2024-2025學(xué)年高中物理 第10章 熱力學(xué)定律 1 功和內(nèi)能教學(xué)實(shí)錄 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律1功和內(nèi)能教學(xué)實(shí)錄新人教版選修3-3主備人備課成員教材分析2024-2025學(xué)年高中物理第10章“熱力學(xué)定律1功和內(nèi)能”教學(xué)實(shí)錄，新人教版選修3-3。本章節(jié)深入探討了功和內(nèi)能的概念、相互轉(zhuǎn)化以及能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解內(nèi)能、熱傳遞、做功的關(guān)系，掌握能量守恒定律，培養(yǎng)科學(xué)思維和分析問題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和案例分析，使學(xué)生能夠運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、推理等方法探究功和內(nèi)能的關(guān)系，理解能量守恒定律。增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維，使其能夠運(yùn)用抽象思維分析復(fù)雜物理現(xiàn)象，形成對(duì)熱力學(xué)基本概念的理解。同時(shí)，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在此階段已具備一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，包括力學(xué)、熱學(xué)的基礎(chǔ)概念，如力、功、能量、溫度等。然而，對(duì)于功和內(nèi)能的深入理解，以及能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生可能還處于初步接觸階段。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣因人而異，但普遍對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用感興趣。學(xué)生的能力水平參差不齊，部分學(xué)生可能具備較強(qiáng)的邏輯思維和動(dòng)手能力，能夠快速掌握新概念；而另一些學(xué)生可能對(duì)抽象概念理解困難，需要更多的時(shí)間和實(shí)例來(lái)輔助學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)和直觀演示來(lái)學(xué)習(xí)，而有些學(xué)生則更傾向于通過(guò)閱讀和思考來(lái)吸收知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)功和內(nèi)能時(shí)可能會(huì)遇到以下困難：一是對(duì)能量守恒定律的理解，特別是如何將抽象的物理概念與實(shí)際現(xiàn)象相結(jié)合；二是內(nèi)能和功的計(jì)算，需要學(xué)生掌握一定的數(shù)學(xué)和物理運(yùn)算能力；三是實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，對(duì)于不熟悉實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。此外，學(xué)生可能對(duì)熱力學(xué)定律的歷史背景和科學(xué)方法缺乏了解，這也可能成為學(xué)習(xí)過(guò)程中的障礙。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《高中物理》選修3-3教材，以備課堂閱讀和筆記。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與功和內(nèi)能相關(guān)的圖片、圖表和視頻，如能量轉(zhuǎn)化過(guò)程圖示、實(shí)驗(yàn)演示視頻等，以增強(qiáng)直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備溫度計(jì)、壓力計(jì)、熱量計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材，確保其完整性和安全性，用于內(nèi)能和熱傳遞的實(shí)驗(yàn)操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，便于學(xué)生合作學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)布置實(shí)驗(yàn)器材，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中的熱現(xiàn)象，如熱水瓶保溫、冰箱制冷等，引導(dǎo)學(xué)生思考熱是如何傳遞的。

2.提出問題：如何衡量熱傳遞的多少？物體溫度變化時(shí)，內(nèi)能如何變化？

3.學(xué)生回答：簡(jiǎn)要回顧熱量、溫度、內(nèi)能等概念。

二、講授新課（20分鐘）

1.功的概念：介紹功的定義，通過(guò)實(shí)際例子說(shuō)明功的產(chǎn)生和計(jì)算方法。

2.內(nèi)能的概念：講解內(nèi)能的定義，解釋分子運(yùn)動(dòng)與內(nèi)能的關(guān)系。

3.能量轉(zhuǎn)化：展示功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，分析能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。

4.能量守恒定律：闡述能量守恒定律的基本原理，結(jié)合實(shí)例講解如何應(yīng)用該定律解決實(shí)際問題。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.練習(xí)1：計(jì)算物體在熱傳遞過(guò)程中吸收或放出的熱量。

2.練習(xí)2：分析實(shí)際生活中的熱現(xiàn)象，判斷物體內(nèi)能的變化。

3.學(xué)生分組討論：分析功和內(nèi)能的關(guān)系，總結(jié)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的規(guī)律。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問1：什么是功？如何計(jì)算功？

2.提問2：什么是內(nèi)能？?jī)?nèi)能與溫度、質(zhì)量有何關(guān)系？

3.提問3：如何判斷物體內(nèi)能的變化？

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.學(xué)生展示練習(xí)結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)并糾正錯(cuò)誤。

2.學(xué)生提問，教師解答疑惑。

3.教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)功和內(nèi)能的關(guān)系，以及能量守恒定律的應(yīng)用。

六、核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

1.教師展示一個(gè)與功和內(nèi)能相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用案例，如太陽(yáng)能熱水器。

2.學(xué)生分析案例，提出改進(jìn)建議，提升解決問題的能力。

3.教師總結(jié)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和實(shí)際應(yīng)用的重要性。

教學(xué)過(guò)程流程如下：

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

2.講授新課：功的概念（5分鐘）、內(nèi)能的概念（5分鐘）、能量轉(zhuǎn)化（5分鐘）、能量守恒定律（5分鐘）

3.鞏固練習(xí)：練習(xí)1（5分鐘）、練習(xí)2（5分鐘）

4.課堂提問（5分鐘）

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

6.核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

總計(jì)用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：

學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后，能夠準(zhǔn)確理解和掌握功和內(nèi)能的基本概念，包括功的定義、計(jì)算方法，內(nèi)能的定義、與溫度、質(zhì)量的關(guān)系，以及能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。

2.能力提升：

3.思維發(fā)展：

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、推理等方法，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力和抽象思維能力。學(xué)生能夠運(yùn)用邏輯思維分析復(fù)雜物理現(xiàn)象，形成對(duì)熱力學(xué)基本概念的理解。

4.解決問題能力：

學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，如分析生活中的熱現(xiàn)象，判斷物體內(nèi)能的變化，以及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

5.學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力：

6.團(tuán)隊(duì)合作能力：

在分組討論和實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)會(huì)了與他人合作，共同完成任務(wù)。在討論過(guò)程中，學(xué)生能夠傾聽他人意見，提出自己的見解，并在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。

7.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。面對(duì)實(shí)驗(yàn)中的困難和問題，學(xué)生能夠積極思考，不斷嘗試，直到找到解決方案。

8.拓展知識(shí)面：

9.應(yīng)對(duì)高考的能力：

本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)是高考物理考試中的重要內(nèi)容，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生的物理知識(shí)儲(chǔ)備得到豐富，有助于提高高考物理成績(jī)。

10.社會(huì)實(shí)踐能力：

學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，如設(shè)計(jì)節(jié)能方案、分析環(huán)保問題等，提高自身的綜合素質(zhì)。典型例題講解例題1：一個(gè)物體從高處自由落下，不計(jì)空氣阻力，下落過(guò)程中重力對(duì)物體做了多少功？

解答：設(shè)物體質(zhì)量為m，下落高度為h，重力加速度為g。

根據(jù)功的定義，功W等于力F與物體在力的方向上移動(dòng)的距離s的乘積。

在此例中，力F為重力，即mg，移動(dòng)的距離s為h。

因此，重力對(duì)物體做的功W=F*s=mg*h。

例題2：一個(gè)物體以恒定速度沿水平面移動(dòng)，摩擦力對(duì)物體做了多少功？

解答：在水平面上，摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直。根據(jù)功的定義，當(dāng)力的方向與移動(dòng)方向垂直時(shí)，力對(duì)物體做的功為零。

因此，摩擦力對(duì)物體做的功W=F*s*cos(θ)=0，其中θ為摩擦力與移動(dòng)方向的夾角，由于θ=90°，cos(90°)=0。

例題3：一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)斜向上的拉力，拉力大小為F，物體在拉力方向上移動(dòng)了s的距離，物體在垂直于拉力方向上移動(dòng)了d的距離，拉力對(duì)物體做了多少功？

解答：拉力對(duì)物體做的功W=F*s*cos(θ)，其中θ為拉力與物體移動(dòng)方向之間的夾角。

由于物體在垂直于拉力方向上移動(dòng)了d的距離，這部分距離對(duì)拉力做的功為零。

因此，拉力對(duì)物體做的功W=F*s*cos(θ)。

例題4：一個(gè)物體從靜止開始，在水平面上受到一個(gè)恒定的推力F，物體以加速度a加速，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，推力對(duì)物體做了多少功？

解答：物體在時(shí)間t內(nèi)移動(dòng)的距離s可以用公式s=(1/2)*a*t^2計(jì)算。

推力對(duì)物體做的功W=F*s=F*(1/2)*a*t^2。

例題5：一個(gè)物體在水平面上受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)水平向右的推力F1和垂直向上的支持力F2，物體在水平方向上移動(dòng)了s的距離，在垂直方向上沒有移動(dòng)，兩個(gè)力對(duì)物體做的總功是多少？

解答：推力F1對(duì)物體做的功W1=F1*s，支持力F2對(duì)物體做的功W2=F2*0=0（因?yàn)槲矬w在垂直方向上沒有移動(dòng)）。

兩個(gè)力對(duì)物體做的總功W=W1+W2=F1*s。內(nèi)容邏輯關(guān)系①功的概念與計(jì)算

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：功的定義（力與位移的乘積）、功的計(jì)算公式（W=F*s*cosθ）、功的單位（焦耳）。

-重點(diǎn)詞句：功是力對(duì)物體所做的功，功等于力與物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。

②內(nèi)能的概念與性質(zhì)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：內(nèi)能的定義（物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間勢(shì)能的總和）、內(nèi)能與溫度、狀態(tài)的關(guān)系。

-重點(diǎn)詞句：內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和分子間勢(shì)能的總和，內(nèi)能的大小與溫度、物體的狀態(tài)有關(guān)。

③能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化的形式（熱能、動(dòng)能、勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化）、能量守恒定律（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）。

-重點(diǎn)詞句：能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，能量守恒定律表明在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量總量保持不變。

④熱傳遞與熱量

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：熱傳遞的方式（傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射）、熱量的定義（熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量）、熱量的計(jì)算（Q=mcΔT）。

-重點(diǎn)詞句：熱傳遞是熱量從高溫物體傳遞到低溫物體的過(guò)程，熱量是熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量。

⑤熱力學(xué)第一定律

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容（能量守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用）、熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式（ΔU=Q-W）。

-重點(diǎn)詞句：熱力學(xué)第一定律指出，一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于它所吸收的熱量與對(duì)外做功的代數(shù)和。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了功和內(nèi)能這一章的內(nèi)容?；剡^(guò)頭來(lái)想想，我覺得教學(xué)過(guò)程中有幾個(gè)地方值得反思。

首先，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)挺成功的。我通過(guò)展示生活中的熱現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們對(duì)功和內(nèi)能的概念產(chǎn)生了好奇心。提問環(huán)節(jié)也起到了很好的引導(dǎo)作用，讓學(xué)生開始思考這些現(xiàn)象背后的物理原理。

在講授新課的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)功的概念理解得比較快，但是對(duì)于內(nèi)能的概念，有些學(xué)生還是覺得有點(diǎn)抽象。我意識(shí)到，我在講解內(nèi)能的時(shí)候，可能沒有用足夠的實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生理解。下次，我會(huì)嘗試用更多的實(shí)際例子來(lái)解釋內(nèi)能，比如通過(guò)展示分子運(yùn)動(dòng)模型或者實(shí)際物體的溫度變化來(lái)幫助學(xué)生建立直觀的認(rèn)識(shí)。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)與課本內(nèi)容緊密相關(guān)的題目，讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)來(lái)加深對(duì)知識(shí)的理解。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)诮獯疬@些題目時(shí)，對(duì)于功的計(jì)算和能量轉(zhuǎn)化的應(yīng)用掌握得還不錯(cuò)。但是，也有幾個(gè)學(xué)生在處理一些復(fù)雜的情景題時(shí)顯得有些吃力。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)基礎(chǔ)概念的理解還不夠牢固。因此，我需要在今后的教學(xué)中，更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固。

課堂提問環(huán)節(jié)，我盡量讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)回答問題，這樣可以鼓勵(lì)他們積極參與課堂討論。我發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生雖然能夠回答出正確答案，但是表達(dá)的時(shí)候不夠清晰。這提醒我，在今后的教學(xué)中，我需要更多地關(guān)注學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，鼓勵(lì)他們用準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言來(lái)描述自己的思路。

在教學(xué)總結(jié)方面，我覺得學(xué)生們?cè)谶@節(jié)課上收獲還是挺多的。他們對(duì)功和內(nèi)能的概念有了更深入的理解，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解釋一些簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。在技能方面，他們的計(jì)算能力和問題分析能力也有所提高。在情感態(tài)度上，學(xué)生們對(duì)物理學(xué)科的興趣也有所增強(qiáng)。

當(dāng)然，教學(xué)過(guò)程中也存在一些不足。比如，