2024-2025学年高中物理 第十章 热力学定律 1 功和内能（3）教学实录 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能（3）教学实录新人教版选修3-3学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能（3）教学实录

2.教学年级和班级：高三年级（1）班

3.授课时间：2024年10月20日星期五第3节

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究的实践能力，通过实验探究功和内能的关系，提升学生的实验操作技能和数据分析能力。同时，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，增强科学态度和社会责任感，理解物理学科在科学技术发展和社会进步中的重要作用。重点难点及解决办法重点：

1.理解功和内能的转化关系：学生需要掌握功可以转化为内能，以及内能可以通过做功转化为其他形式的能量。

2.掌握热力学第一定律的应用：能够运用热力学第一定律计算系统内能的变化。

难点：

1.理解内能变化的微观解释：学生可能难以理解内能变化的微观机制，即分子动能和势能的变化。

2.应用热力学第一定律进行复杂问题的计算：在涉及多步骤能量转化的实际问题中，学生可能难以准确计算内能的变化。

解决办法：

1.通过演示实验和小组讨论，帮助学生直观理解功和内能的转化过程。

2.通过实例分析和练习题，逐步引导学生掌握热力学第一定律的计算方法，并提供足够的练习机会以巩固理解。

3.针对微观解释的难点，结合分子运动理论进行讲解，并通过类比法帮助学生理解内能变化的微观机制。

4.对于复杂计算，提供详细的解题步骤和模板，并鼓励学生通过小组合作解决问题，培养团队协作能力。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解功和内能的基本概念，为学生的理解奠定基础。

2.实验法：通过设计实验，让学生亲自动手验证功和内能的关系，增强实践能力。

3.讨论法：引导学生对实验结果进行讨论，培养学生的批判性思维和表达能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示实验过程和理论分析，提高信息传递效率。

2.实验操作视频：播放实验操作视频，让学生直观了解实验步骤。

3.在线教学平台：通过在线平台提供练习题和互动讨论，方便学生课后复习和交流。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“功和内能的关系”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“功是如何转化为内能的？”、“不同类型的功如何影响内能？”等，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解功和内能的基本概念。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解功和内能的关系，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力，为重难点的理解打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过实际生活中的例子，如煮水时水温升高的现象，引出功和内能的课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解功和内能的转化关系，结合热力学第一定律的公式，帮助学生理解能量守恒的原理。

-组织课堂活动：设计小组实验，让学生通过实际操作测量不同功对内能的影响，并在小组内讨论实验结果。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与实验操作和小组讨论，体验功和内能的应用。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解功和内能的转化关系。

-实验活动法：设计小组实验，让学生在实践中掌握功和内能的测量方法。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解功和内能的转化关系，掌握热力学第一定律的应用。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与功和内能相关的计算题和应用题，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与热力学相关的书籍、网站和视频，供学生进一步学习。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的功和内能的知识点，提高解决问题的能力。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式，促进自我提升。知识点梳理功和内能是热力学中的重要概念，以下是本节课的知识点梳理：

一、功的概念

1.功的定义：功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。

2.功的计算公式：W=F*s*cosθ，其中W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，θ表示力与物体移动方向之间的夹角。

3.功的分类：根据力的作用方式，功可分为恒力做功和变力做功。

二、内能的概念

1.内能的定义：内能是物体内部所有分子由于运动和相互作用而具有的能量总和。

2.内能的特点：内能是状态量，与物体的温度、体积、压强等因素有关。

3.内能的表示：内能通常用符号U表示。

三、功和内能的关系

1.功可以转化为内能：当物体受到外力作用而移动时，外力对物体做功，物体的内能增加。

2.内能可以通过做功转化为其他形式的能量：如内能可以转化为机械能、电能等。

3.热力学第一定律：功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在数值上相等。

四、热力学第一定律的应用

1.热力学第一定律的公式：ΔU=Q+W，其中ΔU表示物体内能的变化，Q表示热传递，W表示功。

2.热力学第一定律的应用实例：

-热机的工作原理：热机通过燃烧燃料产生高温高压气体，对活塞做功，将内能转化为机械能。

-热传递现象：如暖气片加热室内空气，通过热传递使室内温度升高。

五、实验探究

1.实验目的：验证功可以转化为内能，探究功与内能的关系。

2.实验原理：利用实验器材（如弹簧测力计、打气筒、温度计等）测量功和内能的变化。

3.实验步骤：

-将打气筒内的气体压缩，对气体做功。

-测量气体的温度变化，分析功与内能的关系。

-重复实验，验证实验结果的可靠性。

六、功和内能的测量

1.功的测量：利用弹簧测力计测量力的大小，测量物体在力的方向上移动的距离，计算功。

2.内能的测量：利用温度计测量物体的温度变化，分析内能的变化。

七、功和内能在生活中的应用

1.热机：如汽车发动机、飞机发动机等，将内能转化为机械能。

2.电器：如电风扇、洗衣机等，将电能转化为机械能和内能。

3.生活中的热传递现象：如暖气片加热室内空气，通过热传递使室内温度升高。内容逻辑关系①功的概念与计算

-重点知识点：功的定义、计算公式W=F*s*cosθ、功的分类（恒力做功和变力做功）。

-关键词句：功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。

②内能的概念与特性

-重点知识点：内能的定义、内能的特点（状态量，与温度、体积、压强等因素有关）、内能的表示（符号U）。

-关键词句：内能是物体内部所有分子由于运动和相互作用而具有的能量总和。

③功和内能的关系

-重点知识点：功可以转化为内能、内能可以通过做功转化为其他形式的能量、热力学第一定律ΔU=Q+W。

-关键词句：功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在数值上相等。

④热力学第一定律的应用

-重点知识点：热力学第一定律的公式、应用实例（热机、热传递现象）。

-关键词句：热力学第一定律揭示了能量守恒定律在热力学过程中的具体表现。

⑤实验探究

-重点知识点：实验目的、原理、步骤（测量功和内能的变化）。

-关键词句：通过实验验证功与内能的关系，探究能量转化的规律。

⑥功和内能的测量

-重点知识点：功的测量方法、内能的测量方法。

-关键词句：利用实验器材测量功和内能的变化，理解测量原理。

⑦功和内能在生活中的应用

-重点知识点：热机的工作原理、电器的工作原理、热传递现象。

-关键词句：功和内能在日常生活和技术应用中的具体体现。教学反思八、教学反思

今天这节课，我们学习了功和内能的相关知识，这是一个比较抽象的概念，对于学生们来说，理解起来可能会有一定的难度。在回顾这节课的教学过程时，我想从以下几个方面进行反思：

首先，我觉得在导入新课的时候，我选择了生活中的实例来引入，比如煮水时水温升高的现象，这样的方式比较贴近学生的生活经验，能够激发他们的学习兴趣。但是，我也注意到，有些学生对于这些实例的理解还不够深入，他们在回答问题时，往往只是停留在表面现象的描述上，而没有进一步思考背后的物理原理。因此，在今后的教学中，我需要更加注重引导学生从实例中提炼出物理规律，培养他们的分析能力和抽象思维能力。

其次，对于功和内能的概念，我在讲解时尽量用简单明了的语言，并结合了实验来帮助学生理解。但是，我发现有些学生在理解功的转化关系时，还是存在困惑。比如，他们难以理解为什么功可以转化为内能，以及内能可以通过做功转化为其他形式的能量。这让我意识到，在讲解这些抽象概念时，我需要更加注重学生的直观感受，可以通过更多的实验演示或者动画演示来帮助他们建立直观的认识。

再次，我在课堂上设计了小组讨论和实验操作等活动，旨在培养学生的合作能力和实践能力。但是，在实际操作中，我发现部分学生参与度不高，有的学生在小组讨论中显得比较被动，没有积极提出自己的观点。这可能是由于他们对物理学科的兴趣不够浓厚，或者是对合作学习的方式不够适应。因此，在今后的教学中，我需要更加关注学生的个体差异，提供更多的机会让他们表达自己的想法，同时也要加强对合作学习方法的指导。

此外，我在布置作业时，注意到了作业的难度和类型，既有基础的计算题，也有应用题，旨在帮助学生巩固所学知识。但是，在批改作业的过程中，我发现有些学生对于热力学第一定律的应用还不够熟练，他们在解决复杂问题时，往往容易出错。这提示我，在今后的教学中，我需要加强对热力学第一定律的应用训练，通过更多的练习和案例分析，帮助学生提高解决问题的能力。

最后，我想说的是