2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 1 功和内能教学实录 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第10章热力学定律1功和内能教学实录新人教版选修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1功和内能”教学实录，新人教版选修3-3。本章节深入探讨了功和内能的概念、相互转化以及能量守恒定律在热力学中的应用。通过实际案例和实验，引导学生理解内能、热传递、做功的关系，掌握能量守恒定律，培养科学思维和分析问题的能力。核心素养目标分析培养学生科学探究能力，通过实验和案例分析，使学生能够运用观察、实验、推理等方法探究功和内能的关系，理解能量守恒定律。增强学生的科学思维，使其能够运用抽象思维分析复杂物理现象，形成对热力学基本概念的理解。同时，提升学生的科学态度与责任，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在此阶段已具备一定的物理基础知识，包括力学、热学的基础概念，如力、功、能量、温度等。然而，对于功和内能的深入理解，以及能量守恒定律在热力学中的应用，学生可能还处于初步接触阶段。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对物理学科的兴趣因人而异，但普遍对实验和实际应用感兴趣。学生的能力水平参差不齐，部分学生可能具备较强的逻辑思维和动手能力，能够快速掌握新概念；而另一些学生可能对抽象概念理解困难，需要更多的时间和实例来辅助学习。学习风格上，部分学生偏好通过实验和直观演示来学习，而有些学生则更倾向于通过阅读和思考来吸收知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习功和内能时可能会遇到以下困难：一是对能量守恒定律的理解，特别是如何将抽象的物理概念与实际现象相结合；二是内能和功的计算，需要学生掌握一定的数学和物理运算能力；三是实验操作和数据分析，对于不熟悉实验操作的学生来说可能是一个挑战。此外，学生可能对热力学定律的历史背景和科学方法缺乏了解，这也可能成为学习过程中的障碍。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师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理》选修3-3教材，以备课堂阅读和笔记。

2.辅助材料：准备与功和内能相关的图片、图表和视频，如能量转化过程图示、实验演示视频等，以增强直观理解。

3.实验器材：准备温度计、压力计、热量计等实验器材，确保其完整性和安全性，用于内能和热传递的实验操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，便于学生合作学习；实验操作台布置实验器材，确保学生实验活动的顺利进行。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示生活中的热现象，如热水瓶保温、冰箱制冷等，引导学生思考热是如何传递的。

2.提出问题：如何衡量热传递的多少？物体温度变化时，内能如何变化？

3.学生回答：简要回顾热量、温度、内能等概念。

二、讲授新课（20分钟）

1.功的概念：介绍功的定义，通过实际例子说明功的产生和计算方法。

2.内能的概念：讲解内能的定义，解释分子运动与内能的关系。

3.能量转化：展示功和内能的转化过程，分析能量守恒定律在热力学中的应用。

4.能量守恒定律：阐述能量守恒定律的基本原理，结合实例讲解如何应用该定律解决实际问题。

三、巩固练习（10分钟）

1.练习1：计算物体在热传递过程中吸收或放出的热量。

2.练习2：分析实际生活中的热现象，判断物体内能的变化。

3.学生分组讨论：分析功和内能的关系，总结能量转化过程中的规律。

四、课堂提问（5分钟）

1.提问1：什么是功？如何计算功？

2.提问2：什么是内能？内能与温度、质量有何关系？

3.提问3：如何判断物体内能的变化？

五、师生互动环节（5分钟）

1.学生展示练习结果，教师点评并纠正错误。

2.学生提问，教师解答疑惑。

3.教师引导学生总结功和内能的关系，以及能量守恒定律的应用。

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.教师展示一个与功和内能相关的实际应用案例，如太阳能热水器。

2.学生分析案例，提出改进建议，提升解决问题的能力。

3.教师总结，强调科学探究和实际应用的重要性。

教学过程流程如下：

1.导入环节（5分钟）

2.讲授新课：功的概念（5分钟）、内能的概念（5分钟）、能量转化（5分钟）、能量守恒定律（5分钟）

3.巩固练习：练习1（5分钟）、练习2（5分钟）

4.课堂提问（5分钟）

5.师生互动环节（5分钟）

6.核心素养能力的拓展要求（5分钟）

总计用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

学生在学习结束后，能够准确理解和掌握功和内能的基本概念，包括功的定义、计算方法，内能的定义、与温度、质量的关系，以及能量守恒定律在热力学中的应用。

2.能力提升：

3.思维发展：

学生在学习过程中，通过观察、实验、推理等方法，培养了科学探究能力和抽象思维能力。学生能够运用逻辑思维分析复杂物理现象，形成对热力学基本概念的理解。

4.解决问题能力：

学生能够运用所学知识解决实际问题，如分析生活中的热现象，判断物体内能的变化，以及设计简单的热力学实验。

5.学习兴趣和动力：

6.团队合作能力：

在分组讨论和实验操作环节，学生学会了与他人合作，共同完成任务。在讨论过程中，学生能够倾听他人意见，提出自己的见解，并在团队中发挥自己的优势。

7.科学态度与责任：

学生在学习过程中，养成了严谨的科学态度和勇于探索的精神。面对实验中的困难和问题，学生能够积极思考，不断尝试，直到找到解决方案。

8.拓展知识面：

9.应对高考的能力：

本节课所学的知识是高考物理考试中的重要内容，通过本节课的学习，学生的物理知识储备得到丰富，有助于提高高考物理成绩。

10.社会实践能力：

学生能够将所学知识应用于实际生活，如设计节能方案、分析环保问题等，提高自身的综合素质。典型例题讲解例题1：一个物体从高处自由落下，不计空气阻力，下落过程中重力对物体做了多少功？

解答：设物体质量为m，下落高度为h，重力加速度为g。

根据功的定义，功W等于力F与物体在力的方向上移动的距离s的乘积。

在此例中，力F为重力，即mg，移动的距离s为h。

因此，重力对物体做的功W=F*s=mg*h。

例题2：一个物体以恒定速度沿水平面移动，摩擦力对物体做了多少功？

解答：在水平面上，摩擦力的方向与物体的运动方向垂直。根据功的定义，当力的方向与移动方向垂直时，力对物体做的功为零。

因此，摩擦力对物体做的功W=F*s*cos(θ)=0，其中θ为摩擦力与移动方向的夹角，由于θ=90°，cos(90°)=0。

例题3：一个物体在水平面上受到一个斜向上的拉力，拉力大小为F，物体在拉力方向上移动了s的距离，物体在垂直于拉力方向上移动了d的距离，拉力对物体做了多少功？

解答：拉力对物体做的功W=F*s*cos(θ)，其中θ为拉力与物体移动方向之间的夹角。

由于物体在垂直于拉力方向上移动了d的距离，这部分距离对拉力做的功为零。

因此，拉力对物体做的功W=F*s*cos(θ)。

例题4：一个物体从静止开始，在水平面上受到一个恒定的推力F，物体以加速度a加速，经过时间t后，推力对物体做了多少功？

解答：物体在时间t内移动的距离s可以用公式s=(1/2)*a*t^2计算。

推力对物体做的功W=F*s=F*(1/2)*a*t^2。

例题5：一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个水平向右的推力F1和垂直向上的支持力F2，物体在水平方向上移动了s的距离，在垂直方向上没有移动，两个力对物体做的总功是多少？

解答：推力F1对物体做的功W1=F1*s，支持力F2对物体做的功W2=F2*0=0（因为物体在垂直方向上没有移动）。

两个力对物体做的总功W=W1+W2=F1*s。内容逻辑关系①功的概念与计算

-重点知识点：功的定义（力与位移的乘积）、功的计算公式（W=F*s*cosθ）、功的单位（焦耳）。

-重点词句：功是力对物体所做的功，功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

②内能的概念与性质

-重点知识点：内能的定义（物体内部所有分子无规则运动的动能和分子间势能的总和）、内能与温度、状态的关系。

-重点词句：内能是物体内部所有分子动能和分子间势能的总和，内能的大小与温度、物体的状态有关。

③能量转化与守恒定律

-重点知识点：能量转化的形式（热能、动能、势能之间的相互转化）、能量守恒定律（能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式）。

-重点词句：能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量守恒定律表明在一个封闭系统中，能量总量保持不变。

④热传递与热量

-重点知识点：热传递的方式（传导、对流、辐射）、热量的定义（热传递过程中传递的能量）、热量的计算（Q=mcΔT）。

-重点词句：热传递是热量从高温物体传递到低温物体的过程，热量是热传递过程中传递的能量。

⑤热力学第一定律

-重点知识点：热力学第一定律的内容（能量守恒定律在热力学中的应用）、热力学第一定律的表达式（ΔU=Q-W）。

-重点词句：热力学第一定律指出，一个系统的内能变化等于它所吸收的热量与对外做功的代数和。教学反思与总结今天这节课，我们学习了功和内能这一章的内容。回过头来想想，我觉得教学过程中有几个地方值得反思。

首先，我觉得导入环节的设计挺成功的。我通过展示生活中的热现象，激发了学生的兴趣，让他们对功和内能的概念产生了好奇心。提问环节也起到了很好的引导作用，让学生开始思考这些现象背后的物理原理。

在讲授新课的过程中，我发现学生们对功的概念理解得比较快，但是对于内能的概念，有些学生还是觉得有点抽象。我意识到，我在讲解内能的时候，可能没有用足够的实例来帮助学生理解。下次，我会尝试用更多的实际例子来解释内能，比如通过展示分子运动模型或者实际物体的温度变化来帮助学生建立直观的认识。

在巩固练习环节，我设计了几个与课本内容紧密相关的题目，让学生通过练习来加深对知识的理解。我发现，学生们在解答这些题目时，对于功的计算和能量转化的应用掌握得还不错。但是，也有几个学生在处理一些复杂的情景题时显得有些吃力。这可能是因为他们对基础概念的理解还不够牢固。因此，我需要在今后的教学中，更加注重基础知识的巩固。

课堂提问环节，我尽量让每个学生都有机会回答问题，这样可以鼓励他们积极参与课堂讨论。我发现，有些学生虽然能够回答出正确答案，但是表达的时候不够清晰。这提醒我，在今后的教学中，我需要更多地关注学生的语言表达能力，鼓励他们用准确、简洁的语言来描述自己的思路。

在教学总结方面，我觉得学生们在这节课上收获还是挺多的。他们对功和内能的概念有了更深入的理解，能够运用所学知识来解释一些简单的物理现象。在技能方面，他们的计算能力和问题分析能力也有所提高。在情感态度上，学生们对物理学科的兴趣也有所增强。

当然，教学过程中也存在一些不足。比如，