物理选择性必修 第三册第三章 热力学定律2 热力学第一定律教案

这是一份物理选择性必修 第三册第三章 热力学定律2 热力学第一定律教案，共4页。教案主要包含了部直径等内容，欢迎下载使用。

S课 题
3.2热力学第一定律
课 型
新授课 eq \\ac(□,√) 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
高二年级（ ）班
授课时间
教学内容分析
从课程标准来看热力学第一定律在高考中是I级要求，了解其内容及含义并且能进行简单运用即可。热力学第一定律为同学们建立了“做功与传热在改变系统内能方面是等价的”这一图像，是高中教学的重点但非难点。
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ΔU=Q+W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，有助学生理解物理图像。。
学习者
分析
1.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ΔU=Q+W，以及在单纯的热传递过程中ΔU=Q+W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有较成熟的理解。
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。
学习目标
1．理解物体跟外界做功和热传递的过程及W、Q、ΔU的物理意义。
2．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q，会用ΔU＝W＋Q分析和计算有关问题。
3．掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
活动一：导入新课
引导学生回顾已学知识。
改变系统内能的两种方
回顾改变系统内能的两种方式，从而自然过渡到热力学第一定律。
通过回顾旧知引入新课，衔接自然，学生容易把握。
活动二：热力学第一定律教学
热力学第一定律：
1.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的和。
2.表达式：
（1）做功：实质上是其它形式的能和内能之间转化；
（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移；
（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的。
（4）几种特殊情况 （气体）
①等温过程：内能不变，ΔU＝0
②等容过程：体积不变，W＝0
③绝热过程：Q＝0
做功与否，通常需看气体的体积是否变化。
①若气体体积增大，表明气体对外界做功；
②若气体体积变小，表明外界对气体做功.
课堂练习：
问题一：热力学第一定律中各个物理量的符号如何界定？
问题二：做功和热传递的区别？
展示课堂练习：
思考公式为什么有正负两种情况，又该具体如何界定。

理解做功和热传递的区别，并掌握气体等温变化、等容变化、绝热过程的含义。
完成课堂练习
内能改变包含增加和减少两种，因此公式中同一物理量包含正负，从内能的增加和减少去理解物理量的正负才是从根本上掌握热力学第一定律
巩固学习内容
活动三：能量守恒定律教学
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为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变.
能量守恒定律的重要性
（1）是一个普遍适用的定律
（2）将各种现象联系在一起
（3）19世纪自然科学三大发现之一
（4）与热力学第一定律的关系
热力学第一定律是只研究内能与其它形式的能发生转化时的能量守恒关系
介绍：1.自然界中存在不同形式的能（举例）
不同形式的能之间可以发相互转化（举例）
根据举例生活中的各种有关现象及之前的认知，体会能量守恒定律。
阅读课本了解物理学史：能量守恒定律的发现。
1.加强学科知识与生活的联系，指导学生解决实际问题，获得物理学习的成就感。
2.通过能量守恒定律的认识过程，培养学生善于发现、勤于总结的思维习惯，知道一个物理问题都是有一个发现过程。
活动四：永动机部可能实现教学
1.第一类永动机：不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器
历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”,十五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了 一个相同原理的类似装置，1667年曾有 人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一 部直径 5 米的庞大机械，但是这些装置 经过试验均以失败告终。
引导学生阅读课本，了解永动机不可能实现。
讲解：第一类永动机不可能制成
违背了能量守恒定律
学生提前查找阅读相关资料，并做分享，教师再作补充。
增强学生物理学习的兴趣及增加其学习成就感。
活动四：练习与作业
完成资料热力学第一定律相关练习。
指导学生完成相关知识的练习。
按要求完成联系。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
主板书设计
教学反思