3.1 功、热和内能的改变 大单元分课时教学设计 -高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

上课时间上课时间3.1功、热和内能的改变大单元分课时教学设计-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册2025年12月任课老师任课老师魏老师教学内容教学内容本节课为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”大单元分课时教学设计。本节课将围绕以下内容展开：功的概念及其计算方法；热量的传递方式及其影响因素；内能的概念及其改变方式。通过本节课的学习，学生将掌握功、热和内能的改变原理，并能应用于实际问题中。核心素养目标分析核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维和科学态度与责任。学生将通过实验探究功、热和内能的关系，提升观察、实验操作和数据分析能力。同时，通过理解能量转化的原理，培养学生运用物理知识解释自然现象和应用物理规律解决实际问题的能力，增强科学素养和社会责任感。教学难点与重点教学难点与重点1.教学重点

-明确功的概念及其计算方法：重点在于理解功是能量转化的量度，掌握功的计算公式W=Fs，并能应用于不同情境中计算功的大小。

-理解热量传递的机制：重点在于掌握热量传递的三种方式——传导、对流和辐射，以及影响热量传递效率的因素，如物体的导热性、温度差和表面积。

-内能的概念及其改变方式：重点在于理解内能是物体内部所有分子动能和势能的总和，以及内能可以通过做功和热传递两种方式改变。

2.教学难点

-功的计算在实际问题中的应用：难点在于将功的概念应用于复杂机械系统或非均匀力作用下的物体，需要学生具备较强的抽象思维和数学运算能力。

-热量传递效率的定量分析：难点在于理解并计算不同条件下热量传递的效率，如考虑流体流动和热传导过程中的能量损失。

-内能变化与热力学第一定律的结合：难点在于理解内能变化与热力学第一定律的关系，即ΔU=Q-W，并能应用于解释和计算封闭系统的能量变化。教学方法与手段教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解功、热和内能的基本概念，帮助学生建立清晰的知识框架。

2.讨论法：组织学生讨论不同情境下的能量转化问题，培养分析和解决问题的能力。

3.实验法：通过设计实验，让学生亲自操作，观察和记录数据，加深对能量转化过程的理解。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示能量转化的动画和图表，直观展示抽象概念。

2.实验设备：使用物理实验器材，如功的计算器、温度计等，让学生通过实验验证理论知识。

3.在线资源：推荐相关在线视频和模拟软件，拓展学生的学习资源，提高学习兴趣。教学过程教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：教师可以通过展示生活中的能源使用实例，如电风扇、热水袋等，提问学生这些设备是如何工作的，激发学生对能量转化的兴趣。

-回顾旧知：教师简要回顾上节课所学的能量概念，如动能、势能等，帮助学生建立新旧知识之间的联系。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：教师详细讲解功、热和内能的基本概念，包括功的定义、计算方法，热量的传递方式，以及内能的改变方式。

-举例说明：通过具体例子，如推车、烧水等，帮助学生理解功的计算和热量的传递过程。

-互动探究：教师组织学生讨论以下问题：

-功的计算在实际生活中的应用有哪些？

-如何判断热量是通过哪种方式传递的？

-内能的改变有哪些途径？

-实验演示：教师进行实验演示，如使用功的计算器测量物体移动距离和施加的力，让学生直观感受功的计算。

3.课堂练习（约15分钟）

-学生活动：教师布置课堂练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。

-教师指导：教师巡视课堂，对学生的练习情况进行指导和纠正。

4.实验探究（约20分钟）

-学生分组：将学生分成小组，每组进行不同的实验探究。

-实验内容：各小组分别进行以下实验：

-实验一：探究不同材料的导热性能。

-实验二：通过实验验证热量传递的三种方式。

-实验三：探究做功对内能的影响。

-实验报告：各小组完成实验后，进行实验报告的撰写，包括实验目的、原理、步骤、结果和分析。

5.课堂总结（约5分钟）

-教师总结：教师对本节课的主要知识点进行总结，强调功、热和内能之间的关系。

-学生反思：学生分享自己的学习心得，讨论实验过程中的收获和遇到的问题。

6.课后作业（约10分钟）

-教师布置课后作业，包括：

-完成课后练习题。

-针对实验报告进行修改和完善。

-预习下一节课的内容。

7.教学反思（约5分钟）

-教师在课后对本次教学过程进行反思，总结教学效果，思考如何改进教学方法，提高教学质量。学生学习效果学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握

-学生能够正确理解并区分功、热和内能的概念，知道它们之间的关系。

-学生掌握了功的计算方法，能够根据实际情况计算功的大小。

-学生了解了热量传递的三种方式，并能解释不同情况下热量传递的原理。

-学生掌握了内能改变的方式，包括做功和热传递，并能应用于实际问题中。

2.能力提升

-学生通过实验操作，提升了观察、实验设计和数据分析的能力。

-学生在讨论和互动中，提升了语言表达和沟通能力。

-学生在解决实际问题时，提升了运用物理知识分析和解决问题的能力。

3.思维发展

-学生通过本节课的学习，培养了抽象思维和逻辑思维能力，能够将实际问题转化为物理模型进行分析。

-学生学会了从多个角度思考问题，提高了批判性思维能力。

-学生在探究过程中，学会了归纳总结，提升了归纳推理能力。

4.学习兴趣

-学生对物理学科的兴趣得到提升，愿意主动探究物理现象背后的原理。

-学生通过实验和实践活动，感受到物理学的实用性和趣味性，增强了学习的动力。

-学生在解决实际问题的过程中，体验到学习的成就感，激发了持续学习的兴趣。

5.价值观培养

-学生通过学习能量转化和利用，认识到节约能源、保护环境的重要性，树立了节能减排的意识。

-学生在合作学习和探究过程中，学会了尊重他人、团结协作，培养了良好的团队精神。

-学生在遇到困难时，学会了坚持和克服，培养了坚韧不拔的意志品质。内容逻辑关系内容逻辑关系①功、热和内能的概念

-功的定义：W=Fs，其中W表示功，F表示力，s表示力的作用距离。

-热量的传递：通过传导、对流和辐射三种方式。

-内能的定义：物体内部所有分子动能和势能的总和。

②功的计算

-力和距离的确定：根据实际情况确定作用力和移动距离。

-功的计算公式：W=Fs。

-功的计算实例：不同类型机械系统的功计算。

③热量传递

-传导：热量通过物体内部微观粒子间的碰撞传递。

-对流：热量通过流体（液体或气体）的流动传递。

-辐射：热量通过电磁波传递，无需介质。

④内能的改变

-做功改变内能：通过力对物体做功，使物体的内能增加或减少。

-热传递改变内能：通过热量的传递，使物体的内能增加或减少。

-内能改变实例：加热水壶、压缩气体等。

⑤热力学第一定律

-内能变化与热量、功的关系：ΔU=Q-W。

-应用热力学第一定律解决实际问题：计算系统内能的变化量。

⑥能量转化与守恒

-能量转化的普遍性：能量在不同形式之间可以相互转化。

-能量守恒定律：能量在一个封闭系统中总量保持不变。

-能量转化实例：机械能转化为电能、化学能转化为热能等。课后作业课后作业1.习题一：一个物体在水平面上被一个恒力F推动，移动了s距离，如果F=10N，s=5m，求物体所受的功。

答案：W=Fs=10N×5m=50J

2.习题二：一个物体在0℃的水中加热，温度升高了20℃，如果物体的质量为m=0.2kg，比热容c=4.18J/(g℃)，求物体吸收的热量。

答案：Q=mcΔT=0.2kg×4.18J/(g℃)×20℃=16.72J

3.习题三：一个物体在空气中从50℃冷却到室温20℃，如果物体的比热容c=0.8J/(g℃)，质量m=100g，求物体放出的热量。

答案：Q=mcΔT=100g×0.8J/(g℃)×(50℃-20℃)=1600J

4.习题四：一个物体在真空中从100℃加热到200℃，如果物体的比热容c=0.5J/(g℃)，质量m=200g，求物体吸收的热量。

答案：Q=mcΔT=200g×0.5J/(g℃)×(200℃-100℃)=2000J

5.习题五：一个物体在水平面上被一个恒力F=20N推动，移动了s=10m，如果物体的质量m=5kg，求物体所受的加速度a。

答案：根据牛顿第二定律F=ma，a=F/m=20N/5kg=4m/s²教学反思教学反思教学反思

今天这节课，我觉得挺有收获的。首先，我发现学生们对于功、热和内能的概念理解得比较快，他们在讨论和实验中都能积极参与，这让我很高兴。不过，我也发现了一些问题。

比如说，在讲解功的计算时，我发现有些学生对于力的方向和移动距离的方向关系理解不够清晰。在实验环节，我让他们测量了推车的力，但有些学生没有注意到力的方向和车移动的方向需要保持一致。这让我意识到，在今后的教学中，我需要更加注重基础概念的讲解，确保学生能够准确理解。

另外，对于热量传递的部分，我发现学生们对于传导、对流和辐射三种方式的区别还是有些混淆。在实验中，我让他们观察了不同材料的导热性能，但有些学生还是不能很好地区分这三种方式。因此，我打算在接下来的课程中，通过更多的实例和动画演示，来帮助学生更好地理解这些概念。

在实验探究环节，我注意到学生们在操作过程中出现了一些错误，比如没有正确记录数据，或者没有按照实验步骤进行操作。这让我意识到，实验教学中，我需要更加细致地指导学生，确保他们能够掌握实验的基本技能。

最后，我觉得课堂氛围还可以更加活跃一些。虽然学生们在讨论和实验中都很积极，但有时候讨论的深度和广度还不够。我打算在今后的教学中，更多地鼓励学生提出问题，引导他们进行深入思考。教学评价教学评价1.课堂评价：

-提问环节：通过提问学生关于功、热和内能的基本概念，检验学生对知识的掌握程度。

-观察学生参与度：观察学生在讨论和实验中的表现，评估他们的参与热情和动手能力。

-测试反馈：定期进行小测验，了解学生对知识点的理解和