2024-2025学年高中物理 第十章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律（1）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3热力学第一定律能量守恒定律（1）教学实录新人教版选修3-3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第十章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律（1）教学实录新人教版选修3-3课程基本信息1.课程名称：热力学第一定律能量守恒定律（1）

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2024年9月15日星期一第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学思维，通过探究热力学第一定律，使学生理解能量守恒原理在宏观物理现象中的应用。

2.提升学生的科学探究能力，通过实验和问题解决，让学生学会设计实验、收集数据、分析结果。

3.强化学生的科学态度与责任，使学生认识到能量守恒定律在自然界和工程技术中的重要性，培养节约能源和环保的意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的物理概念，如功、热量、内能等，以及相关的数学知识，如微积分的基本概念。这些知识为理解热力学第一定律奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，尤其对实验和问题解决过程感兴趣。他们的学习能力较强，能够通过阅读和讨论来吸收新知识。学习风格上，部分学生偏好通过实验操作来学习，而另一部分学生则更倾向于通过理论分析和数学推导来理解物理概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解热力学第一定律时可能会遇到以下困难：一是能量守恒的概念可能较为抽象，学生难以从直观的角度理解；二是能量转化的过程和能量形式的变化需要学生具备较强的逻辑思维能力；三是将热力学第一定律应用于具体问题时，学生可能会在数学运算和物理概念的应用上遇到挑战。因此，教学中需要通过实例分析和逐步引导，帮助学生克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材《高中物理选修3-3》。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如能量转化过程的动画演示。

3.实验器材：准备温度计、压力计、热量计等实验器材，用于演示能量守恒定律。

4.教室布置：布置教室环境，设置分组讨论区，确保实验操作台安全、整洁，便于学生进行实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布《热力学第一定律》的PPT和视频资料，要求学生预习能量守恒定律的基本概念和公式。

设计预习问题：提出如“能量守恒定律在生活中的应用有哪些？”等问题，引导学生思考。

监控预习进度：通过在线平台监控学生的预习进度，确保学生能够完成预习任务。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读相关资料，理解能量守恒定律的基本原理。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录自己的理解。

提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过学生自主预习，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示不同能量转换的图片，引出热力学第一定律的概念。

讲解知识点：详细讲解热力学第一定律的公式和能量转换的实例。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同能量转换过程中的能量变化。

解答疑问：针对学生提出的问题，进行讲解和指导。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考能量守恒定律的应用。

参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分析能量转换过程。

提问与讨论：学生提出问题，参与讨论，加深对知识点的理解。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解热力学第一定律。

实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中应用知识。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置关于能量守恒定律的习题，要求学生应用所学知识解决问题。

提供拓展资源：推荐相关的物理科普书籍和在线资源，供学生进一步学习。

反馈作业情况：批改作业，给予学生反馈，指导学生改进学习方法。

学生活动：

完成作业：学生认真完成作业，巩固所学知识。

拓展学习：学生利用拓展资源进行学习，拓宽知识面。

反思总结：学生反思自己的学习过程，总结经验，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：学生通过反思，提高自我学习能力。学生学习效果学生学习效果

在本节课的学习后，学生对热力学第一定律和能量守恒定律的理解和应用取得了以下效果：

1.理解能量守恒定律的基本原理：

学生通过本节课的学习，能够清晰地理解能量守恒定律的基本原理，即在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。这一原理是物理学中最重要的基本定律之一，学生能够掌握并应用于各种物理现象的分析。

2.掌握热力学第一定律的表达式：

学生学会了热力学第一定律的数学表达式，即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。学生能够运用这一公式解决简单的能量转换问题。

3.应用能量守恒定律分析实际问题：

学生能够将能量守恒定律应用于实际问题中，如分析热机的工作原理、计算物体在运动过程中的能量变化等。例如，学生能够计算一个物体在自由下落过程中，重力势能如何转化为动能。

4.理解能量转换的微观机制：

学生通过学习，了解到能量转换的微观机制，如分子间的碰撞、热传递等。这有助于学生从微观角度理解宏观物理现象，提高对物理现象的全面认识。

5.培养科学探究能力：

在本节课的学习过程中，学生通过实验和问题解决，学会了设计实验、收集数据、分析结果。例如，学生通过实验验证能量守恒定律，培养了科学探究能力。

6.提高数学运算能力：

学生在解决能量守恒相关问题时，需要运用数学知识进行计算。通过本节课的学习，学生的数学运算能力得到了提高，如计算功、热量、内能等物理量。

7.增强环保意识：

学生通过学习能量守恒定律，了解到能源的有限性和环保的重要性。这有助于学生树立节约能源、保护环境的意识，为未来的可持续发展做出贡献。

8.提升团队合作能力：

在小组讨论和实验活动中，学生需要与同伴合作，共同完成任务。这有助于学生提升团队合作能力，学会倾听他人意见，共同解决问题。

9.培养逻辑思维能力：

学生在分析能量转换问题时，需要运用逻辑思维进行推理。通过本节课的学习，学生的逻辑思维能力得到了锻炼，能够更好地分析问题、解决问题。

10.拓展知识面：

学生通过学习能量守恒定律，了解到物理学中的其他相关概念，如热力学第二定律、熵等。这有助于学生拓展知识面，为后续学习打下坚实基础。内容逻辑关系①热力学第一定律的基本原理

-重点知识点：能量守恒定律

-重点词句：能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

②能量守恒定律的表达式

-重点知识点：热力学第一定律的数学表达式

-重点词句：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。

③能量转换的具体实例

-重点知识点：能量形式的变化和转换

-重点词句：机械能转化为内能，内能转化为机械能，热能转化为电能等。

④能量守恒定律的应用

-重点知识点：能量守恒定律在物理现象中的应用

-重点词句：热机效率、物体运动中的能量转换、热传递等。

⑤能量转换的微观机制

-重点知识点：能量转换的微观过程

-重点词句：分子间的碰撞、热传递、能量传递的微观机制。

⑥能量守恒定律与热力学第二定律的关系

-重点知识点：热力学第一定律与第二定律的联系

-重点词句：热力学第一定律描述能量的转换，热力学第二定律描述能量转换的方向性。

⑦能量守恒定律在工程和技术中的应用

-重点知识点：能量守恒定律在工程和技术领域的应用

-重点词句：能源利用效率、节能技术、可再生能源等。

⑧能量守恒定律与日常生活的关系

-重点知识点：能量守恒定律在日常生活现象中的应用

-重点词句：日常生活中的能量转换、节能措施等。

⑨能量守恒定律的教育意义

-重点知识点：能量守恒定律的教育价值

-重点词句：培养学生的科学思维、科学探究能力、环保意识等。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：在课堂中，我尝试了更多的互动式教学方法，比如小组讨论、角色扮演等，让学生在参与中学习，这样的方式能够激发学生的兴趣，提高他们的参与度。

2.实验结合理论：我意识到理论知识的讲解必须与实验相结合，因此，我设计了更多的实验环节，让学生在实验中观察现象，理解理论，这样的教学方式更贴近实际，也更能帮助学生记忆和理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学节奏把握：有时候我发现教学节奏把握得不够好，部分学生可能跟不上进度，而另一部分学生又觉得内容过于简单。今后，我需要更加细致地观察学生的学习状态，调整教学节奏，确保每个学生都能跟上课程。

2.学生参与度不足：在小组讨论和实验活动中，我发现有些学生参与度不高，可能是由于对某些知识点不感兴趣或者缺乏自信。我需要设计更具吸引力的活动，并鼓励学生积极参与，提高他们的自信心。

3.评价方式单一：目前的评价方式主要依赖于考试，这可能会让学生过于关注分数，而忽略了知识的实际应用。我计划引入更多样化的评价方式，如课堂表现、小组合作评价等，以全面评估学生的学习效果。

反思改进措施（三）改进措施

1.个性化教学：针对不同学生的学习基础和兴趣，我计划设计分层教学方案，为不同层次的学生提供适合他们的学习材料和活动，确保每个学生都能在课堂上有所收获。

2.提高课堂互动：为了提高学生的参与度，我将在课堂上增加更多互动环节，如提问、讨论、游戏等，鼓励学生积极表达自己的观点，培养他们的批判性思维。

3.多元化评价：我将尝试引入多元化的评价方式，包括学生的自评、互评、教师评价等，以更全面地了解学生的学习情况，同时也让学生更加重视学习过程，而不仅仅是结果。

4.强化实践环节：为了让学生更好地理解理论知识，我计划增加实验课的比重，让学生在实践中学习和应用知识，提高他们的实践能力和创新能力。

5.定期反思：我计划定期对自己的教学进行反思，根据学生的反馈和自己的观察，不断调整教学策略，以适应学生的学习需求，提高教学效果。典型例题讲解例题1：

一个质量为m的物体，从高度h自由下落，到达地面时速度为v。假设空气阻力可以忽略不计，求物体在下落过程中的机械能损失。

解答：

物体在自由下落过程中，初始机械能为mgh（势能），最终机械能为1/2mv^2（动能）。根据能量守恒定律，机械能损失等于初始机械能与最终机械能之差：

机械能损失=mgh-1/2mv^2

例题2：

一个物体在水平面上受到一个恒力F的作用，物体沿水平面移动距离s。求物体所做的功。

解答：

物体在水平方向上受到的力F与位移s方向相同，根据功的定义，物体所做的功为力与位移的乘积：

功W=F*s

例题3：

一个质量为m的物体从静止开始沿斜面下滑，斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ。求物体下滑到底端时所做的功。

解答：

物体下滑过程中，重力在斜面方向上的分力为mg*sinθ，动摩擦力为μmg*cosθ。物体所做的功等于重力分力做的功减去动摩擦力做的功：

功W=(mg*sinθ)*s-(μmg*cosθ)*s

例题4：

一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀速直线运动，运动时间为t。求物体在运动过程