2024-2025學(xué)年高中物理第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第1節(jié)內(nèi)能功熱量教案粵教版選修3-3

PAGE6-第一節(jié)內(nèi)能功熱量一、教學(xué)目標(biāo)（1）了解變更物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞；內(nèi)能的變更可以分別用功和熱量來量度。（2）理解做功和熱傳遞對(duì)于變更物體內(nèi)能的等效性以及它們的本質(zhì)區(qū)分。（3）通過了解焦耳試驗(yàn)，培育學(xué)生肅穆仔細(xì)、精益求精的科學(xué)看法和不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神。二、教材分析本節(jié)內(nèi)容以視察和試驗(yàn)為依據(jù)，從能量觀點(diǎn)動(dòng)身，分析探討宏觀物體熱現(xiàn)象能量傳遞和轉(zhuǎn)化的關(guān)系和條件。也是學(xué)習(xí)熱力學(xué)第肯定律和能量守恒定律的基礎(chǔ)。同時(shí)，本節(jié)學(xué)問涉及大量生活實(shí)際，做好本節(jié)課的教學(xué)工作，有利于培育學(xué)生聯(lián)系實(shí)際、應(yīng)用學(xué)問解決實(shí)際問題的實(shí)力。三、學(xué)情分析1.學(xué)生通過初中“熱和能”的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，做功和熱傳遞是變更物體內(nèi)能的兩種途徑，但并不明確它們之間的數(shù)量關(guān)系。2.學(xué)生已經(jīng)了解了內(nèi)能的微觀說明，但對(duì)于宏觀上內(nèi)能的變更確定于溫度和體積的理解不夠詳細(xì)。四、教學(xué)策略本節(jié)課在教學(xué)的指導(dǎo)思想上，始終堅(jiān)持“老師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則，通過試驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生自主構(gòu)建學(xué)問體系。在自己原有的學(xué)問閱歷的基礎(chǔ)上，重新相識(shí)，加深理解。在教學(xué)方法和手段上，綜合應(yīng)用講授、探討、自主閱讀和演示試驗(yàn)等多種方法，并輔以多媒體等手段，把教學(xué)過程設(shè)計(jì)成為以內(nèi)能定義為切入點(diǎn)，以已有的變更內(nèi)能的方法為學(xué)問基礎(chǔ)，以試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)說明分析為主線的師生對(duì)話溝通過程。讓學(xué)生在閱讀資料活頁中了解焦耳科學(xué)探究的精神，培育學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，從能量的角度來分析物理現(xiàn)象。在學(xué)法指導(dǎo)上，讓學(xué)生嘗試自己視察思索、分析概括，得出結(jié)論；使學(xué)生在獲得學(xué)問的過程中，領(lǐng)悟物理學(xué)的探討方法，受到科學(xué)思維方法訓(xùn)練以及協(xié)作精神、探究精神等的情感教化。五、教學(xué)重點(diǎn)：變更內(nèi)能兩種方式及內(nèi)能變更的量度。難點(diǎn)：對(duì)做功和熱傳遞對(duì)變更內(nèi)能是等效的理解以及它們的本質(zhì)區(qū)分。六、教學(xué)過程教學(xué)流程老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)引入新課：內(nèi)能提問：1.內(nèi)能的微觀定義？2．內(nèi)能變更的因素：溫度體積物質(zhì)的量思索并回答1.內(nèi)能的微觀定義：物體內(nèi)全部分子做熱運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。2.內(nèi)能的宏觀表現(xiàn)：溫度上升，分子動(dòng)能增加，因而物體的內(nèi)能增加；體積變更時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變更，因而內(nèi)能變更。溫習(xí)內(nèi)能的定義了解物質(zhì)的量、溫度和體積是確定內(nèi)能大小的物理量變更物體內(nèi)能的兩種方式問題探討：

如何使一段小鐵絲的內(nèi)能變更？特殊的平安提示引導(dǎo)歸納記錄猜想—驗(yàn)證：摩擦、折、敲打、鋸燒、曬、烤、燙、凍歸納回答：“摩擦、折、敲打、鋸”屬于做功“燒、曬、烤、燙、凍”屬于熱傳遞啟發(fā)學(xué)生思維，讓學(xué)生大膽說出自己的想法，并實(shí)踐檢驗(yàn)，歸類總結(jié)變更內(nèi)能的方法外界對(duì)系統(tǒng)做功：壓縮空氣引火儀演示試驗(yàn)過渡：小鐵絲變更內(nèi)能是通過溫度變更呈現(xiàn)的，變更體積內(nèi)能如何變更呢？試驗(yàn)一：壓縮空氣引火儀演示試驗(yàn)操作：取少量蓬松棉花，將火柴頭的紅磷捏成粉末倒入引火儀，快速壓活塞。試驗(yàn)若未能一次就勝利，引導(dǎo)學(xué)生分析緣由。絕熱過程的定義：系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程叫做絕熱過程。引導(dǎo)思索：固體和液體的體積較難以變更，氣體體積簡(jiǎn)單變更。視察試驗(yàn)現(xiàn)象，分析說明緣由，從能量轉(zhuǎn)化的角度進(jìn)一步思索。現(xiàn)象：棉花燃燒說明：活塞對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加，溫度上升，達(dá)到紅磷的燃點(diǎn)。能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能緣由分析有：不夠快，時(shí)間長(zhǎng)，熱量散失。解決方法：快速壓活塞，時(shí)間短，熱量散失少。預(yù)熱，多次壓活塞。理解絕熱過程聯(lián)系變更內(nèi)能的因素，培育學(xué)生聯(lián)想與分析實(shí)力通過老師的引導(dǎo)，使學(xué)生在視察的過程中思維得到啟發(fā)。讓學(xué)生開口說出歸納的學(xué)問，培育學(xué)生的表達(dá)實(shí)力。讓學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行分析，培育學(xué)生的理論分析實(shí)力。系統(tǒng)對(duì)外界做功：瓶塞噴出演示試驗(yàn)過渡：機(jī)械能能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，反過來是否也可以呢？演示試驗(yàn)：瓶塞噴出演示試驗(yàn)操作：展示和介紹試驗(yàn)儀器，包括鐵架臺(tái)、透亮塑料瓶、瓶塞、打氣筒、少量酒精等。請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)操作引導(dǎo)學(xué)生對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象分析思索視察試驗(yàn)現(xiàn)象，分析說明緣由，從能量轉(zhuǎn)化的角度進(jìn)一步思索。學(xué)生操作：壓緊瓶塞，向瓶?jī)?nèi)打氣，直至瓶塞噴出。視察現(xiàn)象：瓶?jī)?nèi)有大量水霧。在水霧消散之前蓋好瓶塞，接著打兩下氣，瓶?jī)?nèi)又變透亮。說明：打氣過程，瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能增加，溫度上升。瓶塞噴出過程，瓶?jī)?nèi)氣體快速對(duì)外做功，內(nèi)能削減，溫度降低。瓶?jī)?nèi)酒精蒸氣放熱溫度降低，液化成小液滴形成水霧。能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。逆向思維學(xué)生參加試驗(yàn)，提高參加熱忱和動(dòng)手實(shí)力。試驗(yàn)現(xiàn)象明顯，且有肯定的震撼作用，提升課堂的趣味性。通過緣由分析，進(jìn)一步熬煉學(xué)生的邏輯推理與表達(dá)實(shí)力。例題1例題1.下圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了肯定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過程中()A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小找到題目中的關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理分析讀題—分析—推斷—表達(dá)找到解題的關(guān)鍵信息：M向下滑動(dòng)：氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功；密閉、不與外界發(fā)生熱交換：不發(fā)生熱傳遞，內(nèi)能的變更由做功確定△U=W，綜合分析：內(nèi)能增加（答案A）講練結(jié)合，鞏固學(xué)問熱傳遞：熱量過渡：做功不是變更內(nèi)能的唯一方式，熱傳遞也可以。講解：高溫物體自發(fā)地把它的內(nèi)能傳遞給低溫物體。熱傳遞所轉(zhuǎn)移的內(nèi)能稱為熱量。熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變更的量度。完成學(xué)案填空理解熱量的定義理解熱傳遞的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移進(jìn)一步加深理解熱傳遞和做功的等效性舉例說明熱傳遞和做功的等效性問1：假如只知道手變暖了，能否知道是何種方式變暖的嗎？問2：假如只知道鐵絲熱了，能否知道是何種方式變熱的嗎？猜想各種可能性，進(jìn)一步理解熱傳遞和做功的等效性。向手吹氣也可使雙手變暖；冬天搓手可使雙手變暖。鐵絲放入開水導(dǎo)熱；鐵絲彎折發(fā)熱。發(fā)散思維加深等效性的理解推斷題依據(jù)熱量與等效性的理解完成推斷題1.高溫物體比低溫物體含有的熱量多。（×）2.高溫物體肯定比低溫物體放出的熱量多。（×）3.絕熱系統(tǒng)中，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加。（√）4.體積不變的密閉容器中的氣體，汲取熱量，內(nèi)能增大，溫度上升。（√）思索并回答理解：熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變更的量度。高溫物體與低溫物體并不能推斷熱量多少。做功和熱傳遞在變更內(nèi)能上是等效的，限制變量分別描述做功和熱傳遞才能推斷內(nèi)能的變更狀況。講練結(jié)合加深理解例題2例題2：在溫度勻稱的液體中，一個(gè)小氣泡由液體的底層緩慢地升到液面，上升過程中體積不斷增大，則氣泡在浮起過程中（）A．放出熱量B．汲取熱量C．既不放熱也不吸熱D．無法推斷引導(dǎo)學(xué)生找關(guān)鍵信息，結(jié)合所學(xué)學(xué)問解題讀題—分析—推斷—表達(dá)找到解題的關(guān)鍵信息：體積不斷增大：氣體對(duì)外界做功溫度勻稱：水溫恒定，氣泡溫度也恒定，內(nèi)能不變綜合分析：汲取熱量（答案B）分析與綜合，培育學(xué)生邏輯推理實(shí)力資料活頁通過初步介紹物理學(xué)家們對(duì)“熱量是什么？”的發(fā)展探究過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的新奇心與求知欲。18世紀(jì)提出“熱質(zhì)說”19世紀(jì)英國(guó)試驗(yàn)物理學(xué)家焦耳堅(jiān)信熱是能的一種形式。他在1840年后的近40年的時(shí)間里，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目捶ê蛨?jiān)忍不拔的毅力，先后進(jìn)行了400多次試驗(yàn)，證明白熱量和功之間的數(shù)量關(guān)系。5分鐘的閱讀自學(xué)資料活頁：熱量是什么？了解熱質(zhì)說的進(jìn)步及其局限，并初步了解焦耳熱功當(dāng)量試驗(yàn)。了解焦耳測(cè)量熱功當(dāng)量試驗(yàn)的重要意義，為能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的新奇心和求知欲通過了解焦耳試驗(yàn)，培育學(xué)生肅穆仔細(xì)、精益求精的科學(xué)看法和不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神小結(jié)學(xué)生總結(jié)、表