2024-2025学年高中物理 第十章 热力学定律 2 热和内能教案2 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第十章热力学定律2热和内能教案2新人教版选修3-3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析本节课为人教版选修3-3《物理》第十章热力学定律的第二个知识点，主要内容是热和内能。这部分内容是在学生已经掌握了热力学第一定律的基础上进行的，旨在让学生进一步理解内能的概念、改变内能的方式以及热力学第二定律。通过本节课的学习，学生将能够理解内能与热力学第一定律的关系，掌握热力学第二定律的基本内容，并对生活中的热现象有更深入的认识。

本节课的内容与现实生活密切相关，有利于激发学生的学习兴趣。在教学过程中，我将以课本为依据，结合学生的实际情况，设计一系列教学活动，帮助学生更好地理解和掌握知识。同时，我会注重培养学生的实验能力和科学思维，使他们在学习过程中能够形成对物理现象的深刻认识。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度。通过学习热和内能的概念，学生将形成对物理现象的深刻认识，建立正确的物理观念。在教学过程中，我将引导学生运用科学思维，如逻辑推理、模型建构等，来分析和解决物理问题。同时，我会设计实验活动，让学生亲身体验和观察物理现象，提高他们的实验探究能力。此外，我会注重培养学生的科学态度，使他们能够积极思考、勇于质疑，并对物理学习保持持久的兴趣和热情。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了以下知识：热力学第一定律的基本概念，能量守恒的原理；温度、热量和温差的关系；热传递的基本方式；以及一些基本的实验操作技能。这些知识将为学生学习本节课的内容奠定基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，我发现他们对与生活实际相关的问题比较感兴趣。大部分学生具备一定的逻辑思维能力和实验操作能力，他们喜欢通过实验和实际操作来理解物理概念。在学习风格上，学生们更偏好通过互动和讨论来加深对知识的理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的内容时，学生可能会遇到以下困难和挑战：对内能概念的理解不够清晰，难以区分内能和热力学第一定律的关系；对热力学第二定律的理解较为抽象，难以将其应用到实际问题中；实验操作中可能对温度测量、热量计算等技能掌握不够熟练，需要进一步练习和指导。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验桌、温度计、热量计、热源、实验材料等。

2.课程平台：人教版选修3-3《物理》教材、教学课件、实验指导书等。

3.信息化资源：网络搜索引擎、在线物理学习平台、相关学术文章等。

4.教学手段：讲解、演示、实验、讨论、小组合作等。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对热和内能的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是内能吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于内能的图片或视频片段，让学生初步感受内能的魅力或特点。

简短介绍内能的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.内能基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解内能的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解内能的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍内能的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.内能案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解内能的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的内能案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解内能的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用内能解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与内能相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对内能的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调内能的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括内能的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调内能在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用内能。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于内能的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

(1)教材补充阅读：推荐学生阅读人教版选修3-3《物理》教材中与热和内能相关的补充阅读材料，以加深对热和内能知识的理解。

(2)学术文章：推荐学生阅读一些关于热和内能的学术论文或科普文章，例如《热力学定律的应用与生活》、《内能与热现象的关系》等，以拓宽视野，了解热和内能知识的广泛应用。

(3)在线学习平台：引导学生利用网络资源，如在线物理学习平台、教育论坛等，查找与热和内能相关的学习资料、视频讲座等，以便学生自主学习，巩固知识。

2.拓展建议：

(1)开展家庭小实验：鼓励学生利用家庭常见的物品，如水、冰、烧杯等，进行与热和内能相关的小实验，如探究水的比热容、观察热传导现象等。通过实验，让学生更深入地了解热和内能的知识。

(2)参观科普场馆：建议学生利用周末或假期时间，参观当地的科普场馆，如科技博物馆、物理馆等。在参观过程中，关注与热和内能相关的展品和展览，如蒸汽机、热机等。通过实地参观，让学生更加直观地感受热和内能的魅力。

(3)参与学术讲座或研讨会：鼓励学生积极参加学校或社区组织的学术讲座或研讨会，尤其是那些涉及热和内能主题的讲座。通过聆听专家的讲解，学生可以拓宽知识面，提高学术素养。

(4)完成课后作业：布置与热和内能相关的课后作业，要求学生撰写短文或报告。通过完成作业，学生可以巩固所学知识，提高写作能力。

(5)开展小组讨论：组织学生进行小组讨论，选择一个与热和内能相关的话题进行深入研究。鼓励学生查阅资料、分析讨论，并撰写研究报告。通过小组合作，学生可以培养团队合作精神，提高研究能力。板书设计1.内能的概念与定义

-内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。

-符号：U

-影响因素：温度、质量、状态等

2.改变内能的方式

-做功：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减少。

-热传递：热量从高温物体传向低温物体，或通过热辐射等形式传递。

3.热力学第二定律

-内容：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。

-意义：揭示了自然界能量转化和转移的方向性。

板书设计要求简洁明了，重点突出，便于学生理解和记忆。同时，为了激发学生的学习兴趣和主动性，可以适当增加一些艺术性和趣味性元素。例如，在“内能的概念与定义”部分，可以使用能量粒子图示来表示分子动能和分子势能的总和；在“改变内能的方式”部分，可以使用图标或简单图示来区分做功和热传递；在“热力学第二定律”部分，可以使用箭头和热源图标来表示能量转化和转移的方向性。通过这种方式，板书不仅能够帮助学生掌握知识，还能够吸引他们的注意力，提高学习效果。课堂小结，当堂检测1.课堂小结

(1)本节课主要学习了内能的概念、改变内能的方式以及热力学第二定律。

(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，影响内能的因素有温度、质量、状态等。

(3)改变内能的方式有做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。

(4)热力学第二定律揭示了自然界能量转化和转移的方向性，不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。

(5)板书设计简洁明了，重点突出，便于学生理解和记忆，同时增加了一些艺术性和趣味性元素，激发学生的学习兴趣和主动性。

2.当堂检测

(1)选择题：

1.下列哪个因素会影响物体的内能？

A.温度

B.质量

C.状态

D.所有以上

2.下列哪种方式可以改变物体的内能？

A.对物体做功

B.物体对外做功

C.热量从低温物体传到高温物体

D.热量从高温物体传到低温物体

(2)简答题：

1.请简述内能的概念及其影响因素。

2.请解释热力学第二定律的含义及其意义。

(3)实验题：

设计一个实验，通过观察和测量，探究物体吸热或放热时内能的变化。

(4)应用题：

一个热源和一个冷源之间有一物体，物体与热源和冷源接触。请分析并解释在自然状态下，热量如何从热源传递到冷源。教学反思本节课是关于热和内能的教学，通过课堂的讲解和讨论，我发现学生在理解和掌握内能的概念以及热力学第二定律方面存在一定的困难。为了更好地帮助学生理解和掌握这些知识，我在教学过程中做了以下尝试：

首先，我通过引入生活中的实例来帮助学生理解内能的概念。例如，我让学生观察水壶烧水时水温的变化，以及水壶盖跳动的例子，引导学生理解内能的变化与外界做功和热传递的关系。通过这些实例，学生更容易理解内能的概念及其与实际生活的联系。

其次，我通过演示实验来帮助学生直观地理解内能的变化。例如，我在课堂上进行了一个简单的热传递实验，让学生观察热量从热物体传递到冷物体的过程，以及物体内能的变化。通过实验，学生可以更直观地理解内能的变化，以及热力学第二定律的实际应用。

此外，我鼓励学生在课堂上积极提问和参与讨论。在讲解热力学第二定律时，我让学生提出自己的疑问，并与同学们一起讨论。通过讨论，学生可以更好地理解热力学第二定律的含义及其在实际生活中的应用。

最后，我布置了一些与课堂内容相关的课后作业，让学生通过写作和实验来巩固所学知识。例如，我让学生设计一个实验来探究物体吸热或放热时