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)能功熱量教學(xué)實(shí)錄粵教版選修3-3課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容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)能功熱量教學(xué)實(shí)錄粵教版選修3-3

本節(jié)課主要圍繞內(nèi)能、功和熱量這三個(gè)基本概念展開(kāi)，旨在讓學(xué)生理解內(nèi)能、功和熱量之間的相互關(guān)系，以及它們?cè)跓崃W(xué)過(guò)程中的作用。具體內(nèi)容包括：內(nèi)能的概念、內(nèi)能的計(jì)算方法；功的定義和計(jì)算；熱量的傳遞方式及其影響因素。通過(guò)實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生掌握這些概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升科學(xué)思維能力，通過(guò)分析內(nèi)能、功和熱量之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。

2.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

3.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，引導(dǎo)學(xué)生正確理解能量轉(zhuǎn)換和守恒原理，樹(shù)立科學(xué)的能源觀。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

①內(nèi)能的概念及其與溫度、狀態(tài)的關(guān)系；

②功的概念及其計(jì)算方法，特別是非平衡狀態(tài)下的功的計(jì)算；

③熱量的傳遞方式，包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，以及影響熱量傳遞的因素。

2.教學(xué)難點(diǎn)

①內(nèi)能微觀解釋?zhuān)捶肿觿?dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系；

②功和熱量在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的區(qū)分，特別是在實(shí)際物理現(xiàn)象中的應(yīng)用；

③熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，如何通過(guò)內(nèi)能的變化來(lái)分析功和熱量的關(guān)系。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解內(nèi)能、功和熱量的基本概念，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。

2.討論法：組織學(xué)生討論能量轉(zhuǎn)換和守恒的實(shí)際案例，提高分析問(wèn)題的能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示熱量傳遞和功的測(cè)量，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作和觀察分析能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示內(nèi)能、功和熱量相關(guān)的圖像和動(dòng)畫(huà)，直觀展示物理現(xiàn)象。

2.互動(dòng)軟件：使用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程。

3.教學(xué)視頻：播放相關(guān)教學(xué)視頻，幫助學(xué)生理解復(fù)雜概念和實(shí)驗(yàn)過(guò)程。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細(xì)內(nèi)容：利用生活中的實(shí)例引入，如冬天暖氣的作用、夏天電風(fēng)扇的工作原理等，引導(dǎo)學(xué)生思考能量轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。提問(wèn)學(xué)生：“你們能觀察到哪些能量轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象？這些現(xiàn)象背后有什么規(guī)律？”通過(guò)提問(wèn)激發(fā)學(xué)生的興趣，引出本節(jié)課的主題——內(nèi)能、功和熱量。

2.新課講授

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.內(nèi)能的概念及其與溫度、狀態(tài)的關(guān)系：首先講解內(nèi)能的定義，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，如加熱水使其沸騰，讓學(xué)生觀察水蒸氣的形成過(guò)程，理解內(nèi)能的增加與溫度升高的關(guān)系。

2.功的概念及其計(jì)算方法：通過(guò)實(shí)例講解功的定義，如推車(chē)、拉繩子等，引導(dǎo)學(xué)生理解功的物理意義。接著，介紹功的計(jì)算公式，并通過(guò)練習(xí)題讓學(xué)生鞏固計(jì)算方法。

3.熱量的傳遞方式及其影響因素：講解傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種熱量傳遞方式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫(huà)展示，讓學(xué)生直觀理解熱量傳遞的過(guò)程。

3.實(shí)踐活動(dòng)

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.實(shí)驗(yàn)操作：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如測(cè)量水的溫度變化，觀察熱量傳遞的現(xiàn)象，讓學(xué)生親自體驗(yàn)熱量傳遞的過(guò)程。

2.案例分析：給出實(shí)際案例，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，讓學(xué)生分析能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，提高學(xué)生的分析能力。

3.互動(dòng)游戲：設(shè)計(jì)一個(gè)與熱量傳遞相關(guān)的互動(dòng)游戲，讓學(xué)生在游戲中鞏固所學(xué)知識(shí)。

4.學(xué)生小組討論

-3方面內(nèi)容舉例回答：

1.內(nèi)能的增加是否只與溫度有關(guān)？舉例說(shuō)明。

2.功的計(jì)算公式在哪些情況下適用？舉例說(shuō)明。

3.熱量傳遞的三種方式在生活中的應(yīng)用有哪些？舉例說(shuō)明。

5.總結(jié)回顧

-內(nèi)容：對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)內(nèi)能、功和熱量之間的關(guān)系，以及它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中的作用。通過(guò)提問(wèn)和解答，幫助學(xué)生鞏固重難點(diǎn)。最后，布置課后作業(yè)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

用時(shí)：45分鐘

1.導(dǎo)入新課：5分鐘

2.新課講授：

-內(nèi)能的概念及其與溫度、狀態(tài)的關(guān)系：10分鐘

-功的概念及其計(jì)算方法：10分鐘

-熱量的傳遞方式及其影響因素：10分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)：

-實(shí)驗(yàn)操作：10分鐘

-案例分析：5分鐘

-互動(dòng)游戲：5分鐘

4.學(xué)生小組討論：10分鐘

5.總結(jié)回顧：5分鐘六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：介紹熱力學(xué)第一定律在不同物理系統(tǒng)中的應(yīng)用，如熱機(jī)、熱泵等，以及如何通過(guò)內(nèi)能的變化來(lái)分析能量轉(zhuǎn)換效率。

-不同狀態(tài)下的內(nèi)能變化：探討物態(tài)變化（如熔化、汽化、凝固、液化）過(guò)程中的內(nèi)能變化，以及這些變化與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

-熱力學(xué)中的理想氣體模型：介紹理想氣體狀態(tài)方程（PV=nRT）及其在計(jì)算氣體壓強(qiáng)、體積、溫度變化中的應(yīng)用。

-熱力學(xué)中的熱力學(xué)第二定律：簡(jiǎn)要介紹熱力學(xué)第二定律的基本概念，如熵增原理，以及其在能量轉(zhuǎn)換和效率分析中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以閱讀關(guān)于熱力學(xué)基礎(chǔ)理論的科普文章，如《熱力學(xué)的故事》、《熱力學(xué)原理》等，以加深對(duì)熱力學(xué)概念的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)驗(yàn)證熱力學(xué)定律，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量不同條件下水的沸騰溫度，或研究不同材料的熱傳導(dǎo)性能。

-提供一些在線資源，如教育平臺(tái)上的視頻教程，幫助學(xué)生可視化地理解熱力學(xué)概念，如《熱力學(xué)動(dòng)畫(huà)演示》系列視頻。

-建議學(xué)生參與小組項(xiàng)目，通過(guò)研究熱力學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如家庭節(jié)能措施、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率等，來(lái)提高解決問(wèn)題的能力。

-推薦閱讀一些關(guān)于能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護(hù)的書(shū)籍，如《能源危機(jī)與可持續(xù)發(fā)展》、《綠色能源技術(shù)》等，以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加科學(xué)競(jìng)賽或科技創(chuàng)新活動(dòng)，通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)施與熱力學(xué)相關(guān)的項(xiàng)目，如太陽(yáng)能熱水器、節(jié)能燈等，來(lái)提升實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。七、教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-課堂參與度：觀察學(xué)生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問(wèn)頻率和參與討論的積極性，以評(píng)估學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的興趣和參與度。

-觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的注意力集中程度，以及是否能按照實(shí)驗(yàn)步驟正確操作，以評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和注意力。

2.小組討論成果展示：

-小組討論的參與度：評(píng)估學(xué)生在小組討論中的發(fā)言質(zhì)量、合作精神和解決問(wèn)題的能力。

-小組報(bào)告的質(zhì)量：通過(guò)小組報(bào)告的內(nèi)容組織、邏輯性和準(zhǔn)確性來(lái)評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力。

-小組討論的成果：評(píng)估小組是否能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，以及是否能提出創(chuàng)新性的觀點(diǎn)。

3.隨堂測(cè)試：

-知識(shí)點(diǎn)的掌握情況：通過(guò)隨堂測(cè)試，評(píng)估學(xué)生對(duì)內(nèi)能、功和熱量等基礎(chǔ)概念的理解程度。

-能力應(yīng)用：測(cè)試學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，如計(jì)算熱量傳遞、分析能量轉(zhuǎn)換效率等。

-試卷分析：對(duì)隨堂測(cè)試的試卷進(jìn)行批改和分析，找出學(xué)生的普遍問(wèn)題和個(gè)體差異，為后續(xù)教學(xué)提供依據(jù)。

4.學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：

-學(xué)生自評(píng)：鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)行自我反思，評(píng)估自己在課堂上的表現(xiàn)和知識(shí)的掌握情況。

-互評(píng)：組織學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，以促進(jìn)學(xué)生之間的交流和學(xué)習(xí)，同時(shí)也能夠讓學(xué)生從他人的反饋中看到自己的不足。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)：教師應(yīng)給予正面鼓勵(lì)和具體指導(dǎo)，對(duì)于積極參與的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)，對(duì)于表現(xiàn)不足的學(xué)生提出改進(jìn)建議。

-針對(duì)小組討論成果：教師應(yīng)關(guān)注小組合作的效果，對(duì)于討論深入、成果顯著的小組給予肯定，對(duì)于討論不夠充分的小組提出改進(jìn)策略。

-針對(duì)隨堂測(cè)試結(jié)果：教師應(yīng)根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，對(duì)于普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)講解，對(duì)于個(gè)體差異進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。

-針對(duì)學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確對(duì)待評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生從評(píng)價(jià)中學(xué)習(xí)，同時(shí)教師也應(yīng)給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和反饋，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)自己。

教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋的目的是為了更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。教師應(yīng)確保評(píng)價(jià)的公正性、客觀性和及時(shí)性，以便及時(shí)給予學(xué)生反饋，幫助他們不斷進(jìn)步。八、板書(shū)設(shè)計(jì)1.知識(shí)點(diǎn)：

①內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間勢(shì)能的總和。

②功：物體在力的作用下發(fā)生位移時(shí)，力對(duì)物體所做的功。

③熱量：能量傳遞的一種形式，通過(guò)熱傳遞使物體溫度發(fā)生變化。

2.關(guān)鍵詞：

①系統(tǒng)內(nèi)能

②溫度

③狀態(tài)量

④功的公式：W=F*s

⑤熱量傳遞

⑥傳導(dǎo)

⑦對(duì)流

⑧輻射

3.句子：

①內(nèi)能是狀態(tài)量，與物體的溫度和狀態(tài)有關(guān)。

②功是過(guò)程量，與力和位移有關(guān)。

③熱量傳遞需要溫度差，可以通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種方式進(jìn)行。

④熱力學(xué)第一定律：ΔU=Q-W，表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化等于吸收的熱量減去對(duì)外做的功。

⑤熱力學(xué)第二定律：熵增原理，表示孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少。典型例題講解例題1：

一物體質(zhì)量為2kg，從靜止開(kāi)始沿水平面滑行，受到的摩擦力為10N。如果物體在5秒內(nèi)滑行了10m，求物體受到的摩擦力所做的功。

解答：

根據(jù)功的計(jì)算公式W=F*s，其中F為力，s為位移。

代入數(shù)據(jù)得：W=10N*10m=100J

答：物體受到的摩擦力所做的功為100焦耳。

例題2：

一物體質(zhì)量為0.5kg，從高度h=10m處自由落下，不計(jì)空氣阻力。求物體落地時(shí)動(dòng)能和勢(shì)能的變化量。

解答：

動(dòng)能的變化量等于勢(shì)能的減少量，因?yàn)闄C(jī)械能守恒。

勢(shì)能變化量：ΔU=m*g*h

代入數(shù)據(jù)得：ΔU=0.5kg*9.8m/s2*10m=49J

答：物體落地時(shí)動(dòng)能增加49焦耳，勢(shì)能減少49焦耳。

例題3：

一物體在水平面上受到一個(gè)恒定的摩擦力F=5N，物體的質(zhì)量為m=2kg，初速度v0=3m/s，求物體停止所需的時(shí)間。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律F=m*a，可以求出加速度a。

a=F/m=5N/2kg=2.5m/s2

物體停止所需的時(shí)間t可以用以下公式計(jì)算：

v=v0+a*t，其中v為最終速度，v=0。

0=3m/s+(-2.5m/s2)*t

t=3m/s/2.5m/s2=1.2s

答：物體停止所需的時(shí)間為1.2秒。

例題4：

一個(gè)物體在熱力學(xué)過(guò)程中吸收了熱量Q=200J，同時(shí)對(duì)外做了功W=100J。求物體的內(nèi)能變化量ΔU。

解答：

根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q-W。

代入數(shù)據(jù)得：ΔU=200J-100J=100J

答：物體的內(nèi)能增加了100焦耳。

例題5：

一物體在溫度T=300K時(shí)具有內(nèi)能U1=500J，當(dāng)溫度升高到T=400K時(shí)，內(nèi)能變?yōu)閁2=700J。求物體的比熱容c。

解答：

內(nèi)能的變化量ΔU