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學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(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。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了能量守恒定律，對(duì)本節(jié)課的熱力學(xué)第一定律有了一定的理解基礎(chǔ)。本節(jié)課將在學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，深入探討熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容和應(yīng)用，讓學(xué)生能夠運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題。具體內(nèi)容包括：熱力學(xué)第一定律的表述、能量守恒與能量轉(zhuǎn)化、熱力學(xué)第一定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用等。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將更深入理解熱力學(xué)第一定律，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維分析和解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生能夠從現(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律，形成科學(xué)的思維方式。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和思考，探索熱力學(xué)第一定律的內(nèi)涵和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然界中能量守恒的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，提高學(xué)生對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。

4.科學(xué)應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題的能力，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活和工作中，提高學(xué)生的科學(xué)應(yīng)用能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.熱力學(xué)第一定律的表述和理解。

2.能量守恒與能量轉(zhuǎn)化的概念及其聯(lián)系。

3.熱力學(xué)第一定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

難點(diǎn)：

1.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其推導(dǎo)過(guò)程。

2.能量守恒與能量轉(zhuǎn)化的微觀解釋及其與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系。

3.解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何正確運(yùn)用熱力學(xué)第一定律。

解決辦法：

1.通過(guò)示例和實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律的表述，加深對(duì)定律的理解。

2.利用動(dòng)畫(huà)或模型演示能量守恒與能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，幫助學(xué)生建立微觀與宏觀的聯(lián)系。

3.分組討論和練習(xí)，讓學(xué)生在合作中探索熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，提高解決問(wèn)題的能力。

4.提供豐富的練習(xí)題，讓學(xué)生在練習(xí)中鞏固知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題的能力。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，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

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，以便在教學(xué)中進(jìn)行直觀的展示和解釋，幫助學(xué)生更好地理解和掌握熱力學(xué)第一定律的相關(guān)概念和原理。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，需要提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材，如熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、溫度計(jì)、熱量計(jì)等，并確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，以便學(xué)生能夠安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，對(duì)教室進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟贾?，如設(shè)置分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)等，以便學(xué)生能夠在課堂上進(jìn)行分組討論和實(shí)驗(yàn)操作，促進(jìn)學(xué)生的積極參與和合作學(xué)習(xí)。

5.練習(xí)題庫(kù)：準(zhǔn)備與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的練習(xí)題庫(kù)，包括選擇題、填空題、計(jì)算題等不同類(lèi)型的題目，以便在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)的鞏固和檢測(cè)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高解題能力。

6.教學(xué)課件：制作教學(xué)課件，包括熱力學(xué)第一定律的定義、數(shù)學(xué)表達(dá)式、能量守恒與能量轉(zhuǎn)化的示意圖等，以便在課堂上進(jìn)行演示和講解，幫助學(xué)生更好地理解和掌握熱力學(xué)第一定律的相關(guān)知識(shí)。

7.教學(xué)反饋表：準(zhǔn)備教學(xué)反饋表，以便在課堂結(jié)束后收集學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的意見(jiàn)和建議，以便對(duì)教學(xué)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和改進(jìn)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道熱力學(xué)第一定律是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用場(chǎng)景，如能量轉(zhuǎn)化和守恒的例子，讓學(xué)生初步感受熱力學(xué)第一定律的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹熱力學(xué)第一定律的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解熱力學(xué)第一定律的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解熱力學(xué)第一定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹熱力學(xué)第一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)第一定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解熱力學(xué)第一定律的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的熱力學(xué)第一定律案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解熱力學(xué)第一定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解決實(shí)際問(wèn)題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與熱力學(xué)第一定律相關(guān)的主題進(jìn)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(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)熱力學(xué)第一定律的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)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(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括熱力學(xué)第一定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用熱力學(xué)第一定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于熱力學(xué)第一定律的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

《熱力學(xué)第二定律》：介紹了熱力學(xué)第二定律的概念、表述及其在實(shí)際中的應(yīng)用，幫助學(xué)生更深入地理解熱力學(xué)的原理和規(guī)律。

《熱力學(xué)與生活》：通過(guò)生活中的實(shí)例，展示熱力學(xué)原理在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到熱力學(xué)知識(shí)的重要性。

《熱力學(xué)發(fā)展史》：回顧熱力學(xué)的發(fā)展歷程，介紹著名科學(xué)家如卡諾、克勞修斯等人在熱力學(xué)領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

研究不同熱力學(xué)定律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如熱機(jī)、制冷裝置等，嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的熱現(xiàn)象。

探討熱力學(xué)定律在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，了解新能源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新精神。

調(diào)查和分析熱力學(xué)原理在生產(chǎn)、交通、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，了解我國(guó)在熱力學(xué)應(yīng)用方面的發(fā)展現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，為學(xué)生未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃和發(fā)展提供啟示。課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

（1）提問(wèn)：在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師可通過(guò)隨機(jī)提問(wèn)、課堂討論等方式，了解學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解程度和掌握情況。針對(duì)學(xué)生回答不準(zhǔn)確或不完整的情況，教師應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo)和糾正，幫助學(xué)生正確理解熱力學(xué)第一定律。

（2）觀察：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)，觀察他們是否積極參與、認(rèn)真聽(tīng)講、主動(dòng)思考。對(duì)于表現(xiàn)出消極態(tài)度或注意力不集中的學(xué)生，教師應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募?lì)措施，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

（3）測(cè)試：在課堂結(jié)束后，教師可布置一些關(guān)于熱力學(xué)第一定律的測(cè)試題，以評(píng)估學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的掌握情況。對(duì)于測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，教師應(yīng)及時(shí)進(jìn)行講解和解答，確保學(xué)生理解透徹。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

（1）批改：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，注意檢查學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，以及解題方法的運(yùn)用是否得當(dāng)。

（2）點(diǎn)評(píng)：在批改作業(yè)的過(guò)程中，教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，給予鼓勵(lì)和指導(dǎo)。對(duì)于作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，教師應(yīng)及時(shí)反饋給學(xué)生，并指導(dǎo)他們進(jìn)行修正。

（3）鼓勵(lì)：教師應(yīng)積極鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力。同時(shí)，教師可設(shè)置一些富有挑戰(zhàn)性的課后習(xí)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

3.總結(jié)與反饋：

在課程結(jié)束后，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)，針對(duì)存在的問(wèn)題提出改進(jìn)措施。同時(shí)，教師還應(yīng)積極聽(tīng)取學(xué)生的意見(jiàn)和建議，不斷優(yōu)化教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。重點(diǎn)題型整理八、重點(diǎn)題型整理

1.填空題：

（1）熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是_________。

答案：△U=W+Q

（2）在一個(gè)理想氣體實(shí)驗(yàn)中，如果對(duì)氣體做了200J的功，同時(shí)氣體吸收了100J的熱量，那么氣體的內(nèi)能變化為_(kāi)________。

答案：300J

（3）在等壓過(guò)程中，氣體對(duì)外做的功為_(kāi)________。

答案：P×ΔV

2.選擇題：

（1）以下哪個(gè)選項(xiàng)正確描述了熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)？

A.能量可以轉(zhuǎn)化但總量不變

B.能量可以創(chuàng)造或消失

C.能量的轉(zhuǎn)化具有方向性

D.能量轉(zhuǎn)化和守恒定律

答案：A

（2）在一個(gè)絕熱容器中，氣體溫度升高，其內(nèi)能變化為_(kāi)________。

A.0J

B.ΔU

C.W

D.Q

答案：B

3.計(jì)算題：

（1）一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，溫度從20℃升高到100℃，求物體內(nèi)能的變化。

答案：ΔU=m×c×ΔT=2kg×418J/(kg·℃)×(100℃-20℃)=6.4×10^4J

（2）一個(gè)理想氣體在等溫膨脹過(guò)程中，對(duì)外做了500J的功，求氣體的內(nèi)能變化。

答案：ΔU=W=-500J

（3）一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在恒壓下吸收了1200J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了300J的功，求系統(tǒng)的內(nèi)能變化。

答案：ΔU=Q-W=1200J-300J=900J

4.應(yīng)用題：

（1）一個(gè)熱水器在工作過(guò)程中，消耗了3kW·h的電能，同時(shí)向水中釋放了40℃的熱量。求熱水器的熱效率。

答案：熱效率=(Q放出/W輸入)×100%=(4.18×10^6J/1.08×10^6J)×100%≈70.3%

（2）一輛汽車(chē)以80km/h的速度行駛，行駛了100km，求汽車(chē)所做的功。

答案：W=F×s=0.5×1000N×100×10^3m=5×10^7J

（3）一個(gè)熱機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，吸入了2m^3的空氣，空氣質(zhì)量為1.29kg/m^3，求熱機(jī)所做的功。

答案：W=P×V=1000Pa×2m^3=2000J教學(xué)反思本節(jié)課的主要內(nèi)容是熱力學(xué)第一定律，通過(guò)講解和討論，學(xué)生對(duì)這一概念有了基本的了解和掌握。但在教學(xué)過(guò)程中，也存在一些值得改進(jìn)和思考的地方。

首先，課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過(guò)提問(wèn)和展示相關(guān)圖片和視頻，激發(fā)了學(xué)生的興趣，但部分學(xué)生的注意力并未完全集中，需要在后續(xù)教學(xué)中采取更多的互動(dòng)方式，如小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等，以提高學(xué)生的參與度。

其次，在基礎(chǔ)知識(shí)講解環(huán)節(jié)，我詳細(xì)介紹了熱力學(xué)第一定律的定義和原理，但部分學(xué)生表示難以理解，可能是因?yàn)橹v解內(nèi)容過(guò)于抽象。在未來(lái)的教學(xué)中，我需要更多的實(shí)例和案例來(lái)幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念，如通過(guò)實(shí)際生活中的例子來(lái)解釋熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。

再者，在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個(gè)典型的熱力學(xué)第一定律案例進(jìn)行分析，但部分學(xué)生對(duì)案例的理解和分析不夠深入。我需要更多的引導(dǎo)和提問(wèn)，幫助學(xué)生深入思考和理解案例，并從中學(xué)習(xí)到解決問(wèn)題的方法和技巧。

此外，在小組討論環(huán)節(jié)，我鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作和交流，但部分小組的表現(xiàn)并不積極，可能是因?yàn)槿狈τ行У暮献骱徒涣骷记?。我需要在未?lái)的教學(xué)中，教授學(xué)生一些合作和交流的技巧，如如何有效地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，如何傾聽(tīng)和理解他人的觀點(diǎn)等。

最后，在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我簡(jiǎn)要回顧了本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了熱力學(xué)第一定律的重要性和意義，但部分學(xué)生表示對(duì)課堂內(nèi)容的理解還不夠深入。我需要在未來(lái)的教學(xué)中，更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給予相應(yīng)的指導(dǎo)和幫助。內(nèi)容邏輯關(guān)系①熱力學(xué)第一定律的定義和表述：本節(jié)課首先介紹了熱力學(xué)第一定律的概念，即能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。通過(guò)講解和