2024-2025学年高中物理 第10章 热力学定律 2 热和内能教学实录4 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第10章热力学定律2热和内能教学实录4新人教版选修3-3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容：热力学定律中的热和内能，包括热量的传递、内能的概念、热力学第一定律等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课的教学内容与高中物理选修3-3中的热力学基本概念和定律相联系，学生在学习本节课之前，已经掌握了热力学第一定律的基本原理和热量的概念。二、核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验和理论分析，理解热和内能的物理意义；提升科学思维能力，运用热力学第一定律解决实际问题；增强科学态度与责任，认识到能量守恒在自然界和工程技术中的应用价值。三、教学难点与重点1.教学重点，

①理解热和内能的概念及其相互关系，能够区分热量和内能；

②掌握热力学第一定律的内容，并能应用于具体的热力学过程分析；

③计算热力学过程中的热量和内能变化，包括等压、等温、等体等不同条件下的能量转换。

2.教学难点，

①理解热力学第一定律在微观层面的含义，即能量守恒定律在热力学过程中的体现；

②掌握不同热力学过程中内能和热量变化的计算方法，尤其是在复杂的热力学循环中；

③理解热力学第二定律的概念，并能够运用熵的概念解释热力学过程的不可逆性；

④将热力学知识应用于实际问题，如热机效率的计算、热力学循环的优化等，需要综合运用所学知识。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解热力学第一定律和内能的概念，帮助学生建立理论框架。

2.讨论法：引导学生围绕具体的热力学过程进行讨论，提高分析问题和解决问题的能力。

3.实验法：通过实验演示热量传递和内能变化的实验，加深学生对理论知识的理解。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示热力学过程的动画和图像，增强直观性。

2.互动软件：使用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中体验热力学现象。

3.网络资源：提供相关视频和在线学习平台，拓展学生的知识面和学习渠道。五、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“热和内能”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“什么是内能？热量如何影响内能？”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，理解热和内能的基本概念。

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。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过引导学生自主预习，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解热和内能的基本概念，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。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示实际生活中的热现象视频，引出“热和内能”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解热力学第一定律，结合实例如热机的运行原理，帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，分析不同热力学过程中的能量转换。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“为什么热量总是从高温物体传递到低温物体？”进行及时解答和指导。

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：积极参与小组讨论，体验热力学第一定律在实际问题中的应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解热力学第一定律。

实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中掌握热力学第一定律的应用。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解热力学第一定律，掌握热和内能的转换规律。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与热和内能相关的计算题和案例分析题，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与热力学相关的拓展阅读材料和在线学习平台。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

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。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

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热和内能知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理论知识掌握情况

2.实践应用能力提升

学生在课堂活动中通过小组讨论和实验，能够将理论知识应用于实际问题。例如，在分析热机效率时，学生能够根据热力学第一定律，计算热机在各个阶段的热量和内能变化，从而理解热机效率的影响因素。

3.分析问题和解决问题的能力增强

学生在面对复杂的热力学问题时，能够运用所学知识进行分析和解决。例如，在讨论热力学第二定律时，学生能够运用熵的概念解释热力学过程的不可逆性，并分析实际生活中的热力学现象。

4.自主学习和探究能力提高

5.团队合作和沟通能力提升

在小组讨论和实验中，学生需要相互配合，共同完成任务。这有助于培养学生的团队合作精神和沟通能力。学生在讨论中能够倾听他人的意见，表达自己的观点，从而提高自己的表达能力和逻辑思维能力。

6.科学素养和价值观的培养

7.学习兴趣和动机的提升

在本节课的学习中，教师通过实例、视频等多种形式，激发学生的学习兴趣。学生在学习过程中感受到物理知识的魅力，从而提高学习动机，为后续学习奠定基础。

8.学习方法的优化

学生在学习过程中，逐渐摸索出适合自己的学习方法。例如，通过预习、课堂笔记、课后复习等方法，提高学习效率。此外，学生还学会了如何利用网络资源进行自主学习，拓宽知识面。

9.思维方式的转变

本节课的学习使学生的思维方式发生了一定的转变。从原来的被动接受知识，转变为主动探究、独立思考。这种转变有助于学生在未来的学习过程中，更好地应对各种挑战。

10.自我反思和自我提升能力

学生在学习过程中，不断反思自己的学习方法和成果。通过反思，学生能够发现自己的不足，并提出改进措施。这种自我反思和自我提升的能力有助于学生在未来的学习生活中取得更好的成绩。七、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验与理论相结合：在教学中，我尝试将实验操作与理论知识讲解相结合，让学生在实验中直观感受热和内能的变化，提高学习兴趣和效果。

2.案例教学：通过引入实际生活中的热力学案例，如汽车发动机、空调系统等，让学生了解热力学知识在实际应用中的重要性，增强学生的实践意识。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学深度不足：在讲解热力学第一定律时，可能过于强调公式和计算，而忽视了学生对概念的理解，导致学生对热力学原理的应用能力不足。

2.学生参与度不高：在课堂活动中，部分学生可能因为害羞或缺乏兴趣而参与度不高，影响了课堂氛围和教学效果。

3.评价方式单一：目前主要依靠作业和考试来评价学生的学习效果，缺乏对学生学习过程和综合能力的全面评估。

反思改进措施（三）

1.深化教学设计：在讲解热力学第一定律时，我将更加注重概念的解释和原理的推导，确保学生对热力学原理有深刻的理解。

2.提高学生参与度：为了提高学生的参与度，我计划在课堂活动中设计更多互动环节，如小组讨论、角色扮演等，鼓励学生积极参与。

3.丰富评价方式：除了传统的作业和考试，我还将引入课堂表现、实验报告、小组项目等多种评价方式，全面评估学生的学习效果。

4.加强个性化辅导：针对不同学生的学习需求，我将提供个性化的辅导，帮助学生在学习上取得更好的进步。

5.跨学科融合：尝试将热力学知识与化学、生物学等其他学科知识相结合，拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质。

6.持续关注学生反馈：定期收集学生的反馈意见，及时调整教学策略，确保教学效果的最大化。八、课后作业1.**计算题**：

一个质量为2kg的物体，从20℃加热到80℃，吸收了2000J的热量。假设物体的比热容为c，求物体的比热容c。

答案：根据热量公式Q=mcΔT，其中Q是热量，m是质量，c是比热容，ΔT是温度变化。

ΔT=80℃-20℃=60℃

c=Q/(mΔT)=2000J/(2kg*60℃)=50J/(kg·℃)

2.**选择题**：

下列哪种情况会导致物体的内能增加？

A.物体在真空中冷却

B.物体在等温条件下压缩

C.物体在等压条件下加热

D.物体在等体条件下膨胀

答案：C.物体在等压条件下加热。加热会增加物体的内能，而等压条件下体积不变。

3.**简答题**：

简述热力学第一定律的基本内容。

答案：热力学第一定律表明，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。在热力学过程中，系统的内能变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。

4.**应用题**：

一个理想气体在等温过程中，从体积V1膨胀到V2，对外做了100J的功。求气体吸收的热量。

答案：在等温过程中，理想气体的内能不变，因此吸收的热量等于对外做的功。

Q=W=100J

5.**分析题**：

分析以下过程中，物体的内能如何变化：一个物体在绝热容器中与另一个物体接触，两个物体达到热平衡。

答案：在绝热容器中，没有热量交换。当两个物体接触并达到热平衡时，它们的温度相同，因此没有温度变化，也没有热量交换。由于没有温度变化和热量交换，物体的内能保持不变。课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课中，我们学习了热和内能的相关知识。首先，我们明确了内能的概念，即物体内部所有分子动能和分子势能的总和。接着，我们探讨了热量的传递，包括传导、对流和辐射三种方式。然后，我们深入讲解了热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学过程中的体现，以及如何应用该定律来计算热量和内能的变化。

为了帮助大家巩固所学知识，以下是对本节课内容的简要总结：

1.内能：物体内部所有分子动能和分子势能的总和。

2.热量传递：包括传导、对流和辐射三种方式。

3.热力学第一定律：能量守恒定律在热力学过程中的体现，公式为ΔU=Q-W，其中ΔU是内能变化，Q是热量，W是功。

当堂检测：

1.简述内能的概念及其影响因素。

答案：内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和。影响内能的因素包括温度、体积、物质的种类等。

2.下列哪种情况会导致物体的内能增加？

A.物体在真空中冷却

B.物体在等温条件下压缩

C.物体在等压条件下加热

D.物体在等体条件下膨胀

答案：C.物体在等压条件下加热。

3.一个物体在等温过程中，从体积V1膨胀到V2，对外做了100J的功。求气体吸收的热量。

答案：在等温过程中，理想气体的内能不变，因此吸收的热量等于对外做的功。

Q=W=100J

4.简述热力学第一定律的基本内容。

答案：热力学第一定律表明，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。在热力学过程中，系统的内能变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。

5.一个质量为2kg的物体，从20℃加热到80℃，吸收了2000J的热量。假设物体的比热容为c，求物体的比热容c。

答案：根据热量公式Q=mcΔT，其中Q是热量，m是质量，c是比热容，ΔT是温度变化。

ΔT=80℃-20℃=60℃

c=Q/(mΔT)=2000J/(2kg*60℃)=50J/(kg·℃)板书设计1.热和内能

①内能：物体内部所有分子动能和分子势能的总和

②内能的影响因素：温度、体积、物质的种类等

③内能的变化：吸收热量、对外做功

2.热量传递

①传导：热量通过物体内部微观粒子的碰撞传递

②对流：热量通过