高中物理人教版(2019)选择性必修第三册1功、热和内能的改变教学设计

-1-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册1功、热和内能的改变教学设计教学设计课题Xx课型新授课√□章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□教学内容高中物理人教版(2019)选择性必修第三册1功、热和内能的改变教学设计

1.功的概念：理解功的定义，掌握功的计算公式，学会功的计算方法。

2.功的物理意义：理解功的物理意义，掌握功的物理量纲，学会功的物理量的单位换算。

3.热和内能的改变：理解热和内能的概念，掌握热和内能的改变方式，学会热和内能的计算方法。

4.热力学第一定律：理解热力学第一定律的内容，掌握热力学第一定律的数学表达式，学会运用热力学第一定律解决问题。核心素养目标1.培养学生的科学思维，通过分析功、热和内能的关系，提升学生运用物理规律解决实际问题的能力。

2.增强学生的科学探究能力，通过实验探究功和热能的转换，培养学生提出问题、设计实验、分析数据的能力。

3.提升学生的科学态度与责任，让学生认识到能量守恒定律在自然界和生活中的普遍性，培养尊重科学、追求真理的态度。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的力学知识，包括力的概念、牛顿运动定律等。此外，他们可能对能量守恒的基本概念有所了解，但具体到功、热和内能的改变这一章节，学生可能对功的计算、热量的传递以及内能的变化机制理解有限。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，尤其是与日常生活相关的物理现象。他们的学习能力较强，能够通过课堂讲解和实验操作来掌握新知识。学习风格上，一部分学生偏好通过实验直观理解物理概念，另一部分学生则更倾向于通过理论推导和公式计算来加深理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习本章节时可能遇到的困难包括对功的计算公式的理解、热传递过程中能量转化的复杂性和内能变化的微观机制。此外，学生可能难以将抽象的物理概念与具体的物理过程相结合，尤其是在处理涉及多步骤能量转换的问题时。此外，学生可能对热力学第一定律的理解存在困难，因为它涉及到能量守恒和能量转换的深层次概念。教学资源1.软硬件资源：实验室中的滑轮、砝码、弹簧秤、温度计、电热器等实验器材；计算机、投影仪、电子白板等教学设备。

2.课程平台：学校内部教学资源平台，用于上传教学课件、实验指导书等教学资料。

3.信息化资源：网络上的物理教学视频、动画演示、在线实验模拟等。

4.教学手段：实物演示、多媒体课件展示、小组讨论、课堂提问等。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示一段关于生活中能量转换的视频，如热水壶加热、电动车行驶等，引导学生思考能量的转化过程。

2.提出问题：引导学生回顾已学知识，思考能量守恒定律在生活中的体现，并提出问题：“如何计算物体受到的力所做的功？”

二、讲授新课（20分钟）

1.功的概念：

-讲解功的定义，引导学生理解功是力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

-通过实物演示，如滑轮实验，展示功的计算过程。

-用时：5分钟。

2.功的物理意义：

-讲解功的物理意义，强调功在物理学中的重要性。

-结合实例，如物体从静止到运动，分析功在物体运动过程中的作用。

-用时：5分钟。

3.热和内能的改变：

-讲解热和内能的概念，区分两者之间的区别。

-通过实验演示，如电热器加热水，展示热和内能的改变过程。

-用时：5分钟。

4.热力学第一定律：

-讲解热力学第一定律的内容，引导学生理解能量守恒定律在热力学中的体现。

-通过实例，如理想气体状态方程，分析热力学第一定律的应用。

-用时：5分钟。

三、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成课堂练习题，巩固所学知识。

2.教师巡视课堂，解答学生疑问，检查学习效果。

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提出与课堂内容相关的问题，如：“如何计算物体受到的摩擦力所做的功？”

2.学生回答问题，教师点评并总结。

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生进行小组讨论，如：“如何设计一个实验来验证热力学第一定律？”

2.学生分组讨论，分享讨论结果，教师点评并总结。

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.教师引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中，如：“如何利用热力学第一定律设计节能措施？”

2.学生分享自己的观点，教师点评并总结。

七、总结与作业布置（5分钟）

1.教师总结本节课所学内容，强调重点和难点。

2.布置课后作业，要求学生完成相关练习题，巩固所学知识。

教学过程总用时：45分钟。知识点梳理1.功的概念：

-功的定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

-功的公式：W=F*s*cosθ，其中W为功，F为力，s为物体在力的方向上通过的距离，θ为力与物体运动方向之间的夹角。

-功的单位：焦耳（J）。

2.功的物理意义：

-功是能量转化的量度。

-功可以使物体发生位移，改变物体的运动状态。

-功是能量守恒定律在力学中的体现。

3.功的分类：

-动力功：物体受到外力作用，在力的方向上发生位移时所做的功。

-阻力功：物体受到阻力作用，在力的方向上发生位移时所做的功。

4.功的计算：

-通过测量力和位移，计算功。

-实际应用中，功的计算可能涉及复杂的多力作用和路径问题。

5.热和内能的改变：

-热量的传递：热量的传递方式有传导、对流和辐射。

-内能的改变：物体的内能可以通过热传递和做功来改变。

6.热力学第一定律：

-热力学第一定律内容：能量守恒定律在热力学中的体现。

-数学表达式：ΔU=Q-W，其中ΔU为内能的变化，Q为吸收的热量，W为对外做的功。

7.热力学第一定律的应用：

-理想气体状态方程：PV=nRT，其中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为气体常数，T为温度。

-热机效率：热机效率是指热机输出功与输入热量的比值。

8.能量转换：

-功与能量的关系：功是能量转化的量度，功可以转化为能量，能量也可以转化为功。

-能量转换的方向：能量可以从一种形式转化为另一种形式，但能量总量保持不变。

9.能量守恒定律：

-能量守恒定律内容：能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。

-能量守恒定律的应用：在物理学、化学、生物学等领域都有广泛的应用。

10.热力学第二定律：

-热力学第二定律内容：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

-熵的概念：熵是衡量系统无序程度的物理量，熵增原理表明孤立系统的熵总是增加的。典型例题讲解例题1：

一物体以10N的力沿水平方向拉动，物体在力的方向上移动了5m，求物体受到的功是多少？

答案：W=F*s=10N*5m=50J

例题2：

一个物体在斜面上受到10N的力，斜面的倾斜角为30°，物体沿斜面移动了3m，求物体受到的功是多少？

答案：W=F*s*cosθ=10N*3m*cos30°=10N*3m*√3/2≈25.98J

例题3：

一个物体在水平面上受到10N的摩擦力，物体在摩擦力的方向上移动了5m，求摩擦力对物体做的功是多少？

答案：W=F*s*cosθ=10N*5m*cos180°=-50J（摩擦力做负功）

例题4：

一个物体在空气中受到10N的重力，物体在重力方向上上升了5m，求重力对物体做的功是多少？

答案：W=F*s*cosθ=10N*5m*cos180°=-50J（重力做负功）

例题5：

一个物体在0℃的水中受到10N的浮力，物体在浮力的方向上下沉了5m，求浮力对物体做的功是多少？

答案：W=F*s*cosθ=10N*5m*cos180°=-50J（浮力做负功）板书设计①功的概念与计算

-功的定义：W=F*s*cosθ

-功的单位：焦耳（J）

-功的计算：通过测量力和位移计算功

-功的物理意义：能量转化的量度，改变物体运动状态

②热和内能的改变

-热量的传递：传导、对流、辐射

-内能的改变：热传递、做功

-热传递的方式：热传导、热对流、热辐射

③热力学第一定律

-热力学第一定律内容：ΔU=Q-W

-内能的变化：ΔU

-吸收的热量：Q

-对外做的功：W

④能量转换与守恒

-功与能量的关系：功是能量转化的量度

-能量转换的方向：能量可以从一种形式转化为另一种形式

-能量守恒定律：能量不能被创造或销毁

⑤热力学第二定律

-热力学第二定律内容：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体

-熵的概念：熵是衡量系统无序程度的物理量

-熵增原理：孤立系统的熵总是增加的教学评价1.课堂评价：

-提问：通过课堂提问，检验学生对功、热和内能的改变以及热力学第一定律的理解程度。

-观察：观察学生在课堂上的参与度、实验操作的正确性和对问题的反应速度，以评估学生的实践能力和思维敏捷性。

-测试：在课堂结束时进行简短的小测验，检查学生对基本概念和计算方法的掌握情况。

2.作业评价：

-批改：对学生的作业进行细致的批改，确保每个学生都能得到个性化的反馈。

-点评：在作业批改中，不仅指出错误，还要解释错误的原因，并提供正确的解题思路。

-反馈：及时将作业批改结果反馈给学生，鼓励学生根据反馈进行自我纠正和深入学习。

-鼓励：对表现出色的学生给予肯定和鼓励，激发学生的学习兴趣和动力。

3.评价方法：

-定期进行课堂讨论和小组合作，评估学生的沟通能力和团队协作能力。

-通过实验报告和实验操作评价学生的实验技能和科学探究能力。

-设计开放性问题，鼓励学生进行创造性思考和批判性分析。

4.教学效果评估：

-通过学生的课堂表现、作业完成情况、实验报告和期末考试的成绩，综合评估教学效果。

-定期与家长沟通，了解学生在家的学习情况，共同关注学生的学习进步。

-反思和调整教学方法，确保教学内容的深度和广度符合学生的认知水平和学习需求。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学：加强实验环节，让学生通过亲手操作来直观感受功、热和内能的改变，提高学生的实践能力和科学探究精神。

2.互动式教学：采用小组讨论和合作学习的方式，鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队协作能力和批判性思维。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学深度不足：在讲解功和能量转换时，部分学生对概念理解不够深入，需要加强理论讲解和实例分析。

2.课堂参与度不高：部分学生在课堂上参与度不高，可能是因为对物理学科兴趣不足或学习方法不当，需要找到原因并采取措施提高他们的参与度。

3.评