2024-2025学年高中物理 第十章 热力学定律 2 热和内能教案1 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第十章热力学定律2热和内能教案1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学内容本节课的教学内容来自2024-2025学年高中物理第十章《热力学定律》的第二个知识点“热和内能”。本节课的主要内容有：

1.理解内能的概念，掌握内能的计算方法。

2.掌握热量与内能的关系，了解热传递的条件。

3.理解热力学第一定律，掌握能量守恒定律在热力学中的应用。

4.通过实验和实例，培养学生的观察能力和动手能力，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

教学过程中，我将结合教材内容和学生的实际情况，采用启发式教学法、讨论法、实验法等多种教学方法，引导学生主动探究、积极思考，提高学生的物理素养。核心素养目标本章节旨在培养学生的物理学科核心素养，主要包括：

1.理解能力：通过本章节的学习，学生能理解内能、热量与热力学第一定律的基本概念，并能够运用这些概念分析实际问题。

2.科学思维：学生能够运用热力学定律进行逻辑推理，培养科学思维习惯，提高解决问题的能力。

3.实验与探究：通过实验观察和数据分析，学生能够体验科学探究的过程，培养观察能力、动手能力和问题解决能力。

4.科学态度与价值观：通过学习热力学定律，学生能够认识能量守恒的重要性，树立正确的科学态度和价值观。教学难点与重点1.教学重点

（1）内能的概念及计算：学生需要理解内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，并能运用相关公式进行计算。

举例：一个物体温度为20℃，另一个物体温度为100℃，将它们放在一起，最终达到温度相同。在这个过程中，高温物体放出的热量和低温物体吸收的热量分别是多少？

（2）热量与内能的关系：学生需要掌握热量是指在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体的过程中所传递的能量。

举例：一个物体温度为20℃，将其放入温度为100℃的环境中，最终达到温度相同。在这个过程中，物体吸收的热量是如何影响其内能的变化的？

（3）热力学第一定律：学生需要理解热力学第一定律的内容，掌握能量守恒定律在热力学中的应用。

举例：一个物体在恒压下膨胀，对外做功，同时吸收热量。根据热力学第一定律，物体内能的变化是多少？

2.教学难点

（1）内能的微观解释：学生难以理解内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，对于微观粒子的运动和相互作用缺乏直观认识。

教学策略：通过分子动理论的相关知识，借助动画或模型演示，让学生直观地了解分子的运动和相互作用，从而理解内能的微观意义。

（2）热量与内能的关系：学生难以理解热量是在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体的过程中所传递的能量。

教学策略：通过实际生活中的热传递现象，如热传导、对流和辐射等，让学生感受热量的传递过程，从而理解热量与内能的关系。

（3）热力学第一定律的应用：学生难以将热力学第一定律应用于实际问题中，对于能量守恒定律在热力学中的具体应用存在困惑。

教学策略：通过典型的热力学问题，如热机效率、热膨胀等，引导学生运用热力学第一定律进行分析，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。教学方法与策略1.教学方法

（1）讲授法：在讲解内能、热量和热力学第一定律的基本概念时，采用讲授法，系统地阐述相关理论，确保学生掌握核心知识。

（2）案例研究：通过分析实际生活中的热传递现象，让学生理解热量与内能的关系，培养运用物理知识解决实际问题的能力。

（3）实验法：组织学生进行热传导、热膨胀等实验，让学生直观地了解热传递过程，提高学生的观察能力和动手能力。

2.教学活动

（1）小组讨论：针对内能的概念和计算方法，组织学生进行小组讨论，分享彼此的看法和理解，促进学生之间的互动和交流。

（2）角色扮演：让学生扮演热传递过程中的不同角色，如热源、冷源等，通过实际操作和模拟，让学生更好地理解热传递过程。

（3）游戏设计：设计一个关于热量与内能的互动游戏，让学生在游戏中运用所学知识，提高学生的参与度和学习兴趣。

3.教学媒体和资源

（1）PPT：制作精美的PPT，展示内能、热量和热力学第一定律的相关概念和实例，帮助学生更好地理解和记忆。

（2）视频：播放热传递过程的动画或实验视频，让学生直观地了解热传递现象，提高学生的观察能力。

（3）在线工具：利用在线计算器或实验模拟工具，让学生进行内能计算和热传递过程的模拟，提高学生的动手能力。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，引导学生提前了解本节课的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习内能、热量和热力学第一定律的内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确本节课教学目标和重难点。

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，提高学生学习内能、热量和热力学第一定律的积极性。

（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，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的温度、热量等概念，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，为内能、热量和热力学第一定律新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解内能、热量和热力学第一定律的基本概念和计算方法。

突出重点，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，让学生围绕内能、热量和热力学第一定律的问题展开讨论，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内能、热量和热力学第一定律的应用，提高实践能力。

在知识讲解和实践活动结束后，对内能、热量和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，检查学生对内能、热量和热力学第一定律知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决练习题。

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：

介绍与内能、热量和热力学第一定律相关的拓展知识，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：

结合内能、热量和热力学第一定律的内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习内能、热量和热力学第一定律的心得和体会，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内能、热量和热力学第一定律内容，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：

根据本节课学习的内能、热量和热力学第一定律内容，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。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

《热力学第二定律》：介绍了热力学第二定律的内容，让学生进一步了解热力学的基本规律。

《热机的效率》：讨论了热机的效率问题，让学生了解热机工作的原理和效率的提高方法。

《分子间的相互作用》：深入探讨了分子间的相互作用力，帮助学生理解内能的微观基础。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

(1)让学生利用网络资源，了解热力学在生活中的应用，例如热力学在空调、热水器等家用电器中的应用。

(2)组织学生进行热力学实验，如热传导实验、热膨胀实验等，让学生亲身体验热力学现象。

(3)引导学生关注热力学领域的最新研究成果，如量子热力学、纳米热力学等，培养学生的科学素养。

(4)鼓励学生参加热力学相关的竞赛、讲座、研讨会等活动，拓宽视野，提高自己的综合素质。

(5)让学生结合本节课所学内容，思考生活中的热力学问题，如燃料燃烧、食物腐败等，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

(6)建议学生阅读热力学方面的经典书籍，如《热力学引论》、《热力学基础》等，加深对热力学知识的理解和掌握。反思改进措施（一）教学特色创新

1.采用多媒体教学，如视频、动画等，使抽象的物理概念更加直观和生动，提高学生的学习兴趣。

2.引入实际生活案例，让学生了解热力学定律在生活中的应用，培养学生将理论知识应用于实际问题的能力。

3.设计小组讨论和实验，鼓励学生积极参与，培养学生的团队合作能力和动手能力。

（二）存在主要问题

1.部分学生对内能、热量和热力学第一定律的概念理解不透彻，需要加强课堂讲解和练习。

2.课堂互动不足，部分学生参与度不高，需要设计更多互动环节，激发学生的学习积极性。

3.实验设施不足，影响学生动手能力的培养，需要加强与学校的沟通，争取更多的实验资源。

（三）改进措施

1.针对内能、热量和热力学第一定律的概念，设计更多的实例和习题，加强学生的理解。

2.设计更多课堂互动环节，如小组讨论、提问等，提高学生的参与度。

3.加强与学校的沟通，争取更多的实验资源，为学生提供更多的动手实践机会。

4.鼓励学生参与课外活动，如热力学竞赛、讲座等，拓宽学生的知识视野。

5.定期进行教学反馈，了解学生的学习情况，及时调整教学方法和内容。课后作业1.计算题：一个物体温度为20℃，将其放入温度为100℃的环境中，最终达到温度相同。在这个过程中，物体吸收的热量是多少？

答案：设物体的质量为m，比热容为c，则吸收的热量为Q=cm(T2-T1)=cm(100-20)=80cm。

2.计算题：一个物体在恒压下膨胀，对外做功为100J，同时吸收热量为150J。根据热力学第一定律，物体内能的变化是多少？

答案：根据热力学第一定律，物体内能的变化ΔU=Q-W=150J-100J=50J。

3.计算题：一个物体温度为20℃，将其放入温度为100℃的环境中，最终达到温度相同。在这个过程中，物体的内能增加了多少？

答案：设物体的质量为m，比热容为c，则内能的增加量为ΔU=cm(T2-T1)=cm(100-20)=80cm。

4.计算题：一个物体在恒压下膨胀，对外做功为100J，同时吸收热量为150J。根据热力学第一定律，物体的内能增加了多少？

答案：根据热力学第一定律，物体的内能增加量为ΔU=Q-W=150J-100J=50J。

5.计算题：一个物体温度为20℃，将其放入温度为100℃的环境中，最终达到温度相同。在这个过程中，物体的内能减少了多少？

答案：设物体的质量为m，比热容为c，则内能的减少量为ΔU=cm(T1-T2)=cm(20-100)=-80cm。课堂课堂评价是教学过程中非常重要的环节，通过提问、观察、测试等方式，了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。在本节课的教学评价中，我们将从以下几个方面进行：

1.提问评价：通过提问了解学生对内能、热量和热力学第一定律概念的理解程度，以及学生对知识的应用能力。对于回答正确的学生，给予鼓励和肯定；对于回答错误的学生，及时指出错误，并引导学生正确理解。

2.观察评价：观察学生在课堂上的表现，包括学生的参与度、思维活跃度、小组合作情况等。对于积极参与的学生，给予表扬；对于表现不佳的学生，及时进行沟通，了解原因，并给予鼓励。

3.测试评价：通过随堂测试或课后练习，检查学生对内能、热量和热力学第一定律知识的掌握情况。对于测试成绩优秀的学生，给予奖励；对于成绩不理想的学生，及时进行辅导，帮助其提高。

4.作业评价：对学生的课后作业进行认真批改和点评，了解学生的学习效果。对于完成优秀的学生，给予表扬和鼓励；对于完成不理想的学生，及时指出问题，并给予指导。

5.学生互评：鼓励学生之间进行互评，互相学习，共同进步。通过学生互评，了解学生对知识点的掌握程度，以及学生的评价能力。

九、作业评价

作业评价是教学过程中非常重要的环节，对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。在本节课的作业评价中，我们将从以下几个方面进行：

1.作业完成情况：检查学生的作业完成情况，包括作业的整洁度、准确度等。对于完成优秀的学生，给予表扬和鼓励；对于完成不理想的学生，及时指出问题，并给予指导。

2.知识掌握程度：通过作业检查学生对内能、热量和热力学第一定律知识的掌握程度。对于掌握优秀的学生，给予表扬和鼓励；对于掌握不理想的学生，及时进行辅导，帮助其提高。

3.解题思路：检查学生的解题思路，了解学生对知识点的应用能力。对于思路清晰、解题正确的学生，给予表扬和鼓励；对于思路不清晰、解题错误的学生，及时进行辅导，帮助其提高。

4.创新思维：鼓励学生在作业中展示自己的创新思维，对于有创新思维的学生，给予表扬和鼓励。

5.作业态度：观察学生的作业态度，包括学生的认真程度、对待错误的态度等。对于态度端正、认真对待错误的学生，给予表扬和鼓励；对于态度不端正、对待错误不认真的学生，及时进行沟通，并给予指导。板书设计1.内