布置作業(yè)檢測(cè)教學(xué)效果。八、板書設(shè)計(jì)熱力學(xué)第肯定律一、熱力學(xué)第肯定律1、內(nèi)容：一個(gè)物體的內(nèi)能增量等于物體汲取的熱量與外界對(duì)物體所做的功之和。2、表達(dá)式：3、對(duì)公式ΔU、Q、W符號(hào)的規(guī)定：二、應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律解題的一般步驟三、氣體狀態(tài)變更與物理量對(duì)應(yīng)方法九．教學(xué)反思本節(jié)課從復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容引入，播放兩個(gè)小視頻提高學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好，從單一的絕熱，單一做功過渡到同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞如何變更物體的內(nèi)能，讓學(xué)生從課本中找到答案，從而得到熱力學(xué)第肯定律，從兩個(gè)例題和課文中探討與溝通得到ΔU、Q、W符號(hào)的規(guī)定，提高學(xué)生的總結(jié)歸納實(shí)力，通過兩道練習(xí)讓學(xué)生熟