2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 2 热和内能教案1 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第10章热力学定律2热和内能教案1新人教版选修3-3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第10章热力学定律2热和内能教案1新人教版选修3-3课程基本信息1.课程名称：高中物理第10章热力学定律2热和内能

2.教学年级和班级：高中二年级，选修3-3班

3.授课时间：2024年10月30日，第5节

4.教学时数：45分钟

教学内容：

1.热量的概念及其与内能的关系。

2.热传递的三种方式：传导、对流和辐射。

3.热力学第一定律的表达及其物理意义。

4.热力学第一定律在闭系统和开系统中的应用。

教学过程：

1.导入（5分钟）：通过日常生活中的例子引入热和内能的概念，激发学生兴趣。

2.理论讲解（15分钟）：

a.介绍热量的概念，阐述热量与内能的关系。

b.讲解热传递的三种方式，并用实例说明。

3.热力学第一定律（15分钟）：

a.表达式的推导及其物理意义。

b.介绍闭系统和开系统中热力学第一定律的应用。

4.案例分析（5分钟）：分析实际案例，让学生理解热力学第一定律在实际问题中的应用。

5.课堂小结（2分钟）：总结本节课的重点内容，巩固学生所学知识。

6.作业布置（3分钟）：根据本节课内容，布置相关习题，巩固所学知识。

教学目标：

1.让学生理解热和内能的概念，掌握热传递的三种方式。

2.使学生了解热力学第一定律的表达及其物理意义。

3.培养学生运用热力学第一定律解决实际问题的能力。

教学难点：

1.热力学第一定律的推导及其应用。

2.热传递方式的区分及理解。

教学策略：

1.采用问题驱动的教学方法，引导学生主动思考和探索。

2.结合生活实例，让学生感受物理学的实用价值。

3.课后布置相关习题，巩固所学知识，提高学生的应用能力。核心素养目标1.物理观念：理解热量与内能的关系，形成热力学基本概念，认识能量守恒与转化在热现象中的应用。

2.科学思维：通过热力学第一定律的推导与应用，培养学生逻辑思维和推理能力，提高分析解决实际问题的能力。

3.科学探究：让学生参与热传递实验观察，培养实验操作与观察能力，激发探究热现象的兴趣。

4.科学态度与责任：认识热力学在日常生活和科技发展中的重要性，培养学生积极学习物理的态度，增强社会责任感。

本节课注重将核心素养的培养贯穿于教学过程中，使学生能够将所学知识应用于实际问题，提高学生的综合素养。学情分析本节课面向的是高中二年级选修3-3班的学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：

-学生已经掌握了能量守恒定律、动量守恒定律等基本物理概念，具备一定的物理基础知识。

-在热学方面，学生已经学习了温度、热量等基本概念，但热力学定律的理解尚浅，需要进一步引导和拓展。

-学生对热传递的三种方式有一定的了解，但具体应用和区分上可能存在困难。

2.能力层面：

-学生具备一定的逻辑思维和推理能力，但在热力学定律推导和应用方面，可能缺乏系统训练，需要加强指导。

-学生在实验操作和观察能力方面参差不齐，部分学生对实验充满兴趣，动手能力强，而另一部分学生则相对较弱。

-学生在解决实际问题时，可能缺乏独立思考和创新能力，需要培养他们运用所学知识解决问题的能力。

3.素质层面：

-学生具备一定的团队协作精神，能够共同探讨问题，但在讨论过程中，可能存在部分学生过于依赖他人意见，需要引导他们独立思考。

-部分学生对物理学科兴趣浓厚，积极学习，具有较强的自主学习能力；但也有部分学生对物理学科兴趣不足，需要激发他们的学习兴趣。

-学生在科学态度和责任感方面，普遍认识到物理知识在科技发展中的重要性，但具体到个人行动上，还需进一步引导和培养。

4.行为习惯：

-学生在课堂上的表现存在差异，部分学生认真听讲、积极发言，与教师互动良好；而另一部分学生则表现较为被动，课堂参与度较低。

-部分学生课后学习习惯良好，能够主动完成作业和复习，但仍有部分学生缺乏自律，需要家长和教师的督促。

-学生在团队合作中，有时会出现沟通不畅、分工不明确等问题，影响学习效果。

对课程学习的影响：

1.知识层面的影响：学生对热力学定律的理解和掌握程度将直接影响到本节课的教学效果。教师需要关注学生对基础知识的掌握，并针对学生的薄弱环节进行巩固。

2.能力层面的影响：学生的逻辑思维、推理能力以及实验操作能力对课程学习具有重要作用。教师应注重培养学生的这些能力，提高他们解决实际问题的能力。

3.素质层面的影响：学生的团队协作、自主学习能力和科学态度将影响他们在课程学习中的表现。教师应关注学生的素质培养，激发他们的学习兴趣和责任感。

4.行为习惯的影响：学生的课堂表现、课后学习习惯和团队合作能力将直接影响课程学习效果。教师应关注学生的行为习惯，引导他们养成良好的学习习惯和团队合作精神。教学资源1.硬件资源：

-多媒体教学设备

-实验室设备：热传递实验器材、温度计、热量计等

-教学模型：热力学第一定律演示模型

-学生分组实验材料

2.软件资源：

-课本及相关教辅材料

-电子教案和PPT课件

-教学视频：热力学定律讲解和实验演示

-习题库和模拟试题

3.课程平台：

-学校教学管理系统

-课堂互动平台：用于学生提问、讨论和反馈

-在线学习平台：提供课外学习和复习资源

4.信息化资源：

-电子白板和触摸屏

-课堂实时反馈系统

-在线教学资源库：包含教案、课件、习题等

5.教学手段：

-讲授法

-案例分析法

-实验教学法

-小组讨论法

-互动提问法

-课后辅导和在线答疑教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解热和内能的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习热力学定律内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习热力学的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，如“热量如何影响物体的内能？”引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入热力学学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的热量和温度的内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习热力学新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解热力学第一定律的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出热量与内能的关系、热传递方式和热力学第一定律的重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕热力学第一定律的应用展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验热力学知识的应用，提高实践能力。

在新课呈现结束后，对热力学第一定律的知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对热力学第一定律的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与热力学相关的拓展知识，如热力学第二定律、热力学循环等，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合热力学内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习热力学的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的热力学第一定律的内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的热力学内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.热量与内能的关系

-热量是物体内能变化的一种表现形式。

-物体内能的增加等于外界对物体做的功和物体吸收的热量之和。

-物体内能的减少等于物体对外界做的功和物体放出的热量之和。

2.热传递方式

-传导：热量通过物体内部的分子振动和电子运动进行传递。

-对流：热量通过流体（液体或气体）的流动进行传递。

-辐射：热量以电磁波的形式进行传递，不需要介质。

3.热力学第一定律

-表达式：ΔU=Q-W，其中ΔU表示内能变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。

-物理意义：能量守恒定律在热力学系统中的具体表现。

-应用：闭系统（无物质交换）和开系统（有物质交换）中的能量变化分析。

4.热力学第一定律的应用

-闭系统：系统内能的变化仅由热交换和功交换引起。

-开系统：系统内能的变化除了热交换和功交换，还包括物质交换。

5.热力学过程中的能量转化

-热机：将热能转化为机械能的装置。

-热力学循环：系统经历一系列过程，最终回到初始状态，如卡诺循环、布雷顿循环等。

6.热力学第二定律

-表达式：S=Q/T，其中S表示熵，Q表示热量，T表示温度。

-物理意义：描述了热能转化为功的效率限制。

-应用：判断热力学过程是否可行，分析热力学循环的效率。

7.实际热力学过程的分析

-等温过程：温度保持不变的热力学过程。

-等压过程：压力保持不变的热力学过程。

-等体过程：体积保持不变的热力学过程。

-绝热过程：没有热量交换的热力学过程。

8.热力学参数

-温度、压力、体积、内能、热量、功等基本热力学参数的定义和测量。

-状态方程：描述系统状态的热力学参数之间的关系，如理想气体状态方程PV=nRT。

9.热力学平衡

-系统达到热力学平衡的条件：温度、压力、浓度等宏观参数在系统内各部分均匀分布。

-热力学平衡状态的判定：零势面、热力学势等概念。

10.热力学现象的解释

-相变：物质在不同温度和压力下，从一个相态转变为另一个相态的过程，如熔化、凝固、蒸发、凝结等。

-热膨胀：物体在温度变化时，体积发生变化的现象。

-热应力：物体因温度变化产生的内部应力。教学反思与总结回顾本节课的教学过程，我发现自己在教学方法、策略、管理等方面有以下得失和经验教训：

在教学方法上，我采用了讲授法、案例分析法和实验教学法等多种手段，既注重理论知识的传授，又注重实践能力的培养。通过设计小组讨论和互动提问环节，激发了学生的学习兴趣和主动性。但在教学过程中，我发现部分学生对实验操作不够熟练，需要我在今后的教学中加强实验技能的培训。

在策略方面，我注重引导学生主动思考和探索，通过设置预习问题和课堂讨论，提高了学生的参与度。同时，我注重课堂反馈，及时发现并解决学生在学习过程中遇到的问题。但在课堂管理方面，我发现部分学生课堂表现较为被动，需要我在今后的教学中更加关注学生的个体差异，采取针对性措施。

在教学效果方面，学生在本节课的知识、技能、情感态度等方面取得了明显的收获和进步。通过本节课的学习，学生掌握了热量与内能的关系、热传递方式和热力学第一定律等知识点，提高了分析和解决实际问题的能力。同时，学生在课堂讨论和实验操作中，展现了良好的合作精神和科学探究能力。

然而，教学中也存在一些问题和不足。部分学生对热力学第一定律的理解还不够深入，需要我在今后的教学中加强重点难点的讲解。同时，学生的课堂参与度有待提高，需要我在课堂管理方面加强措施。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.在今后的教学中，注重培养学生的实验技能，提高他们的动手能力。

2.关注学生的个体差异，采取针对性措施，提高学生的课堂参与度。

3.加强重点难点的讲解，帮助学生深入理解热力学第一定律。

4.在课堂管理方面，加强课堂纪律，营造良好的学习氛围。课堂小结，当堂检测一、课堂小结

在本节课中，我们主要学习了热量与内能的关系、热传递的三种方式以及热力学第一定律。通过理论讲解、案例分析和实验操作，学生对这些知识点有了更深入的理解。课堂小结如下：

1.热量与内能的关系：热量是物体内能变化的一种表现形式。物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。

2.热传递方式：热传递有三种方式，分别是传导、对流和辐射。传导是通过物体内部的分子振动和电子运动进行传递；对流是通过流体（液体或气体）的流动进行传递；辐射是以电磁波的形式进行传递，不需要介质。

3.热力学第一定律：表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示内能变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。这个定律描述了能量守恒在热力学系统中的具体表现。

二、当堂检测

为了检查学生对本节课知识点的掌握情况，进行以下当堂检测：

1.热量与内能的关系

-问题1：什么是热量？热量与内能有什么关系？

-问题2：物体吸收热量时，内能如何变化？物体放出热量时，内能如何变化？

2.热传递方式

-问题1：热传递有哪三种方式？分别是什么？

-问题2：传导、对流和辐射在生活中的应用实例有哪些？

3.热力学第一定律

-问题1：热力学第一定律的表达式是什么？它描述了什么？

-问题2