2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律说课稿 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说课稿新人教版选修3-3主备人备课成员教材分析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，本节课属于新人教版选修3-3内容，旨在让学生掌握热力学第一定律，理解能量守恒定律在热力学中的应用。通过讲解能量转化与守恒原理，引导学生分析实际生活中的热力学现象，培养学生的科学思维和解决实际问题的能力。核心素养目标培养学生运用物理学的能量观念和转化原理分析热力学现象的能力，提升学生科学探究和创新思维。通过实验和计算，使学生理解能量守恒定律，增强学生对科学知识的理解和应用能力，培养严谨的科学态度和团队合作精神。教学难点与重点1.教学重点

-明确能量守恒定律的表达式：ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。

-理解内能的概念及其与温度、体积、物质状态的关系。

-掌握热力学第一定律在不同热力学过程中的应用，如等体过程、等压过程、等温过程等。

2.教学难点

-理解内能的概念：内能是系统内部所有分子无规则运动的动能和分子间相互作用的势能的总和，学生可能难以从微观角度理解其与宏观物理量的关系。

-内能变化的计算：学生可能对ΔU=Q-W公式中的Q和W的符号及计算方法感到困惑，特别是在不同过程中如何确定Q和W的值。

-热力学第一定律的综合应用：在复杂的热力学过程中，学生可能难以判断能量转化的具体情况，例如在等压过程中如何正确处理体积变化和功的关系。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时步骤师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法结合实验演示，直观展示能量守恒定律的应用。

2.通过小组讨论，引导学生分析具体实例，深化对热力学第一定律的理解。

3.利用多媒体教学，展示热力学过程动画，帮助学生可视化能量转化过程。

4.设计问题解决任务，让学生在解决实际问题的过程中应用所学知识。教学过程1.导入新课

（教师）同学们，上一节课我们学习了热力学第一定律的基本概念，今天我们将进一步探讨这个定律在具体热力学过程中的应用。首先，请大家回顾一下热力学第一定律的表达式：ΔU=Q-W，这是我们今天学习的核心。

2.理解内能概念

（教师）现在，让我们来探讨一下内能的概念。内能是系统内部所有分子无规则运动的动能和分子间相互作用的势能的总和。请同学们思考，如何从微观角度理解内能与宏观物理量的关系？

（学生）老师，内能和温度、体积、物质状态有关吗？

（教师）很好，内能确实与这些因素有关。接下来，我们将通过一个简单的实验来观察内能的变化。

3.实验演示

（教师）请同学们观察实验，我们将使用一个密闭的气体容器，通过加热和压缩气体来观察内能的变化。在实验过程中，我们将记录温度、体积和压力的变化，并尝试分析内能的变化情况。

4.分析实验数据

（教师）现在，请同学们根据实验数据，分析内能的变化。你们认为内能的变化与哪些因素有关？

（学生）老师，我们发现加热气体后，温度升高，内能增加；压缩气体时，体积减小，内能也增加。

（教师）非常正确。通过实验，我们验证了内能的变化与温度和体积有关。接下来，我们将学习如何计算内能的变化。

5.计算内能变化

（教师）现在，让我们来学习如何计算内能的变化。首先，我们需要知道初始状态和最终状态的内能。请同学们根据实验数据，计算气体在加热和压缩过程中的内能变化。

（学生）老师，我们如何确定内能的变化量ΔU呢？

（教师）内能的变化量ΔU可以通过计算最终状态和初始状态的内能差来得到。对于理想气体，内能仅与温度有关，所以ΔU可以表示为ΔU=U_final-U_initial。

6.应用热力学第一定律

（教师）接下来，我们将应用热力学第一定律来分析不同的热力学过程。首先，我们来看等体过程。在等体过程中，体积保持不变，因此W=0。请同学们根据ΔU=Q-W，计算等体过程中的热量Q。

（学生）老师，在等体过程中，Q等于ΔU吗？

（教师）不完全是这样。在等体过程中，Q确实等于ΔU，但我们需要注意的是，这里的Q是指系统吸收的热量，而不是系统对外做的功。

7.讨论等压过程

（教师）现在，让我们来讨论等压过程。在等压过程中，压力保持不变。请同学们思考，如何计算等压过程中的热量Q？

（学生）老师，在等压过程中，Q应该等于ΔU加上W吧？

（教师）正确。在等压过程中，Q等于ΔU加上系统对外做的功W。我们需要注意的是，这里的W是指系统对外做的功，而不是系统吸收的热量。

8.小组讨论

（教师）请同学们分成小组，讨论以下问题：在等温过程中，如何应用热力学第一定律？在绝热过程中，系统吸收的热量Q为多少？

（学生）通过讨论，我们得出结论：在等温过程中，ΔU=0，因此Q=-W；在绝热过程中，Q=0，因为系统与外界没有热量交换。

9.总结与应用

（教师）通过本节课的学习，我们掌握了热力学第一定律在不同热力学过程中的应用。请同学们回顾一下，我们学习了哪些内容？

（学生）老师，我们学习了内能的概念、内能变化的计算、热力学第一定律在不同热力学过程中的应用。

（教师）很好。现在，请同学们尝试应用所学知识来解决以下问题：一个理想气体在等温膨胀过程中，如果气体对外做了100J的功，那么气体的内能变化是多少？

10.课堂小结

（教师）本节课，我们学习了热力学第一定律在等体、等压、等温、绝热等热力学过程中的应用。请同学们总结一下，如何应用热力学第一定律解决实际问题？

（学生）老师，我们要根据具体的热力学过程，分析内能的变化、热量和功的关系，然后应用ΔU=Q-W公式来计算。

（教师）非常正确。希望大家能够将所学知识应用到实际生活中，解决更多的问题。下课！教学资源拓展1.拓展资源

-热力学第一定律的历史背景：介绍热力学第一定律的历史发展，包括能量守恒定律的提出和发展，以及与热力学第一定律相关的著名实验和科学家。

-不同类型热力学过程的特点：详细阐述等体、等压、等温、绝热等不同类型热力学过程的特点，包括过程中的能量转换和状态变化。

-热力学第一定律在工程中的应用：介绍热力学第一定律在工程领域中的应用，如热机效率、制冷循环、热泵等。

-热力学第一定律与日常生活：探讨热力学第一定律在日常生活中的应用，如家电工作原理、烹饪过程中的能量转换等。

2.拓展建议

-阅读相关科普书籍：推荐学生阅读关于热力学和能量守恒的科普书籍，如《热力学的故事》、《能量守恒定律》等，以加深对热力学第一定律的理解。

-观看科普视频：推荐学生观看与热力学相关的科普视频，如《探索宇宙的秘密》、《能量转换》等，通过视觉和听觉的结合，提高学习兴趣。

-参与实验活动：鼓励学生参与学校或社区组织的热力学实验活动，亲自动手操作，加深对热力学第一定律的理解。

-进行小组研究：组织学生进行小组研究，选择与热力学第一定律相关的话题，如能源利用、环境保护等，通过合作学习，提高学生的综合能力。

-制作教学模型：指导学生利用日常材料制作热力学实验模型，如等体过程、等压过程等，通过实际操作，加深对热力学概念的理解。

-撰写实验报告：要求学生撰写实验报告，记录实验过程、数据分析、结论等，培养学生的科学探究能力和写作能力。板书设计①热力学第一定律

-ΔU=Q-W

-能量守恒定律在热力学中的应用

②内能的概念

-系统内部所有分子无规则运动的动能和分子间相互作用的势能总和

-内能与温度、体积、物质状态的关系

③热力学过程

-等体过程：W=0，Q=ΔU

-等压过程：Q=ΔU+