2024-2025學年高中物理 第十章 熱力學定律 2 熱和內(nèi)能（2）教案 新人教版選修3-3

2024-2025學年高中物理第十章熱力學定律2熱和內(nèi)能（2）教案新人教版選修3-3學校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本節(jié)課為人教版選修3-3《物理》第十章“熱力學定律”的第二節(jié)“熱和內(nèi)能（2）”。該節(jié)內(nèi)容緊跟第一節(jié)內(nèi)容，進一步深入探討了內(nèi)能的概念、改變內(nèi)能的兩種方式以及熱力學第一定律。教材通過豐富的實例和圖示，幫助學生理解和掌握內(nèi)能的計算、熱力學第一定律的應用等知識點。此外，本節(jié)課還為學生提供了充足的實驗探究和討論機會，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和團隊協(xié)作能力。

本節(jié)課內(nèi)容與學生的日常生活緊密相連，有利于激發(fā)學生的學習興趣。在教學過程中，教師應注重引導學生運用所學知識解釋生活中的物理現(xiàn)象，提高學生的學以致用能力。同時，教師還需關(guān)注學生的學習差異，針對不同程度的學生制定合適的教學策略，確保課堂教學的實效性。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，主要包括：理解能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、批判性思維和科學態(tài)度。通過學習熱和內(nèi)能的相關(guān)知識，學生應能理解內(nèi)能的概念、改變內(nèi)能的兩種方式以及熱力學第一定律，提高理解能力。同時，通過實驗探究和討論，學生能夠?qū)⒗碚撝R應用于實際問題，提升實踐能力。在探究過程中，鼓勵學生提出新的觀點和解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。此外，學生應在評價和反思中培養(yǎng)批判性思維，對實驗結(jié)果和理論知識進行合理的評價和質(zhì)疑。最后，通過小組合作和交流，學生將能夠養(yǎng)成良好的科學態(tài)度，提高團隊協(xié)作能力。重點難點及解決辦法重點：1.內(nèi)能的概念及計算；2.熱力學第一定律的應用；3.實驗探究內(nèi)能的變化規(guī)律。

難點：1.內(nèi)能的微觀解釋及計算公式的推導；2.熱力學第一定律在實際問題中的應用；3.實驗操作和數(shù)據(jù)處理。

解決辦法：1.通過生活中的實例，讓學生感受內(nèi)能的存在，幫助學生形象理解內(nèi)能的概念；2.分步驟講解內(nèi)能計算公式的推導過程，引導學生主動思考和探究；3.提供具體的實際問題，讓學生運用熱力學第一定律進行分析，培養(yǎng)學生的解決問題能力；4.組織學生進行實驗操作，教師巡回指導，確保每位學生都能掌握實驗技能；5.在實驗過程中，引導學生注意觀察和記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理能力。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習資料，包括《物理》選修3-3教材、課堂講義、練習題等。

2.輔助材料：準備與教學內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如內(nèi)能的概念圖解、熱力學第一定律的示意圖、實驗操作視頻等。

3.實驗器材：根據(jù)實驗內(nèi)容，準備實驗所需的器材，如溫度計、熱量計、燒杯、水、氣球等。確保實驗器材的完整性和安全性，同時檢查實驗器材是否符合教學需求。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實驗操作臺等。在教室內(nèi)設(shè)置合適的座位布局，以便學生進行小組討論和實驗操作。

5.教學工具：準備教學所需的多媒體設(shè)備，如投影儀、計算機、音響等，并確保其正常運行。

6.學習平臺：如果使用在線學習平臺或教學管理系統(tǒng)，確保學生能夠順利登錄并參與課堂活動。

7.學生作業(yè)：提前準備并打印學生作業(yè)，包括練習題、思考題等，以便在課堂上進行布置和反饋。

8.教學反饋表：準備教學反饋表，以便收集學生對課堂內(nèi)容的理解情況和教學資源的評價。

9.教學指導：根據(jù)教學內(nèi)容和學生的學習情況，準備教學指導資料，以便在課堂上進行解答和指導。

10.教學評估工具：準備教學評估工具，如測驗、考試等，以便對學生的學習情況進行評估和監(jiān)測。教學過程設(shè)計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對熱和內(nèi)能的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是內(nèi)能嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于內(nèi)能的圖片或視頻片段，讓學生初步感受內(nèi)能的魅力或特點。

簡短介紹內(nèi)能的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎(chǔ)。

2.內(nèi)能基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解內(nèi)能的基本概念、計算方法和熱力學第一定律。

過程：

講解內(nèi)能的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹內(nèi)能的計算方法，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.熱力學第一定律講解（10分鐘）

目標：讓學生理解熱力學第一定律的基本原理和應用。

過程：

講解熱力學第一定律的定義和原理。

引導學生思考熱力學第一定律對內(nèi)能變化的影響。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與熱力學第一定律相關(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：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對熱力學第一定律的認識和理解。

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)熱力學第一定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括內(nèi)能的基本概念、計算方法、熱力學第一定律的原理和應用等。

強調(diào)熱力學第一定律在現(xiàn)實生活或?qū)W習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用熱力學第一定律。

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關(guān)于熱力學第一定律的短文或報告，以鞏固學習效果。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

為了幫助學生更深入地理解熱力學定律和內(nèi)能的概念，可以提供以下拓展閱讀材料：

-《熱力學基礎(chǔ)》：介紹熱力學定律的原理和應用，深入剖析內(nèi)能的概念及其在物理學中的重要性。

-《熱能轉(zhuǎn)換與效率》：探討熱能的轉(zhuǎn)換和利用效率，讓學生了解熱力學定律在能源領(lǐng)域的應用。

-《生活中的熱現(xiàn)象》：通過生活中的實例，解釋熱力學定律和內(nèi)能的概念，幫助學生更好地理解這些抽象的物理概念。

2.課后自主學習與探究

鼓勵學生進行課后自主學習和探究，進一步鞏固課堂所學知識。以下是一些建議：

-學生可以查找相關(guān)的在線課程或講座，進一步了解熱力學定律和內(nèi)能的深入知識。

-學生可以進行家庭實驗，觀察和記錄熱力學現(xiàn)象，如熱傳導、熱對流等，從而加深對熱力學定律的理解。

-學生可以閱讀相關(guān)的科普文章或書籍，了解熱力學定律在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應用。

-學生可以參與學校的科學俱樂部或研究小組，與同學一起討論和探究熱力學定律的相關(guān)話題。重點題型整理七、重點題型整理

1.計算題：計算物體在特定條件下的內(nèi)能。

題型示例1：一個質(zhì)量為2kg的物體，溫度為300K，求物體的內(nèi)能。

答案：根據(jù)內(nèi)能的計算公式，內(nèi)能U=m*c*T，其中m為質(zhì)量，c為比熱容，T為溫度。假設(shè)比熱容c為1000J/(kg·K)，則物體的內(nèi)能U=2kg*1000J/(kg·K)*300K=6*10^5J。

題型示例2：一個質(zhì)量為1kg的物體，溫度從293K升高到313K，求物體的內(nèi)能變化。

答案：內(nèi)能的變化ΔU=m*c*ΔT，其中ΔT為溫度變化量。假設(shè)比熱容c為1000J/(kg·K)，則內(nèi)能的變化ΔU=1kg*1000J/(kg·K)*(313K-293K)=2*10^4J。

2.應用題：運用熱力學第一定律解決實際問題。

題型示例1：一個熱源溫度為1000K，將熱量傳遞給溫度為300K的物體，求物體吸收的熱量。

答案：根據(jù)熱力學第一定律，物體吸收的熱量Q=ΔU+W，其中ΔU為內(nèi)能的變化，W為對外做的功。假設(shè)物體對外做功為0，則Q=ΔU=m*c*ΔT=1kg*1000J/(kg·K)*(1000K-300K)=7*10^5J。

題型示例2：一個物體從高度h自由落下，落地的瞬間速度為v，求物體落地前后的內(nèi)能變化。

答案：落地前的內(nèi)能U1=mgh，其中m為質(zhì)量，g為重力加速度，h為高度。落地后的內(nèi)能U2=0（假設(shè)物體落地后停止運動）。則內(nèi)能的變化ΔU=U1-U2=mgh。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們深入探討了熱力學定律和內(nèi)能的概念。我們了解到內(nèi)能是物體分子運動的能量總和，它與物體的質(zhì)量、溫度和比熱容有關(guān)。我們學習了內(nèi)能的計算公式，并通過實例了解了內(nèi)能的實際應用。此外，我們還探討了熱力學第一定律，即能量守恒定律，它說明在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。我們還通過小組討論和實驗操作，進一步鞏固了對熱力學定律和內(nèi)能的理解。

當堂檢測：

1.計算題：一個質(zhì)量為3kg的物體，溫度為400K，求物體的內(nèi)能。

答案：內(nèi)能U=m*c*T=3kg*1000J/(kg·K)*400K=1.2*10^6J。

2.應用題：一個物體從高度h自由落下，落地的瞬間速度為v，求物體落地前后的內(nèi)能變化。

答案：落地前的內(nèi)能U1=mgh，落地后的內(nèi)能U2=0（假設(shè)物體落地后停止運動）。則內(nèi)能的變化ΔU=U1-U2=mgh。

3.簡答題：熱力學第一定律說明了什么？

答案：熱力學第一定律說明了能量守恒定律，即在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

4.判斷題：物體吸收的熱量總是等于內(nèi)能的變化。（）

答案：×，物體吸收的熱量等于內(nèi)能的變化加上對外做的功。

5.填空題：比熱容是物體單位質(zhì)量在溫度變化1K時吸收或釋放的熱量。（）

答案：正確。板書設(shè)計1.內(nèi)能的定義和計算公式

2.熱力學第一定律的原理

3.熱能轉(zhuǎn)換與效率

4.生活中的熱現(xiàn)象

5.熱力學定律在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應用

6.內(nèi)能的微觀解釋

7.內(nèi)能的計算和應用實例

8.內(nèi)能的實驗探究

9.熱力學第一定律的實際應用

10.內(nèi)能與熱力學定律的關(guān)聯(lián)性教學反思與總結(jié)今天這節(jié)課我講的是熱力學定律和內(nèi)能的概念，通過講解和實驗操作，我希望學生能更好地理解這些抽象的物理概念?；仡櫿麄€教學過程，我覺得自己在教學方法和策略上做得還不錯，能夠引導學生主動思考和探究，同時也能夠及時給予學生反饋和指導。但是在課堂管理方面，我覺得自己還有待提高，有時候課堂紀律不夠好，影響了教學效果。

對于教學效果，我覺得學生們在知識方面掌握得還不錯，能夠理解和運用內(nèi)能的計算公式和熱力學第一定律的原理。在技能方面，學生們通過實驗操作，能夠更好地理解和應用熱力學定律和內(nèi)能的概念。在情感態(tài)度方面，學生們對于熱力學定律和內(nèi)能的概念產(chǎn)生了濃厚的興趣，積極參與課堂討論和實驗操作。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題和不足。首先，在課堂管理方面，有時候課堂紀律不夠好，影響了教學效果。其次，在教