2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律教学实录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3热力学第一定律能量守恒定律教学实录1新人教版选修3-3一、课程基本信息

1.课程名称：高中物理选修3-3

2.教学年级和班级：2024-2025学年高中三年级（3）班

3.授课时间：2024年10月15日

4.教学时数：1课时

教材章节与内容：

-章节：第10章热力学定律

-内容：3.热力学第一定律能量守恒定律

-主要涉及：热力学第一定律的定义、表达式，能量守恒定律的应用及实例分析。二、教学目标

1.让学生理解并掌握热力学第一定律的定义和表达式。

2.培养学生运用能量守恒定律分析物理现象的能力。

3.引导学生通过实例分析，深化对能量守恒定律在实际生活中应用的理解。三、教学策略与方法

1.情境教学

-情境导入：通过介绍历史上著名的物理实验，如焦耳的热功当量实验，来引入热力学第一定律的概念。

-情境模拟：设计一个模拟实验，让学生观察并记录不同能量形式的转换，以验证能量守恒定律。

2.互动学习

-小组讨论：将学生分组，讨论热力学第一定律在不同物理情境下的应用，并鼓励学生分享各自的理解。

-角色扮演：让学生扮演科学家，通过角色扮演来探讨能量守恒定律在不同实验中的体现。

3.反思与评价

-自我反思：学生在课后完成一份反思报告，描述他们在理解热力学第一定律和能量守恒定律过程中的困难与收获。

-同伴评价：学生在小组内互相评价对方对热力学定律的理解和应用，提出建设性的意见。四、教学资源与技术支持

1.多媒体资源：使用热力学实验的视频和能量转换的动画，帮助学生直观理解热力学第一定律。

2.阅读材料：提供相关的物理论文摘要或科普文章，加深学生对热力学定律的理解和应用。

3.在线工具：利用在线物理模拟软件，让学生通过互动实验来探索能量守恒定律。五、教学过程设计

1.情境导入（5分钟）

内容：通过展示一个简单的物理实验——一个上升的热气球和一个下降的重物，让学生观察并思考能量的转换过程。引导学生思考：在这个过程中，能量是如何守恒的？从而引入热力学第一定律的概念。

2.新知探索（20分钟）

内容：

-介绍热力学第一定律的定义和表达式：ΔU=Q-W（内能变化等于热量减去功）。

-分析几个典型例子，如气体膨胀和压缩过程中的能量变化，让学生理解内能、热量和功的关系。

-引导学生通过公式推导和理解，掌握热力学第一定律的应用。

-讨论能量守恒定律的普遍性，如何在不同的物理系统中体现。

3.互动体验（15分钟）

内容：

-将学生分成小组，每组分配一个热力学实验，如测量气体在不同温度下的压强变化。

-学生需要记录实验数据，并根据热力学第一定律分析数据，推导出实验结果。

-学生在小组内分享实验过程和结果，讨论实验中遇到的问题和解决方法。

4.实践应用（5分钟）

内容：

-提供一些实际生活中的例子，如汽车发动机的工作原理、太阳能电池的转换效率等，让学生运用热力学第一定律和能量守恒定律进行分析。

-学生简要阐述如何将这些物理定律应用于解决实际问题，并分享个人的理解和见解。

-教师总结并强调热力学第一定律和能量守恒定律在科学研究和技术发展中的重要性。六、教学反思

这节课通过情境导入、新知探索、互动体验和实践应用，让学生对热力学第一定律有了更深入的理解。看到大家能够将理论应用到实际情境中，我很欣慰。但也有学生对于公式的理解还不够深入，需要我在下一节课加强对概念和公式背后的物理意义的讲解，确保每位学生都能扎实掌握。此外，小组讨论的环节也提醒我，要进一步关注学生的个体差异，鼓励每个学生都参与到课堂活动中来。七、教学资源拓展

1.拓展资源：

-相关物理定律：介绍热力学第二定律和第三定律，让学生理解热力学三大定律之间的联系。

-能量转换实例：分析自然界和日常生活中的能量转换实例，如太阳能电池、风力发电等。

-物理实验：介绍更多关于热力学实验的内容，如热传导实验、热辐射实验等。

-现代物理研究：探讨热力学在当代物理学研究中的应用，如量子热力学、统计物理等。

2.拓展建议：

-阅读拓展：鼓励学生阅读有关热力学的科普书籍和论文，如《热力学与生活》、《热力学导论》等。

-实践拓展：引导学生参与家庭或学校的节能减排活动，将热力学知识应用于实际生活。

-研究拓展：鼓励学生参加物理学术竞赛或研究项目，深入研究热力学相关领域。

-交流拓展：组织学生进行课堂讨论或学术沙龙，分享热力学学习的经验和心得。

-观察拓展：鼓励学生观察生活中的热力学现象，如季节变化、气温与气压的关系等，并进行记录和分析。

-创新拓展：鼓励学生思考如何将热力学原理应用于创新发明，如新型能源转换设备、高效节能技术等。

在教学过程中，教师可以根据学生的兴趣和实际情况，灵活运用这些建议，引导学生进行更深入的学习和探索。同时，教师也应关注学生的拓展学习进度，及时给予指导和帮助，确保学生能够有效地吸收和运用所学知识。八、九结语

同学们，今天我们一起探讨了热力学第一定律和能量守恒定律，这是物理学中非常重要的内容。通过这节课的学习，希望大家能够理解能量在不同形式之间的转换和守恒，以及如何应用这些原理去解释和解决实际问题。记住，能量守恒定律不仅是物理学的基础，也是我们理解世界的一个重要视角。在接下来的学习中，我会继续和大家一起深入这个领域的更多知识。希望大家能够将今天学到的知识运用到日常生活和学习中，保持好奇心和探索精神，不断提升自己的科学素养。我们一起加油！九、作业布置与反馈

作业布置：

1.熟练掌握热力学第一定律的表达式，并能够解释其物理意义。

2.完成教材第10章练习题中的第3、5、7题，这些题目涉及热力学第一定律的应用和能量守恒定律的验证。

3.选择一个日常生活中的物理现象，如汽车引擎工作、电冰箱制冷等，写一篇短文，分析其中涉及的能量转换和守恒过程，字数不少于300字。

4.阅读拓展材料《热力学与生活》的第三章，加深对热力学第一定律在实际生活中的应用理解。

作业反馈：

在批改作业的过程中，我发现大部分同学对热力学第一定律的理解有了一定的提升，能够正确书写表达式，并能够解释其背后的物理意义。以下是对作业的详细反馈：

1.表达式掌握情况：大部分同学能够正确写出ΔU=Q-W，但少数同学对符号的含义理解不够深入，需要加强对内能变化、热量和功的概念理解。

2.练习题完成情况：第3、5题的完成情况良好，同学们能够运用热力学第一定律解决具体问题。但第7题，一些同学在处理复合系统的问题时，对系统能量变化的考虑不够全面，需要更多的练习来加强这方面的能力。

3.短文写作情况：同学们在短文写作中表现出了对能量守恒定律的初步应用能力，但部分同学在分析现象时未能准确指出能量转换的具体过程，建议在写作时更加细致地观察和分析现象。

4.拓展材料阅读情况：从同学们的读书笔记来看，拓展材料的阅读有助于加深对热力学第一定律的理解，但部分同学对材料中的专业术语理解不够，需要加强词汇学习。

针对以上反馈，我建议