2024-2025學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 1 功和內(nèi)能（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1功和內(nèi)能（3）教案新人教版選修3-3課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教材分析本?jié)課為人教版選修3-3《物理》第十章“熱力學(xué)定律”的第一節(jié)“功和內(nèi)能（3）”。本節(jié)課主要內(nèi)容是功與內(nèi)能的關(guān)系，通過(guò)探究功與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生理解外界對(duì)物體做功時(shí)物體內(nèi)能的變化，以及物體對(duì)外界做功時(shí)內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，結(jié)合生活實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

教學(xué)目標(biāo)：

1.理解功與內(nèi)能的關(guān)系，掌握功的計(jì)算方法。

2.能運(yùn)用功與內(nèi)能的關(guān)系解釋生活現(xiàn)象。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀(guān)察能力。

教學(xué)重點(diǎn)：

1.功與內(nèi)能的關(guān)系。

2.功的計(jì)算方法。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.功與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的理解。

2.實(shí)際問(wèn)題中功的計(jì)算。

教學(xué)方法：

1.采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法，引導(dǎo)學(xué)生思考功與內(nèi)能的關(guān)系。

2.利用實(shí)驗(yàn)和實(shí)例，讓學(xué)生直觀(guān)地理解功的計(jì)算和功與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。

3.運(yùn)用小組討論法，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和口頭表達(dá)能力。

教學(xué)過(guò)程：

1.導(dǎo)入：通過(guò)生活實(shí)例，引發(fā)學(xué)生對(duì)功與內(nèi)能關(guān)系的思考。

2.探究：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析功與內(nèi)能的關(guān)系。

3.新課：講解功的計(jì)算方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用功與內(nèi)能的關(guān)系解釋生活現(xiàn)象。

4.練習(xí)：布置練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

5.小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)功與內(nèi)能的關(guān)系及功的計(jì)算方法。

6.作業(yè)：布置作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

教學(xué)資源：

1.實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、溫度計(jì)等。

2.教學(xué)課件：PPT課件，包含實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)、生活實(shí)例等。

3.練習(xí)題：選擇合適的練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

教學(xué)評(píng)價(jià)：

1.學(xué)生能正確計(jì)算功。

2.學(xué)生能運(yùn)用功與內(nèi)能的關(guān)系解釋生活現(xiàn)象。

3.學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作和小組討論，表現(xiàn)出合作能力和口頭表達(dá)能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，主要包括：科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀(guān)。

1.科學(xué)思維：通過(guò)分析功與內(nèi)能的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法，從現(xiàn)象中尋找規(guī)律，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)探究：引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證物理規(guī)律的能力，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)。

3.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：通過(guò)生活實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)服務(wù)社會(huì)的意識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀(guān)。三、學(xué)情分析本節(jié)課針對(duì)的是高中物理選修3-3《物理》第十章“熱力學(xué)定律”的第一節(jié)“功和內(nèi)能（3）”。根據(jù)對(duì)學(xué)生層次的分析，可以將學(xué)生分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)層、提升層和優(yōu)秀層。

1.基礎(chǔ)層學(xué)生：這類(lèi)學(xué)生對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)掌握較為扎實(shí)，但對(duì)功與內(nèi)能的關(guān)系理解不夠深入，對(duì)實(shí)際問(wèn)題中功的計(jì)算和功與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力較弱。在教學(xué)過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注這部分學(xué)生，幫助他們對(duì)功與內(nèi)能的關(guān)系有更深刻的理解，并能運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。

2.提升層學(xué)生：這類(lèi)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)有一定的理解，能理解功與內(nèi)能的關(guān)系，但在計(jì)算方法和解決實(shí)際問(wèn)題方面存在一定的困難。對(duì)于這部分學(xué)生，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重培養(yǎng)他們的計(jì)算能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高他們的物理素養(yǎng)。

3.優(yōu)秀層學(xué)生：這類(lèi)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)掌握較為扎實(shí)，對(duì)功與內(nèi)能的關(guān)系有深入理解，能熟練運(yùn)用功的計(jì)算方法解決實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于這部分學(xué)生，應(yīng)注重拓展他們的知識(shí)視野，引導(dǎo)他們深入探究功與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高他們的物理思維能力。

針對(duì)不同層次的學(xué)生，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)采用不同的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)因材施教。對(duì)于基礎(chǔ)層學(xué)生，注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)和鞏固，加強(qiáng)實(shí)例分析和練習(xí)；對(duì)于提升層學(xué)生，注重培養(yǎng)計(jì)算能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；對(duì)于優(yōu)秀層學(xué)生，注重拓展知識(shí)視野和提高物理思維能力。

此外，在教學(xué)過(guò)程中，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的行為習(xí)慣。大部分學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣，但在實(shí)驗(yàn)操作和觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面存在一定的不夠細(xì)致和耐心的問(wèn)題。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，注重觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法

針對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的層次和行為習(xí)慣，選擇以下教學(xué)方法：

（1）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法：通過(guò)提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考功與內(nèi)能的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)探究法：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證物理規(guī)律。

（3）小組討論法：分組進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和口頭表達(dá)能力。

（4）案例研究法：分析生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用功與內(nèi)能的關(guān)系解釋實(shí)際問(wèn)題。

2.設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)

（1）導(dǎo)入：通過(guò)生活實(shí)例，引發(fā)學(xué)生對(duì)功與內(nèi)能關(guān)系的思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生分析功與內(nèi)能的關(guān)系。

（3）新課講解：講解功的計(jì)算方法，結(jié)合實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用功與內(nèi)能的關(guān)系解釋生活現(xiàn)象。

（4）小組討論：分組討論，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和口頭表達(dá)能力。

（5）練習(xí)與總結(jié)：布置練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

（1）PPT課件：制作包含實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)、生活實(shí)例等內(nèi)容的PPT課件，直觀(guān)展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和功與內(nèi)能的關(guān)系。

（2）實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備彈簧測(cè)力計(jì)、溫度計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材，便于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

（3）教學(xué)視頻：選擇與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)視頻，輔助學(xué)生理解功與內(nèi)能的關(guān)系。

（4）在線(xiàn)工具：運(yùn)用在線(xiàn)工具，如物理仿真軟件，讓學(xué)生更直觀(guān)地觀(guān)察和理解功與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。五、教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《功和內(nèi)能（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)做功改變物體內(nèi)能的情況？”比如，我們用手推動(dòng)一輛停車(chē)的汽車(chē)，汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，我們的手感到累，這個(gè)現(xiàn)象就是做功改變物體內(nèi)能的一個(gè)例子。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，讓我們一同探索功和內(nèi)能的奧秘。

二、新課講授

1.理論介紹：首先，我們要了解功和內(nèi)能的基本概念。功是力對(duì)物體作用產(chǎn)生的效果，它是能量轉(zhuǎn)化的量度。內(nèi)能是物體分子間相互作用的能量總和，它與物體的溫度和分子運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

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)案例展示了做功改變物體內(nèi)能的實(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)功的計(jì)算方法和功與內(nèi)能的轉(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)

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與做功改變物體內(nèi)能相關(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)操作將演示做功改變物體內(nèi)能的基本原理。

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

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“做功改變物體內(nèi)能在日常生活中的應(yīng)用”這一主題展開(kāi)討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀(guān)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

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了功和內(nèi)能的基本概念、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)做功改變物體內(nèi)能的理解。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)。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）科普文章：為學(xué)生提供一些關(guān)于熱力學(xué)定律的科普文章，如《熱力學(xué)第一定律：能量守恒》、《熱力學(xué)第二定律：熵增原理》等，幫助學(xué)生深入了解熱力學(xué)定律的基本原理和應(yīng)用。

（2）視頻資料：推薦一些與熱力學(xué)定律相關(guān)的教學(xué)視頻，如《熱力學(xué)定律的解釋與應(yīng)用》、《熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解析》等，讓學(xué)生通過(guò)視覺(jué)直觀(guān)地理解熱力學(xué)定律。

（3）在線(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)：為學(xué)生提供一些在線(xiàn)物理仿真實(shí)驗(yàn)，如功與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中親自操作，加深對(duì)功與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的理解。

2.拓展建議

（1）讓學(xué)生閱讀科普文章，了解熱力學(xué)定律的基本原理和應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（2）觀(guān)看教學(xué)視頻，通過(guò)視覺(jué)直觀(guān)地理解熱力學(xué)定律，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)點(diǎn)。

（3）利用在線(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自操作，加深對(duì)功與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

（4）組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作。

（5）鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

（6）開(kāi)展課后作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)題目鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的解題能力。七、重點(diǎn)題型整理1.計(jì)算功的題目

題目：一個(gè)物體受到一個(gè)力F=10N的作用，在力的方向上移動(dòng)了s=5m，求這個(gè)力對(duì)物體做的功。

答案：功的計(jì)算公式為W=F*s，將數(shù)值代入公式，得到W=10N*5m=50J。

2.功與內(nèi)能關(guān)系題目

題目：一個(gè)物體受到一個(gè)力F=10N的作用，在力的方向上移動(dòng)了s=5m，物體的質(zhì)量m=2kg，求這個(gè)力對(duì)物體做的功，并計(jì)算物體內(nèi)能的變化。

答案：首先計(jì)算功，W=F*s=10N*5m=50J。根據(jù)功與內(nèi)能的關(guān)系，物體內(nèi)能的變化ΔU=W/m=50J/2kg=25J。

3.實(shí)際問(wèn)題中功的計(jì)算題目

題目：一個(gè)工人用100N的力推動(dòng)一輛重為200N的車(chē)，車(chē)在力的方向上移動(dòng)了2m，求工人所做的功。

答案：首先計(jì)算工人對(duì)車(chē)的牽引力F=100N-200N=-100N（牽引力與阻力方向相反，所以是負(fù)值），然后計(jì)算功W=F*s=(-100N)*2m=-200J。

4.熱力學(xué)第一定律題目

題目：一個(gè)物體吸收了熱量Q=200J，內(nèi)能增加了ΔU=100J，求這個(gè)物體的初始內(nèi)能。

答案：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能的變化等于吸收的熱量，即ΔU=Q，將數(shù)值代入公式，得到200J=100J，所以初始內(nèi)能U=100J+Q=300J。

5.熱力學(xué)第二定律題目

題目：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1=200J，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2=100J，求這個(gè)系統(tǒng)的熵變。

答案：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，系統(tǒng)的熵變?chǔ)=Q1/T1-Q2/T2，其中T1和T2分別是高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟取＜僭O(shè)T1=300K，T2=200K，代入公式得到ΔS=(200J/300K)-(100J/200K)=0.67J/K。八、教學(xué)反思與改進(jìn)在完成了“功和內(nèi)能（3）”這一章節(jié)的教學(xué)后，我進(jìn)行了深刻的反思，以評(píng)估教學(xué)效果并識(shí)別需要改進(jìn)的地方。

首先，我注意到學(xué)生在理解功與內(nèi)能的關(guān)系時(shí)存在一定的困難。他們?cè)谟?jì)算功和解決實(shí)際問(wèn)題方面存在一定的困難。因此，我計(jì)劃在下一次的教學(xué)中，增加更多的實(shí)例和練習(xí)題，以幫助學(xué)生更好地理解功與內(nèi)能的關(guān)系，并提高他們的計(jì)算能力。

其次，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面不夠細(xì)致和耐心。這可能是因?yàn)樗麄冊(cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中缺乏指導(dǎo)和反饋。因此，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中，增加實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和反饋，幫