2024-2025學(xué)年高中物理 第10章 熱力學(xué)定律 3 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律教案2 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律教案2新人教版選修3-3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：熱力學(xué)第一定律能量守恒定律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)，物理選修3-3班

3.授課時(shí)間：2024-2025學(xué)年第二學(xué)期，第10周星期二上午第三節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將依據(jù)新人教版選修3-3教材，圍繞熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律展開教學(xué)。通過講解系統(tǒng)內(nèi)能量守恒的原理，使學(xué)生理解熱力學(xué)第一定律的內(nèi)涵，并學(xué)會(huì)運(yùn)用該定律分析實(shí)際問題。課程內(nèi)容包括：能量守恒定律的概念闡述、熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式推導(dǎo)、實(shí)際例題解析及課后練習(xí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行問題分析的能力，提高邏輯推理和科學(xué)思維能力。

2.實(shí)踐探究：通過實(shí)例解析，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)實(shí)踐探究能力。

3.科學(xué)態(tài)度：激發(fā)學(xué)生對(duì)熱力學(xué)定律的興趣，形成嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

4.團(tuán)隊(duì)合作：鼓勵(lì)學(xué)生在討論與交流中，學(xué)會(huì)傾聽他人意見，提高團(tuán)隊(duì)合作能力，共同解決問題。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了熱力學(xué)基本概念、理想氣體狀態(tài)方程等基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象具有一定的興趣，具備一定的邏輯推理能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生喜歡通過直觀的實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來理解抽象概念，而另一部分學(xué)生則更擅長從理論推導(dǎo)中獲取知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：熱力學(xué)第一定律涉及能量形式的轉(zhuǎn)換和守恒，學(xué)生可能在理解能量守恒定律的內(nèi)涵和表達(dá)式推導(dǎo)上存在困難；此外，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生可能會(huì)感到困惑，不知如何運(yùn)用所學(xué)的熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析。教學(xué)資源1.硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)器材（熱量計(jì)、溫度計(jì)、理想氣體實(shí)驗(yàn)裝置等）。

2.軟件資源：物理教學(xué)軟件、PPT演示文稿、熱力學(xué)相關(guān)教學(xué)視頻。

3.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、課堂互動(dòng)軟件。

4.信息化資源：電子教材、在線試題庫、虛擬實(shí)驗(yàn)室。

5.教學(xué)手段：講授、小組討論、實(shí)驗(yàn)演示、案例分析、互動(dòng)問答。教學(xué)過程首先，讓我們回顧一下上節(jié)課的內(nèi)容。我們討論了熱力學(xué)的基本概念，并學(xué)習(xí)了理想氣體狀態(tài)方程。今天，我們將深入探討熱力學(xué)第一定律，也就是能量守恒定律。這將幫助我們理解在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量是如何轉(zhuǎn)換和守恒的。

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

上課之初，我會(huì)通過一個(gè)簡單的日常生活中的例子來導(dǎo)入新課。例如，我會(huì)問：“同學(xué)們，當(dāng)你們?cè)诙焓褂秒娕鲿r(shí)，電能是如何轉(zhuǎn)化為熱能的？這個(gè)過程是否遵循某種規(guī)律？”通過這個(gè)例子，我希望引發(fā)學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)換和守恒的興趣。

2.理論講解（15分鐘）

（1）能量守恒定律的概念闡述。

（2）熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式推導(dǎo)。

（3）結(jié)合實(shí)例，分析系統(tǒng)內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和守恒。

3.實(shí)驗(yàn)演示（15分鐘）

為了讓學(xué)生更直觀地理解熱力學(xué)第一定律，我計(jì)劃進(jìn)行一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)演示。我會(huì)使用熱量計(jì)、溫度計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材，展示一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)能量守恒的過程。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）向一個(gè)理想氣體實(shí)驗(yàn)裝置中注入一定量的氣體。

（2）用熱量計(jì)測量氣體初始溫度。

（3）對(duì)氣體進(jìn)行加熱，觀察溫度變化。

（4）通過做功的方式使氣體膨脹，觀察氣體溫度和體積的變化。

（5）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證熱力學(xué)第一定律。

4.課堂討論（10分鐘）

實(shí)驗(yàn)演示后，我會(huì)邀請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行課堂討論。我會(huì)提出以下問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)中，能量是如何轉(zhuǎn)換的？

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合熱力學(xué)第一定律？

（3）請(qǐng)舉例說明日常生活中的能量守恒現(xiàn)象。

5.案例分析（10分鐘）

案例：某工廠生產(chǎn)過程中，一臺(tái)機(jī)器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了大量熱能。為了提高能源利用率，工廠決定利用這部分熱能進(jìn)行發(fā)電。請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)用熱力學(xué)第一定律，分析這個(gè)過程中能量的轉(zhuǎn)換和守恒。

6.互動(dòng)問答（5分鐘）

在課堂接近尾聲時(shí)，我會(huì)針對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行互動(dòng)問答。我會(huì)邀請(qǐng)同學(xué)們提出關(guān)于熱力學(xué)第一定律的疑問，并互相解答。我會(huì)適時(shí)給予提示和解答，確保同學(xué)們能夠真正掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。

7.課后作業(yè)（課后自主完成）

為了鞏固所學(xué)知識(shí)，我會(huì)在課后布置以下作業(yè)：

（1）閱讀教材，復(fù)習(xí)熱力學(xué)第一定律的相關(guān)內(nèi)容。

（2）完成課后習(xí)題，鞏固能量守恒定律的應(yīng)用。

（3）思考并撰寫一篇關(guān)于熱力學(xué)第一定律在生活中的應(yīng)用的小論文。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)與技能：

-掌握熱力學(xué)第一定律的基本概念，能夠闡述能量守恒定律的內(nèi)涵。

-學(xué)會(huì)推導(dǎo)熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式，并能夠運(yùn)用該定律分析實(shí)際問題。

-能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察和理解封閉系統(tǒng)內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和守恒過程。

-能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋日常生活中的能量守恒現(xiàn)象。

2.過程與方法：

-提高邏輯思維能力和科學(xué)推理能力，通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式，深入理解熱力學(xué)第一定律。

-增強(qiáng)實(shí)踐操作能力，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。

-在小組討論和互動(dòng)問答中，提高團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通交流技巧。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：

-增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)科的興趣，激發(fā)對(duì)科學(xué)探究的熱情。

-形成嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)在解決實(shí)際問題中的重要性。

-培養(yǎng)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，理解能量守恒定律在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

具體表現(xiàn)在以下方面：

1.知識(shí)掌握：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確地描述熱力學(xué)第一定律的概念，并用自己的語言解釋能量守恒的原理。

-學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式，解決簡單的能量守恒問題。

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察，分析并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證熱力學(xué)第一定律的正確性。

2.應(yīng)用能力：

-學(xué)生能夠?qū)崃W(xué)第一定律應(yīng)用于分析生活中的實(shí)際問題，如家用電器的工作原理、工業(yè)生產(chǎn)中的能量轉(zhuǎn)換等。

-學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論知識(shí)，撰寫關(guān)于能量守恒定律應(yīng)用的小論文，展示其分析問題和解決問題的能力。

3.情感態(tài)度：

-學(xué)生在課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作中表現(xiàn)出積極的參與態(tài)度，顯示出對(duì)物理學(xué)科和科學(xué)探究的濃厚興趣。

-學(xué)生在小組合作中，展現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)合作精神和尊重他人意見的態(tài)度。

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和改善生活質(zhì)量中的重要作用。教學(xué)反思與改進(jìn)在本次教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后，我計(jì)劃進(jìn)行以下反思活動(dòng)來評(píng)估教學(xué)效果，并識(shí)別需要改進(jìn)的地方。

首先，我會(huì)收集學(xué)生的反饋信息。通過問卷調(diào)查或小組討論的方式，了解學(xué)生們對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解程度，以及他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)。此外，我還想了解學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)演示和課堂互動(dòng)的滿意度，看看這些教學(xué)手段是否真正幫助他們理解和掌握了知識(shí)。

基于這些反思，我會(huì)制定以下改進(jìn)措施：

1.針對(duì)學(xué)生普遍感到困惑的概念，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中增加一些直觀的例子和圖示，以幫助學(xué)生更好地理解抽象的理論。

2.我會(huì)考慮引入更多的實(shí)際案例，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)將熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于不同場景中，增強(qiáng)他們的實(shí)際應(yīng)用能力。

3.對(duì)于實(shí)驗(yàn)部分，我打算增加學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，讓他們?cè)趯?shí)踐中更深刻地體驗(yàn)?zāi)芰渴睾愕倪^程。

4.在課堂互動(dòng)方面，我將嘗試更多元化的形式，如小組競賽、角色扮演等，以提高學(xué)生的參與度和興趣。

5.我還會(huì)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)別輔導(dǎo)，特別是對(duì)于那些在理解上存在困難的學(xué)生，我將提供更多的支持和指導(dǎo)。

6.最后，我會(huì)定期檢查和更新教學(xué)資源，確保它們與教材內(nèi)容保持一致，并能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。

在未來的教學(xué)中，我將逐步實(shí)施這些改進(jìn)措施，并持續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以便不斷調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。通過這樣的循環(huán)反思和改進(jìn)，我相信學(xué)生們能夠更好地掌握熱力學(xué)第一定律，并在物理學(xué)習(xí)中取得更大的進(jìn)步。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測今天我們學(xué)習(xí)了熱力學(xué)第一定律，也就是能量守恒定律。通過理論講解、實(shí)驗(yàn)演示和課堂討論，我們深入探討了封閉系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)換和守恒。現(xiàn)在，讓我們來回顧一下本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。

1.課堂小結(jié)：

（1）能量守恒定律的概念及表達(dá)式。

（2）熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：分析實(shí)際問題時(shí)，如何運(yùn)用能量守恒定律。

（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：通過實(shí)驗(yàn)觀察和理解封閉系統(tǒng)內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和守恒過程。

2.當(dāng)堂檢測：

（1）選擇題：

a.下列哪個(gè)選項(xiàng)正確描述了能量守恒定律？

b.在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量可以相互轉(zhuǎn)換，但總量（）。

c.在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)氣體被加熱時(shí)，其內(nèi)能（）。

（2）簡答題：

a.請(qǐng)簡要闡述熱力學(xué)第一定律的內(nèi)涵。

b.請(qǐng)舉例說明熱力學(xué)第一定律在生活中的應(yīng)用。

（3）案例分析：

給定一個(gè)實(shí)際場景，如家用電器的工作原理，要求學(xué)生運(yùn)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析，說明能量在該過程中的轉(zhuǎn)換和守恒。

3.課堂小結(jié)與當(dāng)堂檢測的結(jié)合：

在進(jìn)行當(dāng)堂檢測時(shí)，我會(huì)及時(shí)給予學(xué)生反饋，了解他們?cè)诶斫鉄崃W(xué)第一定律方面的掌握程度。根據(jù)學(xué)生的回答和表現(xiàn)，我會(huì)對(duì)課堂小結(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和調(diào)整，確保學(xué)生們能夠真正掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。板書設(shè)計(jì)1.標(biāo)題：熱力學(xué)第一定律

-能量守恒定律

2.核心概念

-封閉系統(tǒng)

-能量轉(zhuǎn)換

-能量守恒

3.表達(dá)式

-ΔU=Q-W

4.實(shí)驗(yàn)觀察

-加熱：Q>0

-做功：W<0

5.應(yīng)用實(shí)例

-家用電器

-工業(yè)生產(chǎn)

6.課堂小結(jié)

-理論與實(shí)踐相結(jié)合

-能量守恒在日常生活中的體現(xiàn)

板書設(shè)計(jì)說明：

-目的明確：板書圍繞熱力學(xué)第一定律的核心概念和表達(dá)式設(shè)計(jì)，旨在幫助學(xué)生清