2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律教案2 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第10章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律教案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课程基本信息1.课程名称：热力学第一定律能量守恒定律

2.教学年级和班级：高中二年级，物理选修3-3班

3.授课时间：2024-2025学年第二学期，第10周星期二上午第三节

4.教学时数：45分钟

本节课将依据新人教版选修3-3教材，围绕热力学第一定律和能量守恒定律展开教学。通过讲解系统内能量守恒的原理，使学生理解热力学第一定律的内涵，并学会运用该定律分析实际问题。课程内容包括：能量守恒定律的概念阐述、热力学第一定律的表达式推导、实际例题解析及课后练习。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用热力学第一定律进行问题分析的能力，提高逻辑推理和科学思维能力。

2.实践探究：通过实例解析，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，培养实践探究能力。

3.科学态度：激发学生对热力学定律的兴趣，形成严谨、客观的科学态度，培养终身学习的习惯。

4.团队合作：鼓励学生在讨论与交流中，学会倾听他人意见，提高团队合作能力，共同解决问题。学习者分析1.学生已经掌握了热力学基本概念、理想气体状态方程等基础知识，为学习热力学第一定律奠定了基础。

2.学生对物理现象具有一定的兴趣，具备一定的逻辑推理能力和实验探究能力。在学习风格上，部分学生喜欢通过直观的实验和实例来理解抽象概念，而另一部分学生则更擅长从理论推导中获取知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：热力学第一定律涉及能量形式的转换和守恒，学生可能在理解能量守恒定律的内涵和表达式推导上存在困难；此外，将理论知识应用于实际问题时，学生可能会感到困惑，不知如何运用所学的热力学第一定律进行分析。教学资源1.硬件资源：多媒体教学设备、实验器材（热量计、温度计、理想气体实验装置等）。

2.软件资源：物理教学软件、PPT演示文稿、热力学相关教学视频。

3.课程平台：学校内部学习管理系统、课堂互动软件。

4.信息化资源：电子教材、在线试题库、虚拟实验室。

5.教学手段：讲授、小组讨论、实验演示、案例分析、互动问答。教学过程首先，让我们回顾一下上节课的内容。我们讨论了热力学的基本概念，并学习了理想气体状态方程。今天，我们将深入探讨热力学第一定律，也就是能量守恒定律。这将帮助我们理解在一个封闭系统中，能量是如何转换和守恒的。

1.导入新课（5分钟）

上课之初，我会通过一个简单的日常生活中的例子来导入新课。例如，我会问：“同学们，当你们在冬天使用电暖器时，电能是如何转化为热能的？这个过程是否遵循某种规律？”通过这个例子，我希望引发学生对能量转换和守恒的兴趣。

2.理论讲解（15分钟）

（1）能量守恒定律的概念阐述。

（2）热力学第一定律的表达式推导。

（3）结合实例，分析系统内能量的转换和守恒。

3.实验演示（15分钟）

为了让学生更直观地理解热力学第一定律，我计划进行一个简单的实验演示。我会使用热量计、温度计等实验器材，展示一个封闭系统内能量守恒的过程。

实验步骤：

（1）向一个理想气体实验装置中注入一定量的气体。

（2）用热量计测量气体初始温度。

（3）对气体进行加热，观察温度变化。

（4）通过做功的方式使气体膨胀，观察气体温度和体积的变化。

（5）分析实验数据，验证热力学第一定律。

4.课堂讨论（10分钟）

实验演示后，我会邀请同学们进行课堂讨论。我会提出以下问题：

（1）在实验中，能量是如何转换的？

（2）实验结果是否符合热力学第一定律？

（3）请举例说明日常生活中的能量守恒现象。

5.案例分析（10分钟）

案例：某工厂生产过程中，一台机器在运行过程中产生了大量热能。为了提高能源利用率，工厂决定利用这部分热能进行发电。请同学们运用热力学第一定律，分析这个过程中能量的转换和守恒。

6.互动问答（5分钟）

在课堂接近尾声时，我会针对本节课的内容进行互动问答。我会邀请同学们提出关于热力学第一定律的疑问，并互相解答。我会适时给予提示和解答，确保同学们能够真正掌握本节课的知识点。

7.课后作业（课后自主完成）

为了巩固所学知识，我会在课后布置以下作业：

（1）阅读教材，复习热力学第一定律的相关内容。

（2）完成课后习题，巩固能量守恒定律的应用。

（3）思考并撰写一篇关于热力学第一定律在生活中的应用的小论文。学生学习效果1.知识与技能：

-掌握热力学第一定律的基本概念，能够阐述能量守恒定律的内涵。

-学会推导热力学第一定律的表达式，并能够运用该定律分析实际问题。

-能够通过实验观察和理解封闭系统内能量的转换和守恒过程。

-能够运用所学知识解释日常生活中的能量守恒现象。

2.过程与方法：

-提高逻辑思维能力和科学推理能力，通过理论推导和实验验证相结合的方式，深入理解热力学第一定律。

-增强实践操作能力，通过实验设计和数据分析，培养解决实际问题的能力。

-在小组讨论和互动问答中，提高团队合作能力和沟通交流技巧。

3.情感态度与价值观：

-增强对物理学科的兴趣，激发对科学探究的热情。

-形成严谨、客观的科学态度，认识到科学知识在解决实际问题中的重要性。

-培养节能减排和可持续发展的意识，理解能量守恒定律在节约能源和环境保护中的应用。

具体表现在以下方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确地描述热力学第一定律的概念，并用自己的语言解释能量守恒的原理。

-学生能够熟练地运用热力学第一定律的表达式，解决简单的能量守恒问题。

-学生能够通过实验观察，分析并解释实验现象，验证热力学第一定律的正确性。

2.应用能力：

-学生能够将热力学第一定律应用于分析生活中的实际问题，如家用电器的工作原理、工业生产中的能量转换等。

-学生能够结合实验数据和理论知识，撰写关于能量守恒定律应用的小论文，展示其分析问题和解决问题的能力。

3.情感态度：

-学生在课堂讨论和实验操作中表现出积极的参与态度，显示出对物理学科和科学探究的浓厚兴趣。

-学生在小组合作中，展现出良好的团队合作精神和尊重他人意见的态度。

-学生通过学习热力学第一定律，认识到科学知识在促进社会发展和改善生活质量中的重要作用。教学反思与改进在本次教学活动结束后，我计划进行以下反思活动来评估教学效果，并识别需要改进的地方。

首先，我会收集学生的反馈信息。通过问卷调查或小组讨论的方式，了解学生们对热力学第一定律的理解程度，以及他们在学习过程中遇到的困难和挑战。此外，我还想了解学生们对实验演示和课堂互动的满意度，看看这些教学手段是否真正帮助他们理解和掌握了知识。

基于这些反思，我会制定以下改进措施：

1.针对学生普遍感到困惑的概念，我计划在未来的教学中增加一些直观的例子和图示，以帮助学生更好地理解抽象的理论。

2.我会考虑引入更多的实际案例，让学生有机会将热力学第一定律应用于不同场景中，增强他们的实际应用能力。

3.对于实验部分，我打算增加学生动手操作的机会，让他们在实践中更深刻地体验能量守恒的过程。

4.在课堂互动方面，我将尝试更多元化的形式，如小组竞赛、角色扮演等，以提高学生的参与度和兴趣。

5.我还会加强对学生的个别辅导，特别是对于那些在理解上存在困难的学生，我将提供更多的支持和指导。

6.最后，我会定期检查和更新教学资源，确保它们与教材内容保持一致，并能够满足学生学习的需求。

在未来的教学中，我将逐步实施这些改进措施，并持续关注学生的学习效果，以便不断调整教学策略，提高教学质量。通过这样的循环反思和改进，我相信学生们能够更好地掌握热力学第一定律，并在物理学习中取得更大的进步。课堂小结，当堂检测今天我们学习了热力学第一定律，也就是能量守恒定律。通过理论讲解、实验演示和课堂讨论，我们深入探讨了封闭系统中能量的转换和守恒。现在，让我们来回顾一下本节课的重点内容，并进行当堂检测。

1.课堂小结：

（1）能量守恒定律的概念及表达式。

（2）热力学第一定律的应用：分析实际问题时，如何运用能量守恒定律。

（3）实验验证：通过实验观察和理解封闭系统内能量的转换和守恒过程。

2.当堂检测：

（1）选择题：

a.下列哪个选项正确描述了能量守恒定律？

b.在一个封闭系统中，能量可以相互转换，但总量（）。

c.在实验中，当气体被加热时，其内能（）。

（2）简答题：

a.请简要阐述热力学第一定律的内涵。

b.请举例说明热力学第一定律在生活中的应用。

（3）案例分析：

给定一个实际场景，如家用电器的工作原理，要求学生运用热力学第一定律进行分析，说明能量在该过程中的转换和守恒。

3.课堂小结与当堂检测的结合：

在进行当堂检测时，我会及时给予学生反馈，了解他们在理解热力学第一定律方面的掌握程度。根据学生的回答和表现，我会对课堂小结进行适当的补充和调整，确保学生们能够真正掌握本节课的知识点。板书设计1.标题：热力学第一定律

-能量守恒定律

2.核心概念

-封闭系统

-能量转换

-能量守恒

3.表达式

-ΔU=Q-W

4.实验观察

-加热：Q>0

-做功：W<0

5.应用实例

-家用电器

-工业生产

6.课堂小结

-理论与实践相结合

-能量守恒在日常生活中的体现

板书设计说明：

-目的明确：板书围绕热力学第一定律的核心概念和表达式设计，旨在帮助学生清