高中物理-熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《熱力學(xué)第一定律能量守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)課題：熱力學(xué)第一定律能量守恒定律科目：物教師：一、教學(xué)目物理觀念

教學(xué)對(duì)象：高二 選用教材：人教版選修3-3第十章第3節(jié)1.能夠從能量轉(zhuǎn)化的角度理解熱力學(xué)第一定律的形式和內(nèi)涵。2.理解、掌握能量守恒定律，會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象明確其優(yōu)越性。3.了解第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能制成的原因。會(huì)用 解決一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題了解建立熱力學(xué)第一定律的科學(xué)思

歷史過(guò)程、事實(shí)依據(jù)以及科學(xué)方法。通過(guò)教材中.邁爾船醫(yī)的故事讓學(xué)生對(duì)創(chuàng)造性思維中最活躍因素——“猜想與假設(shè)”有一定的啟發(fā)鍛煉學(xué)生能從抽象公式內(nèi)化為思維從而解釋生活中現(xiàn)象的能力讓學(xué)生能夠?qū)W以致用。通過(guò)獨(dú)立分析和思考，理解W、、ΔU正負(fù)號(hào)的意義。能將其運(yùn)科學(xué)探究 用到生活實(shí)際，結(jié)合自身體會(huì)，理解能量守恒定律。從實(shí)際出發(fā)體會(huì)永動(dòng)機(jī)的不可能性。學(xué)習(xí)科學(xué)家們探索自然規(guī)律的精神，增強(qiáng)學(xué)生開(kāi)發(fā)新能源、合理利科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 用能源、發(fā)展節(jié)能技術(shù)的責(zé)任感。同時(shí)在學(xué)習(xí)了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可行后，學(xué)生能夠建立健康積極的科學(xué)觀二、教學(xué)方法及策略教學(xué)方法：談話法、討論法、講授法、觀察法、閱讀法教學(xué)策略：實(shí)驗(yàn)總結(jié)法、理論歸納法。三、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)1）用熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能改變的問(wèn)題。（2）掌握 的符號(hào)法則并熟練應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)1）表達(dá)式（2）第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)的不可能性四、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容

中各物理量的符號(hào)及其物理意義。教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖（一）引入：在上一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了改變物體內(nèi)能的兩種方式做功和熱傳遞并討論了一個(gè)絕熱系統(tǒng)和一個(gè)單純熱傳遞系統(tǒng)中內(nèi)能的該變量與功和熱量之間的定量關(guān)系接下來(lái)我們來(lái)看兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在觀察過(guò)程中家注意思考它們分別是采用什么方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的。教師播放熱刀切乒乓球?qū)嶒?yàn)和學(xué)生透明氣缸中加“造云”實(shí)驗(yàn)。由上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)我們知道做功和熱遞都可以改變系統(tǒng)內(nèi)能。【提問(wèn)那如果系統(tǒng)在跟外界同時(shí)發(fā)生做和熱傳遞內(nèi)能的變化與熱量及做功之間什么關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

播放視頻做實(shí)驗(yàn)、寫(xiě)板書(shū)（題、提出問(wèn)題

思考教師出的問(wèn)題

激發(fā)學(xué)生趣，承上下（二）新課教學(xué)：1、熱力學(xué)第一定律類(lèi)比在某一位同學(xué)家中父母這個(gè)月的工資收入各0元，這個(gè)月的家庭生活支出2000費(fèi)1000問(wèn)這個(gè)家庭這個(gè)月結(jié)余多少錢(qián)？（）內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)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。

思考問(wèn)題（）表達(dá)式：（）表達(dá)式：寫(xiě)板書(shū)、用符號(hào)表示于培養(yǎng)學(xué)生其中U表示系統(tǒng)內(nèi)能的增量Q表示系統(tǒng)吸收的熱量W表示外界對(duì)系統(tǒng)做的功。提出問(wèn)題、聯(lián)系生活實(shí)際方向利用熱力學(xué)第一定律解【提問(wèn)請(qǐng)同學(xué)們思考一定量的氣體膨脹，決問(wèn)題的思是氣體對(duì)外界做功還是外界對(duì)氣體做功？維。那如何表示這個(gè)方向問(wèn)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？如果有正負(fù)號(hào)代表的物理意義相同嗎？（）對(duì)公式Δ、Q、W符號(hào)的規(guī)定：教師引導(dǎo)學(xué)生從熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容符號(hào)規(guī)則的來(lái)分析上述三物理量的符號(hào)的規(guī)定具體如本質(zhì)是不難下內(nèi)容中的提到的是內(nèi)能的增加量如果閱讀教材[思的，但是學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能是減少，則ΔU的符號(hào)為-，聯(lián)系所做“制考與討論]、生很容易被+Q符云”實(shí)驗(yàn)以及記筆記表象牽著鼻-“+做功W“-外界對(duì)系統(tǒng)做的功則教材[思考與討論]例子給子走，死記硬背。所以“+總而言之與定律內(nèi)容相反的“-”號(hào)，否則取“+”號(hào)。詳見(jiàn)下表：學(xué)生講解符號(hào)的規(guī)定以及物要幫助學(xué)生抓住其根理意義。本，利用直觀的表格幫助學(xué)生理清

問(wèn)題的設(shè)與解決有2、氣體狀態(tài)變化與物理量對(duì)應(yīng)方法（絕熱過(guò)程的,則

規(guī)律。Δ,外界對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。（2）等容過(guò)程：無(wú)做功過(guò)程,即,則聯(lián)系所做“制該部分屬于=Δ,系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。云”實(shí)驗(yàn)給同學(xué)們拓展氣體拓展內(nèi)容，有助于同學(xué)（3態(tài),系統(tǒng)的內(nèi)能不,即ΔU=0,則0或=-Q,表狀態(tài)變化與物理量對(duì)應(yīng)方記筆記將實(shí)際問(wèn)題模型化，抽示吸收的熱量全部用來(lái)做功或外界對(duì)氣體法。象化，對(duì)解所做的功全部轉(zhuǎn)換為熱量放出。寫(xiě)板書(shū)題能力有所提高。3、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟：首先選定研究對(duì)象是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)符號(hào)法則判斷已知量的正、負(fù)。根據(jù)方程 求出未知量。再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來(lái)確定熱遞或做功方向的情況。

引導(dǎo)學(xué)生完成做練例題2和跟蹤訓(xùn)練2

體會(huì)熱力第一定律實(shí)際問(wèn)題結(jié)合學(xué)習(xí)完熱力學(xué)第一定律后歸納到能量恒定律從而提出與能量守恒定律相違背的第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)。

回顧能量恒定律。4、能量守恒定律和第一類(lèi)永動(dòng)機(jī).能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失它只能從一種形式轉(zhuǎn)化另一種形式或者從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到別的統(tǒng)在轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量保持不變回憶量守恒定律的內(nèi)容再引入第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)題。.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)：在17-8世紀(jì)，資本主義發(fā)展初期為了滿足生產(chǎn)對(duì)于動(dòng)力日益

同學(xué)們聽(tīng)事，思維稍放松。

培養(yǎng)同學(xué)健康的科觀念。加的需求許多人致力于制造一種機(jī)器它不需要任何動(dòng)力或燃料卻能不斷對(duì)外做功稱(chēng)其“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”。如圖是最早的永動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)于13世紀(jì)的國(guó)。

寫(xiě)板

計(jì)算課件例題

回歸課標(biāo)回歸高考給出一般題步驟后題加以鞏固。并檢教學(xué)效果第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)由于違反了能量守恒定律所以不可能實(shí)現(xiàn)。介紹了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)可以順勢(shì)引出第二永動(dòng)機(jī)為下節(jié)課熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)鋪墊。講述了趣味性較強(qiáng)的物理學(xué)史之后需要讓同學(xué)們回歸課標(biāo)與高考總結(jié)解題步驟并利用例題檢驗(yàn)。（三）課堂小結(jié)：本節(jié)課的主要內(nèi)容是熱力學(xué)第一定及其運(yùn)用該內(nèi)容在以往高考的3-3選考題中出現(xiàn)的概率非常高屬于本書(shū)比較重要的內(nèi)容。五、板書(shū)設(shè)計(jì)

布置作業(yè)

檢測(cè)教學(xué)果。律、、W1.知識(shí)層面：1) 學(xué)生已掌握了內(nèi)能的定義及其微觀解釋。2) 本章前兩節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了在絕熱過(guò)程中ΔW中ΔQ的關(guān)系且建立了在改變系統(tǒng)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)較成熟的理解。2.能力層面：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)就掌握了用符號(hào)來(lái)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)。高中的知識(shí)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歸到生活中的物理現(xiàn)象，學(xué)以致用。所以需要教師帶領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)熱學(xué)的樂(lè)趣。3.認(rèn)知困難：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)的不可能性。師,,時(shí),進(jìn),,渴主體意識(shí)教學(xué)方法是教師借以引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)，形成技巧的一種手段，于吸收本節(jié)內(nèi)容選自人教版選修3-3第十《熱力學(xué)定律的第3《熱力學(xué)第一定律能量守恒定律》。從教材結(jié)構(gòu)上來(lái)看本章從研究絕熱過(guò)程中功和內(nèi)能關(guān)系開(kāi)始到討論單純的熱傳遞過(guò)程中熱與內(nèi)能的關(guān)系，逐步剖析功、熱量以及內(nèi)能三者之間的關(guān)系，引出了熱力學(xué)第一定律以及能量守恒定律的內(nèi)（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10節(jié)已學(xué)習(xí)，因此并未在本課的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)）。在學(xué)習(xí)了守恒律后，學(xué)生能夠通過(guò)學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律來(lái)了解自然過(guò)程的不可逆性認(rèn)識(shí)自然界的一切自發(fā)過(guò)程都是朝著熵增大的方向進(jìn)行的這一規(guī)律。從教材內(nèi)容來(lái)看教材的思路是從焦耳的實(shí)驗(yàn)出發(fā)得到“做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的”的觀念，從而總結(jié)出的規(guī)律，進(jìn)而推廣得到能量守恒定律并介紹永動(dòng)機(jī)的不可能性而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是在教材的基礎(chǔ)上用一個(gè)新穎的實(shí)驗(yàn)作為引入承接原來(lái)學(xué)過(guò)的“單純做功／熱傳遞改變系統(tǒng)內(nèi)能”引出做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面的等價(jià)性”激發(fā)學(xué)生樂(lè)趣系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的”的觀念，從而總結(jié)出的規(guī)律，進(jìn)而推廣得例題是熱J變式訓(xùn)練功了?/?為J了J跟蹤訓(xùn)練.塞P板B塞P向B動(dòng)P（）A．變BC．加D．態(tài)，其pT圖象如圖1033所示．下列判斷正確的是( )．過(guò)程ab中氣體一定吸熱態(tài)，其pT圖象如圖1033所示．下列判斷正確的是( )．過(guò)程ab中氣體一定吸熱．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過(guò)程a中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小能變化了多少？當(dāng)堂檢測(cè)跟蹤訓(xùn)練2.如圖所示，用面積為s的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m.現(xiàn)對(duì)汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2空氣柱的高度增加了△L已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為P0.能變化了多少？當(dāng)堂檢測(cè)1（ ）ABC2了×4J的功了1.2105，是（ ）A．W=×10JΔU105J，Q=10JB．W=×10JΔU×10J=10JC．W8×4，ΔU×10J14JD．W8×4，ΔU×15J，Q－14J3（ ）A量 量 C熱 首先，在課堂形式上顯得比較單一，和孩子們的互動(dòng)不是很多，其次【內(nèi)容要求】3.2.1知道熱力學(xué)第一定律。通過(guò)有關(guān)史實(shí)，