3.1 功、热和内能的改变 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

3.1功、热和内能的改变教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容人教版（2019）选择性必修第三册3.1功、热和内能的改变

1.功与能量的转换关系

2.内能的概念及表示

3.热量的概念及单位

4.热量的计算

5.热量的单位换算

6.热量的单位与功的单位的关系

7.热量的单位与能量的单位的关系

8.内能的改变与做功的关系

9.热量的做功与内能的改变的关系

10.做功的功量与内能的改变的关系二、核心素养目标1.培养学生的科学思维能力，通过探究功与能量的转换关系，使学生掌握科学探究的方法。

2.培养学生对物理概念的理解和应用能力，通过讲解内能的概念及表示，使学生能够正确理解和运用物理概念。

3.培养学生对物理量的单位和换算的理解和应用能力，通过讲解热量的概念及单位、热量的单位换算、热量的单位与功的单位的关系，使学生能够正确理解和运用物理量及其单位。

4.培养学生对物理规律的理解和应用能力，通过讲解内能的改变与做功的关系、热量的做功与内能的改变的关系、做功的功量与内能的改变的关系，使学生能够正确理解和运用物理规律。三、重点难点及解决办法重点：

1.功与能量的转换关系

2.内能的概念及表示

3.热量的概念及单位

4.热量的单位换算

5.热量的单位与功的单位的关系

6.内能的改变与做功的关系

7.热量的做功与内能的改变的关系

8.做功的功量与内能的改变的关系

难点：

1.功与能量的转换关系的理解

2.内能的概念及表示的理解

3.热量的单位换算的掌握

4.热量的单位与功的单位的关系的理解

5.内能的改变与做功的关系的理解

6.热量的做功与内能的改变的关系的理解

7.做功的功量与内能的改变的关系的理解

解决办法：

1.通过实验和实例来帮助学生理解和掌握功与能量的转换关系。

2.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握内能的概念及表示。

3.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握热量的概念及单位。

4.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握热量的单位换算。

5.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握热量的单位与功的单位的关系。

6.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握内能的改变与做功的关系。

7.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握热量的做功与内能的改变的关系。

8.通过讲解和练习来帮助学生理解和掌握做功的功量与内能的改变的关系。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握功与能量的转换关系、内能的概念及表示、热量的概念及单位等基本概念和规律。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，激发学生的思考和参与热情，提高学生的理解和应用能力。

3.实验法：通过实验演示和学生的实际操作，使学生直观地理解和掌握物理规律，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。

教学手段：

1.多媒体教学：利用多媒体课件展示物理规律的动画演示和实例，帮助学生更好地理解和掌握物理概念和规律。

2.教学软件：利用教学软件进行模拟实验和问题解答，提高学生的参与度和学习兴趣，增强学生的理解和应用能力。

3.实物教学：利用实物进行演示，使学生直观地理解和掌握物理概念和规律，提高学生的观察能力和思维能力。

4.小组合作学习：组织学生进行小组合作学习，激发学生的思考和参与热情，提高学生的团队合作能力和解决问题的能力。

5.作业与练习：布置相关的作业和练习，帮助学生巩固所学知识，提高学生的应用能力和解决问题的能力。五、教学流程导入新课（10分钟）

1.教师通过提问的方式，引导学生回顾功的概念和能量的类型，引出功与能量的转换关系。

2.教师展示一些日常生活中的实例，如跑步、推车等，让学生感受功与能量的转换关系。

3.教师提出问题：“为什么在跑步时我们会感到疲劳？”，引导学生思考内能的概念和表示。

新课讲授（15分钟）

1.教师讲解功与能量的转换关系，通过实例和公式进行演示，帮助学生理解和掌握。

2.教师讲解内能的概念及表示，通过讲解和练习，使学生能够正确理解和运用。

3.教师讲解热量的概念及单位，通过讲解和练习，使学生能够正确理解和运用。

实践活动（10分钟）

1.学生进行小组合作，通过实验探究功与能量的转换关系，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。

2.学生进行小组讨论，通过讨论内能的概念及表示，提高学生的理解和应用能力。

3.学生进行小组合作，通过实验探究热量的概念及单位，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。

学生小组讨论（10分钟）

1.学生小组讨论功与能量的转换关系，通过实例进行分析和讨论，提高学生的理解和应用能力。

2.学生小组讨论内能的概念及表示，通过讨论和练习，使学生能够正确理解和运用。

3.学生小组讨论热量的概念及单位，通过讨论和练习，使学生能够正确理解和运用。

1.教师引导学生回顾本节课所学的功与能量的转换关系、内能的概念及表示、热量的概念及单位等知识点。

2.教师提出一些问题，让学生回答，检验学生的学习效果。

3.教师对学生的表现进行评价，鼓励学生的积极性和主动性。六、知识点梳理1.功与能量的转换关系：功是力对物体作用的空间累积效应，能量是物体做功的本领。功与能量之间存在转换关系，即：功=能量的改变。

2.内能的概念及表示：内能是指物体内部所有分子或原子的动能和势能的总和。内能的单位是焦耳，用符号J表示。

3.热量的概念及单位：热量是指物体吸收或放出的能量。热量的单位是焦耳，用符号J表示。

4.热量的单位换算：热量单位焦耳与牛顿米（N·m）的关系是：1焦耳=1牛顿米。

5.热量的单位与功的单位的关系：热量单位焦耳与功单位焦耳的关系是：1焦耳=1焦耳。

6.内能的改变与做功的关系：内能的改变等于外力对物体做的功。

7.热量的做功与内能的改变的关系：热量的做功等于内能的改变。

8.做功的功量与内能的改变的关系：做功的功量等于内能的改变。

9.功率的概念及计算：功率是指单位时间内做功的快慢，计算公式为：功率=功/时间。

10.动能的概念及计算：动能是指物体因运动而具有的能，计算公式为：动能=1/2mv^2，其中m为物体的质量，v为物体的速度。

11.势能的概念及计算：势能是指物体因位置或形态而具有的能，计算公式为：势能=mgh，其中m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。

12.机械能的概念及守恒：机械能是指物体动能和势能的总和，机械能守恒是指在没有外力作用的情况下，一个物体的机械能保持不变。

13.内能的改变与温度变化的关系：内能的改变与温度变化存在关系，即：内能的改变=物体吸收的热量。

14.热量的单位与温度变化的关系：热量单位焦耳与温度变化的关系是：1焦耳=1摄氏度。

15.内能的改变与温度变化的关系的计算：内能的改变=物体吸收的热量=（物体质量）*（温度变化）*（比热容）。

16.比热容的概念及计算：比热容是指单位质量的物体温度升高或降低1摄氏度所吸收的热量，计算公式为：比热容=（吸收的热量）/（物体质量）/（温度变化）。

17.热传递的概念及方式：热传递是指热量在物体之间的传递，方式有传导、对流和辐射。

18.热传递的条件：热传递需要两个物体之间存在温度差，并且存在物体之间的接触或介质。

19.热力学第一定律：热力学第一定律是指在一个封闭系统中，能量守恒，即：能量不能凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。

20.热力学第二定律：热力学第二定律是指在一个封闭系统中，热量总是从高温物体流向低温物体，即：热量不能自发地从低温物体流向高温物体。七、课堂1.提问：教师通过提问的方式，了解学生对功与能量的转换关系、内能的概念及表示、热量的概念及单位等知识点的掌握情况。例如：“请解释一下功与能量的转换关系？”、“内能的概念是什么？”、“热量的单位是什么？”等。

2.观察：教师在课堂上观察学生的反应和参与情况，了解学生对知识点的理解和应用能力。例如，学生是否能够正确回答问题、是否积极参与讨论等。

3.测试：教师可以设计一些小测试，如选择题、填空题等，了解学生对知识点的掌握程度。例如：“请写出功与能量的转换关系公式。”、“请解释一下内能的概念。”、“请写出热量的单位。”等。

作业评价（15分钟）

1.作业批改：教师认真批改学生的作业，了解学生对知识点的理解和应用能力。例如，学生是否能够正确回答问题、是否能够正确运用公式等。

2.点评反馈：教师对学生的作业进行点评和反馈，及时纠正学生的错误，并鼓励学生继续努力。例如：“你的作业做得很好，但在这个问题上还有改进的空间，请再思考一下。”、“你的作业做得不错，继续保持。”等。

3.鼓励学生：教师鼓励学生在作业中表现出色的学生，激发学生的学习兴趣和主动性。例如：“你在这次作业中表现出色，展现了你对功与能量的转换关系的深刻理解。”、“你的作业做得很好，体现了你对内能的概念及表示的掌握。”等。八、典型例题讲解1.例题1：一个物体做匀速直线运动，已知其速度为v，质量为m，求物体在时间t内的功。

解答：物体的功等于力对物体作用的时间乘以力的大小。在这个问题中，物体受到的力是恒定的，所以功等于力乘以时间，即W=F*t。因为物体的速度是恒定的，所以力F=m*a，其中a是加速度。将F=m*a代入W=F*t，得到W=m*a*t。

2.例题2：一个物体在水平面上做匀速直线运动，已知其速度为v，质量为m，求物体在时间t内的动能。

解答：物体的动能等于质量乘以速度的平方除以2，即E=1/2*m*v^2。将速度v代入公式，得到E=1/2*m*(v*t)^2。

3.例题3：一个物体在竖直方向上做自由落体运动，已知其质量为m，求物体在时间t内的势能。

解答：物体的势能等于质量乘以重力加速度乘以高度的乘积，即E=m*g*h。因为物体是从静止开始下落的，所以势能的初始值为0，最终势能E=m*g*h。

4.例题4：一个物体在水平面上做匀速直线运动，已知其速度为v，质量为m，求物体在时间t内的功率。

解答：物体的功率等于力对物体作用的时间乘以力的大小，即P=F*t。因为物体的速度是恒定的，所以力F=m*a，其中a是加速度。将F=m*a代入P=F*t，得到P=m*a*t。

5.例题5：一个物体在水平面上做匀速直线运动，已知其速度为v，质量为m，求物体在时间t内的机械能。

解答：物体的机械能等于动能加上势能，即E=E_k+E_p。物体的动能E_k等于质量乘以速度的平方除以2，即E_k=1/2*m*v^2。物体的势能E_p等于质量乘以重力加速度乘以高度的乘积，即E_p=m*g*h。将E_k和E_p代入E=E_k+E_p，得到E=1/2*m*v^2+m*g*h。板书设计1.功与能量的转换关系

2.内能的概念及表示

3.热量的概念及单位

4.热量的单位换算

5.热量的单位与功的单位的关系

6.内能的改变与做功的关系

7.热量的做功与内能的改变的关系

8.做功的功量与内能的改变的关系

9.功率的概念及计算

10.动能的概念及计算

11.势能的概念及计算

12.机械能的概念及守恒

13.内能的改变与温度变化的关系

14.热量的单位与温度变化的关系

15.内能的改变与温度变化的关系的计算

16.比热容的概念及计算

17.热传递的概念及方式

18.热传递的条件

19.热力学第一定律

20.热力学第二定律

21.总结：功、热和内能的改变之间的关系及应用教学反思与改进在本节课的教学中，我通过讲授法、讨论法和实验法等多种教学方法，结合多媒体教学、教学软件和实物教学等教学手段，力求让学生能够更好地理解和掌握功、热和内能的改变之间的关系。但是，在教学过程中，我也发现了一些需要改进的地方。

首先，在讲授功与能量的转换关系时，我发现部分学生对公式的理解和应用还存在困难。为了改善这一点，我计划在未来的教学中，增加更多的实例和练习，帮助学生更好地理解和掌握这个知识点。

其次，在讲解内能的概