2024-2025学年高中物理第三章热力学基础第2节热力学第一定律教案1粤教版选修3-3

PAGE5-热力学第肯定律一、教学内容分析本节内容选自粤教版选修3-3第三章《热力学基础》的其次节《热力学第肯定律》。从教材结构上来看，本章从功、热量以及内能三者之间的关系起先，到探讨绝热过程中功和内能关系以及探讨单纯的热传递过程中热与内能的关系，进而引出了热力学第肯定律。从课程标准来看热力学第肯定律在高考中是I级要求，了解其内容及含义并且能进行简洁运用即可。热力学第肯定律为同学们建立了“做功与热传递在变更物体内能方面是等价的”这一图像，是中学教学的重点但非难点。从教材内容来看，教材的思路是从绝热过程中功和内能关系以及单纯的热传递过程中热与内能的关系起先探讨，进而而总结出的规律，而本节课的教学设计是在教材的基础上，用一个新奇的试验作为引入，激发学生乐趣，有助学生理解物理图像。从功能上讲，学习热力学第肯定律完善了学生对于能量及其规律的学问体系，且让学生能更深一步了解热与内能。二、学生状况分析学问层面：(1)学生已驾驭了内能的定义及其微观说明。(2)本章前一节已经建立了在变更物体内能上做功和热传递是等价的观念。(3)学生在必修2已经学习了能量守恒定律，对于能量的转移和转化已经有较成熟的理解。实力层面：符号的规定是本节学习的难点，而高二学生在学习加速度、力时就驾驭了用符号来表示方向的技巧，为本节学习打下了坚实基础。中学的学问规律较初中而言普遍更为抽象和偏向解题技巧，而本节学习的精髓应是让学生能够从抽象的公式回来到生活中的物理现象，学以致用。三．教学目标学问与技能理解热力学第肯定律的内容及表达式，并能进行简洁计算。会用热力学第肯定律分析，解析有关物理问题。过程与方法通过对热力学第肯定律表达式的探讨，学习用“+”“-”号表达物理事实的思维方法。2.初步驾驭用能量的观点分析，解决物理问题的思路和方法。情感、看法与价值观通过介绍热力学第肯定律，让学生领会自然界的奇异与和谐，激发学生对科学的新奇心和求知欲。四、教学方法及策略教学方法：探讨法、讲授法、视察法、阅读法。教学策略：总结归纳法。五、教学重点及难点【教学重点】（1）用热力学第肯定律分析内能变更的问题。（2）驾驭的符号法则并娴熟应用。【教学难点】（1）表达式中各物理量的符号及其物理意义。六、教学过程教学内容老师活动学生活动设计意图（一）引入：在本书第一章，我们学习了分子动理论，知道任何物体都具有内能，且永不为零，它的大小可以由温度、体积影响。那在实际操作中，我们可以采纳哪些方式来变更物体的内能呢？接下来我们来看两个试验，在视察过程中，大家留意思索它们分别是采纳什么方式变更物体内能的。老师播放热刀切乒乓球试验和演示往塑料瓶中加压“造云”试验。由上述两个试验我们知道，做功和热传递都可以变更物体内能。【提问】那假如物体在跟外界同时发生做功和热传递，内能的变更与热量及做功之间有什么关系呢？这就是我们这节课要学习的内容。播放视频、写板书（标题）、提出问题思索老师提出的问题激发学生爱好，承上启下（二）新课教学：1、热力学第肯定律早在19世纪，克劳修斯就在热力学理论探讨方面建树卓著，更在1850年在他发表的论文中首次用数学的形式表达了内能与热量及做功的关系，这就是热力学第肯定律。（1）内容：物体的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功之和。（2）表达式：其中ΔU表示物体内能的增量，Q表示物体汲取的热量，W表示外界对物体做的功。【提问】请同学们思索：肯定量的气体膨胀，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？那如何表示这个方向问题？答：正负符号。我们知道功有正负，且正负号所代表的物理意义不同，那么上式中ΔU和Q是否又有正负之分呢？假如有正负号代表的物理意义相同吗？（3）对公式ΔU、Q、W符号的规定：老师引导学生从热力学第肯定律的内容来分析上述三物理量的符号的规定。详细如下：内容中的提到的是内能的增加量，假如物体的内能是削减，则ΔU的符号为“-”，相反则为“+”；同理，物体放出热量，Q符号取“-”，汲取热量则取“+”；气体对外界做功，W符号取“-”，外界对物体做的功则取“+”。总而言之，与定律内容相反的取“-”号，否则取“+”号。详见下表：2、应用热力学第肯定律解题的一般步骤：(1)首先选定探讨对象是哪个物体。(2)依据符号法则推断已知量的正、负。(3)依据方程求出未知量。(4)再依据未知量结果的正、负来确定热传递或做功方向的状况。3、气体状态变更与物理量对应方法（1）绝热过程：过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。（2）等容过程：无做功过程,即W=0,则Q=ΔU,物体汲取的热量等于物体内能的增加。（3）等温过程：在过程的始末状态,物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,表示汲取的热量全部用来做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出。写板书、提出问题例题引导，[思索与探讨]例子给学生讲解符号的规定以及物理意义。写板书给同学们举例气体状态变更与物理量对应方法。写板书思索问题、【回答】利用符号表示方向阅读教材[思索与探讨]、记笔记记笔记计算课件上例题,练习问题的设置与解决有助于培育学生利用热力学第肯定律解决问题的思维。符号规则的本质是不难的，但是学生很简洁被表象牵着鼻子走，死记硬背。所以要帮助学生抓住其根本，利用直观的表格帮助学生理清规律。回来课标，回来高考，给出一般解题步骤后练习加以巩固。并检测教学效果该部分内容有助于同学将实际问题模型化，抽象化，对解题实力有所提高。（三）课堂小结：本节课的主要内容是热力学第肯定律及其运用，该内容在高考的3-3选考题中，出现的概率特别高，属于本书比较重要的内容。学生小结提高学生总结实力七、教学评价设计课堂练习，布置作业检测教学效果。八、板书设计热力学第肯定律一、热力学第肯定律1、内容：一个物体的内能增量等于物体汲取的热量与外界对物体所做的功之和。2、表达式：3、对公式ΔU、Q、W符号的规定：二、应用热力学第肯定律解题的一般步骤三、气体状态变更与物理量对应方法九．教学反思本节课从复习上一节内容引入，播放两个小视频提高学生的学习爱好，从单一的绝热，单一做功过渡到同时发生做功和热传递如何变更物体的内能，让学生从课本中找到答案，从而得到热力学第肯定律，从两个例题和课文中探讨与沟通得到ΔU、Q、W符号的规定，提高学生的总结归纳实力，通过两道练习让学生熟