高中物理-热力学第一定律 能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计课题：热力学第一定律能量守恒定律科目：物教师：一、教学目物理观念

教学对象：高二 选用教材：人教版选修3-3第十章第3节1.能够从能量转化的角度理解热力学第一定律的形式和内涵。2.理解、掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析物理现象明确其优越性。3.了解第一类永动机不能制成的原因。会用 解决一些简单的问题了解建立热力学第一定律的科学思

历史过程、事实依据以及科学方法。通过教材中.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力让学生能够学以致用。通过独立分析和思考，理解W、、ΔU正负号的意义。能将其运科学探究 用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。从实际出发体会永动机的不可能性。学习科学家们探索自然规律的精神，增强学生开发新能源、合理利科学态度与责任 用能源、发展节能技术的责任感。同时在学习了第一类永动机不可行后，学生能够建立健康积极的科学观二、教学方法及策略教学方法：谈话法、讨论法、讲授法、观察法、阅读法教学策略：实验总结法、理论归纳法。三、教学重点及难点【教学重点1）用热力学第一定律分析内能改变的问题。（2）掌握 的符号法则并熟练应用。【教学难点1）表达式（2）第一类永动机的不可能性四、教学过程教学内容

中各物理量的符号及其物理意义。教师活动 学生活动 设计意图（一）引入：在上一节课中我们学习了改变物体内能的两种方式做功和热传递并讨论了一个绝热系统和一个单纯热传递系统中内能的该变量与功和热量之间的定量关系接下来我们来看两个实验在观察过程中家注意思考它们分别是采用什么方式改变系统内能的。教师播放热刀切乒乓球实验和学生透明气缸中加“造云”实验。由上述两个实验我们知道做功和热递都可以改变系统内能。【提问那如果系统在跟外界同时发生做和热传递内能的变化与热量及做功之间什么关系呢？这就是我们这节课要学习的内容。

播放视频做实验、写板书（题、提出问题

思考教师出的问题

激发学生趣，承上下（二）新课教学：1、热力学第一定律类比在某一位同学家中父母这个月的工资收入各0元，这个月的家庭生活支出2000费1000问这个家庭这个月结余多少钱？（）内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功之和。

思考问题（）表达式：（）表达式：写板书、用符号表示于培养学生其中U表示系统内能的增量Q表示系统吸收的热量W表示外界对系统做的功。提出问题、联系生活实际方向利用热力学第一定律解【提问请同学们思考一定量的气体膨胀，决问题的思是气体对外界做功还是外界对气体做功？维。那如何表示这个方向问题？答：正负符号。我们知道功有正负且正负号所代表的物理意义不同那么上式中ΔU和Q是否又有正负之分呢？如果有正负号代表的物理意义相同吗？（）对公式Δ、Q、W符号的规定：教师引导学生从热力学第一定律的内容符号规则的来分析上述三物理量的符号的规定具体如本质是不难下内容中的提到的是内能的增加量如果阅读教材[思的，但是学系统的内能是减少，则ΔU的符号为-，联系所做“制考与讨论]、生很容易被+Q符云”实验以及记笔记表象牵着鼻-“+做功W“-外界对系统做的功则教材[思考与讨论]例子给子走，死记硬背。所以“+总而言之与定律内容相反的“-”号，否则取“+”号。详见下表：学生讲解符号的规定以及物要帮助学生抓住其根理意义。本，利用直观的表格帮助学生理清

问题的设与解决有2、气体状态变化与物理量对应方法（绝热过程的,则

规律。Δ,外界对系统做的功等于系统内能的增加。（2）等容过程：无做功过程,即,则联系所做“制该部分属于=Δ,系统吸收的热量等于系统内能的增加。云”实验给同学们拓展气体拓展内容，有助于同学（3态,系统的内能不,即ΔU=0,则0或=-Q,表状态变化与物理量对应方记笔记将实际问题模型化，抽示吸收的热量全部用来做功或外界对气体法。象化，对解所做的功全部转换为热量放出。写板书题能力有所提高。3、应用热力学第一定律解题的一般步骤：首先选定研究对象是哪个热力学系统。根据符号法则判断已知量的正、负。根据方程 求出未知量。再根据未知量结果的正负来确定热递或做功方向的情况。

引导学生完成做练例题2和跟踪训练2

体会热力第一定律实际问题结合学习完热力学第一定律后归纳到能量恒定律从而提出与能量守恒定律相违背的第一类永动机。

回顾能量恒定律。4、能量守恒定律和第一类永动机.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失它只能从一种形式转化另一种形式或者从一个系统转移到别的统在转移过程中其总量保持不变回忆量守恒定律的内容再引入第一类永动机题。.第一类永动机：在17-8世纪，资本主义发展初期为了满足生产对于动力日益

同学们听事，思维稍放松。

培养同学健康的科观念。加的需求许多人致力于制造一种机器它不需要任何动力或燃料却能不断对外做功称其“第一类永动机”。如图是最早的永动机，设计于13世纪的国。

写板

计算课件例题

回归课标回归高考给出一般题步骤后题加以巩固。并检教学效果第一类永动机由于违反了能量守恒定律所以不可能实现。介绍了第一类永动机可以顺势引出第二永动机为下节课热力学第二定律的学习铺垫。讲述了趣味性较强的物理学史之后需要让同学们回归课标与高考总结解题步骤并利用例题检验。（三）课堂小结：本节课的主要内容是热力学第一定及其运用该内容在以往高考的3-3选考题中出现的概率非常高属于本书比较重要的内容。五、板书设计

布置作业

检测教学果。律、、W1.知识层面：1) 学生已掌握了内能的定义及其微观解释。2) 本章前两节已经学习了在绝热过程中ΔW中ΔQ的关系且建立了在改变系统内能上做功和热传递是等价的观念3) 学生在必修2已经学习了能量守恒定律，对于能量的转移和转化已经较成熟的理解。2.能力层面：符号的规定是本节学习的难点，而高二学生在学习加速度、力时就掌握了用符号来表示方向的技巧，为本节学习打下了坚实基础。高中的知识规律较初中而言普遍更为抽象和偏向解题技巧，而本节学习的精髓应是让学生能够从抽象的公式回归到生活中的物理现象，学以致用。所以需要教师带领学生动手实验，体验热学的乐趣。3.认知困难：第一类永动机的不可能性。师,,时,进,,渴主体意识教学方法是教师借以引导学生掌握知识，形成技巧的一种手段，于吸收本节内容选自人教版选修3-3第十《热力学定律的第3《热力学第一定律能量守恒定律》。从教材结构上来看本章从研究绝热过程中功和内能关系开始到讨论单纯的热传递过程中热与内能的关系，逐步剖析功、热量以及内能三者之间的关系，引出了热力学第一定律以及能量守恒定律的内（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10节已学习，因此并未在本课的设计范围内）。在学习了守恒律后，学生能够通过学习热力学第二定律来了解自然过程的不可逆性认识自然界的一切自发过程都是朝着熵增大的方向进行的这一规律。从教材内容来看教材的思路是从焦耳的实验出发得到“做功与传热在改变系统内能方面是等价的”的观念，从而总结出的规律，进而推广得到能量守恒定律并介绍永动机的不可能性而本节课的教学设计是在教材的基础上用一个新颖的实验作为引入承接原来学过的“单纯做功／热传递改变系统内能”引出做功与传热在改变系统内能方面的等价性”激发学生乐趣系统内能方面是等价的”的观念，从而总结出的规律，进而推广得例题是热J变式训练功了?/?为J了J跟踪训练.塞P板B塞P向B动P（）A．变BC．加D．态，其pT图象如图1033所示．下列判断正确的是( )．过程ab中气体一定吸热态，其pT图象如图1033所示．下列判断正确的是( )．过程ab中气体一定吸热．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程a中外界对气体所做的功等于气体所放的热．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小能变化了多少？当堂检测跟踪训练2.如图所示，用面积为s的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T1升高到T2空气柱的高度增加了△L已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为P0.能变化了多少？当堂检测1（ ）ABC2了×4J的功了1.2105，是（ ）A．W=×10JΔU105J，Q=10JB．W=×10JΔU×10J=10JC．W8×4，ΔU×10J14JD．W8×4，ΔU×15J，Q－14J3（ ）A量 量 C热 首先，在课堂形式上显得比较单一，和孩子们的互动不是很多，其次【内容要求】3.2.1知道热力学第一定律。通过有关史实，