第1章 第1節(jié) 課時2 物體的內(nèi)能2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（魯科版2019）

第1章第1節(jié)課時2物體的內(nèi)能2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（魯科版2019）科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第1章第1節(jié)課時2物體的內(nèi)能2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（魯科版2019）教材分析“第1章第1節(jié)課時2物體的內(nèi)能2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（魯科版2019）”章節(jié)主要介紹物體的內(nèi)能概念、內(nèi)能與溫度的關(guān)系，以及內(nèi)能的傳遞方式。本節(jié)課內(nèi)容緊密聯(lián)系實際，旨在讓學(xué)生理解內(nèi)能的概念及其在日常生活中的應(yīng)用，為后續(xù)學(xué)習(xí)熱力學(xué)知識打下基礎(chǔ)。教材通過生動的實例和實驗，引導(dǎo)學(xué)生深入探討內(nèi)能的物理本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實驗操作能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。通過學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能，學(xué)生能夠形成對能量守恒和轉(zhuǎn)化規(guī)律的正確認識，發(fā)展物理觀念。在科學(xué)思維方面，學(xué)生將學(xué)會運用比較、歸納等方法分析內(nèi)能與溫度的關(guān)系，以及內(nèi)能的傳遞方式。在實驗探究方面，學(xué)生通過觀察和實驗，能夠提出假設(shè)，設(shè)計實驗方案，驗證內(nèi)能的傳遞和轉(zhuǎn)換。同時，培養(yǎng)嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和責(zé)任意識，認識到物理學(xué)在促進社會進步和人類發(fā)展中的重要作用。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-物體內(nèi)能的概念：讓學(xué)生理解內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和分子間相互作用的勢能的總和。

-內(nèi)能與溫度的關(guān)系：強調(diào)溫度是物體平均動能的度量，與內(nèi)能直接相關(guān)，但兩者并非線性關(guān)系。

-內(nèi)能的傳遞方式：詳細講解熱傳導(dǎo)、對流和輻射三種內(nèi)能傳遞方式，以及它們在實際生活中的應(yīng)用。

舉例：通過實驗演示，如將熱量傳遞給冷水的實驗，讓學(xué)生直觀感受內(nèi)能的傳遞過程。

2.教學(xué)難點

-內(nèi)能微觀機制的理解：學(xué)生可能難以理解內(nèi)能的微觀本質(zhì)，即分子熱運動和分子間作用力的綜合體現(xiàn)。

-內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化：學(xué)生可能混淆內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化過程，難以把握能量守恒定律的應(yīng)用。

-溫度與內(nèi)能關(guān)系的深入理解：學(xué)生可能認為溫度升高，內(nèi)能必然增加，而忽略內(nèi)能還包括分子勢能的部分。

舉例：通過分子模型動畫演示，幫助學(xué)生形象地理解分子熱運動和分子間作用力對內(nèi)能的影響。在講解內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化時，可以引用能量守恒的實例，如摩擦生熱，讓學(xué)生理解機械能如何轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在講解溫度與內(nèi)能關(guān)系時，可以通過具體物質(zhì)的比熱容不同來舉例，說明不同物質(zhì)在吸收相同熱量時溫度升高的程度不同，進而影響內(nèi)能的變化。教學(xué)資源-軟硬件資源：計算機、投影儀、電子白板、物理實驗室設(shè)備

-課程平臺：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)平臺

-信息化資源：物理教學(xué)動畫、教學(xué)PPT、網(wǎng)絡(luò)物理教學(xué)資源

-教學(xué)手段：小組討論、實驗演示、問題驅(qū)動法、思維導(dǎo)圖教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：教師通過展示不同溫度下的物體（如冰塊、溫水、熱油），引導(dǎo)學(xué)生觀察和感受物體的溫度差異。

-提出問題：詢問學(xué)生，物體的溫度與什么有關(guān)？溫度變化時，物體的內(nèi)部會發(fā)生什么變化？

-預(yù)期效果：激發(fā)學(xué)生對物體內(nèi)部能量變化的好奇心，引出內(nèi)能的概念。

2.講授新課（用時20分鐘）

-物體內(nèi)能的概念：講解內(nèi)能的定義，通過分子模型動畫展示分子熱運動和分子間作用力。

-內(nèi)能與溫度的關(guān)系：通過實驗數(shù)據(jù)，講解溫度升高時內(nèi)能的變化，并強調(diào)溫度是分子平均動能的度量。

-內(nèi)能的傳遞方式：通過實際例子（如散熱器、水壺?zé)┖蛯嶒炑菔荆v解熱傳導(dǎo)、對流和輻射。

-預(yù)期效果：學(xué)生理解內(nèi)能的基本概念，掌握內(nèi)能與溫度的關(guān)系，以及內(nèi)能傳遞的三種方式。

3.鞏固練習(xí)（用時10分鐘）

-練習(xí)題：發(fā)放內(nèi)能相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生獨立完成，題目涵蓋概念理解和計算。

-小組討論：學(xué)生分小組討論練習(xí)題的答案，互相解釋概念，教師巡回指導(dǎo)，解答疑惑。

-預(yù)期效果：通過練習(xí)和討論，鞏固學(xué)生對內(nèi)能概念的理解和應(yīng)用。

4.課堂提問與師生互動（用時5分鐘）

-提問環(huán)節(jié)：教師提出問題，如“內(nèi)能與機械能的區(qū)別是什么？”“如何判斷一個物體的內(nèi)能大??？”

-師生互動：學(xué)生回答問題，教師給予反饋，對學(xué)生的理解進行評價和指導(dǎo)。

-預(yù)期效果：通過提問和回答，檢驗學(xué)生對新知識的掌握程度，促進師生之間的交流。

5.創(chuàng)新環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-設(shè)計一個小游戲或競賽，如“內(nèi)能知識問答”，讓學(xué)生在游戲中加深對內(nèi)能的理解。

-預(yù)期效果：通過游戲化的學(xué)習(xí)，增加課堂趣味性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

6.總結(jié)與反思（用時5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)內(nèi)能的概念、內(nèi)能與溫度的關(guān)系和內(nèi)能的傳遞方式。

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)收獲和存在的疑問，教師針對學(xué)生的反饋進行解答和指導(dǎo)。

-預(yù)期效果：通過總結(jié)和反思，幫助學(xué)生鞏固知識，培養(yǎng)自我評價和思考的習(xí)慣。

整個教學(xué)過程設(shè)計注重學(xué)生的參與和互動，通過不同教學(xué)手段和方法，確保學(xué)生對內(nèi)能的理解和掌握，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實驗探究能力。知識點梳理1.物體內(nèi)能的概念

-物體內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和分子間相互作用的勢能的總和。

-物體的內(nèi)能與其質(zhì)量、溫度和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2.內(nèi)能與溫度的關(guān)系

-溫度是物體分子平均動能的度量，溫度升高，分子的平均動能增加，物體的內(nèi)能增加。

-內(nèi)能與溫度的關(guān)系是非線性的，不同物質(zhì)的比熱容不同，吸收相同熱量時溫度升高的程度不同。

3.內(nèi)能的傳遞方式

-熱傳導(dǎo)：熱量通過分子間的碰撞傳遞，從高溫物體傳遞到低溫物體。

-對流：液體或氣體中，由于溫度差異引起流體運動，從而傳遞熱量。

-輻射：物體以電磁波的形式向外傳遞能量，如太陽輻射。

4.內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化

-根據(jù)能量守恒定律，內(nèi)能與機械能可以相互轉(zhuǎn)化。

-例如，摩擦力做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的溫度升高。

5.熱力學(xué)第一定律

-熱力學(xué)第一定律表明，一個系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對系統(tǒng)做的功和系統(tǒng)吸收的熱量的和。

6.熱力學(xué)第二定律

-熱力學(xué)第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。

-這一定律揭示了熱能轉(zhuǎn)化的方向性。

7.物體內(nèi)能的測量

-物體內(nèi)能的測量通常通過溫度的測量來實現(xiàn)，使用溫度計可以測量物體的溫度，從而間接了解其內(nèi)能。

8.內(nèi)能的應(yīng)用

-內(nèi)能在日常生活和工業(yè)中有廣泛應(yīng)用，如取暖、冷卻、熱機工作原理等。

9.內(nèi)能的保存與轉(zhuǎn)化

-內(nèi)能可以通過絕熱材料來保存，如保溫瓶的保溫效果。

-內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如電能、機械能，是現(xiàn)代能源技術(shù)的基礎(chǔ)。

10.內(nèi)能與社會發(fā)展

-內(nèi)能的研究和應(yīng)用對社會的科技進步和能源發(fā)展有著重要影響。

-例如，內(nèi)燃機的發(fā)明促進了交通工具的發(fā)展，太陽能電池的利用推動了可再生能源的應(yīng)用。

本節(jié)課的知識點梳理涵蓋了物體內(nèi)能的基本概念、內(nèi)能與溫度的關(guān)系、內(nèi)能的傳遞方式、內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化、熱力學(xué)定律、內(nèi)能的測量與應(yīng)用，以及內(nèi)能對社會發(fā)展的影響。這些知識點構(gòu)成了學(xué)生對物體內(nèi)能全面理解的基礎(chǔ)，并為他們未來的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。課堂1.課堂評價

-提問：在講授新課過程中，通過提問的方式檢查學(xué)生對內(nèi)能概念、內(nèi)能與溫度關(guān)系以及內(nèi)能傳遞方式的理解。問題應(yīng)涵蓋課堂講解的關(guān)鍵點，如“內(nèi)能由哪些部分組成？”“溫度升高時內(nèi)能如何變化？”

-觀察：在實驗演示和小組討論環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的參與程度和合作情況，以及是否能夠正確使用實驗設(shè)備和理解實驗結(jié)果。

-測試：在課堂結(jié)束前，進行一次簡短的小測試，以判斷學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度。測試可以包括選擇題、填空題或計算題。

-及時反饋：對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)給予即時反饋，對正確的理解和操作給予肯定，對錯誤的理解進行糾正和解釋。

2.作業(yè)評價

-批改：對學(xué)生的作業(yè)進行仔細批改，關(guān)注學(xué)生是否能夠正確應(yīng)用內(nèi)能的概念、是否理解內(nèi)能與溫度的關(guān)系以及內(nèi)能傳遞的方式。

-點評：在作業(yè)批改后，針對學(xué)生的普遍錯誤或優(yōu)秀作業(yè)進行點評，指出作業(yè)中的亮點和需要改進的地方。

-反饋：及時將作業(yè)評價結(jié)果反饋給學(xué)生，鼓勵學(xué)生根據(jù)反饋調(diào)整學(xué)習(xí)策略，對作業(yè)中的錯誤進行訂正和深入理解。

-鼓勵：對學(xué)生的進步和努力給予積極的鼓勵，增強學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)動力。

3.學(xué)習(xí)態(tài)度評價

-觀察學(xué)生在課堂上的態(tài)度，如是否專注聽講、積極參與討論、按時完成作業(yè)等。

-通過與學(xué)生交流，了解他們對物理學(xué)科的興趣和動機，以及在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)。

4.綜合評價

-結(jié)合課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績和學(xué)習(xí)態(tài)度，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行綜合評價。

-定期與學(xué)生和家長溝通，分享學(xué)生的學(xué)習(xí)進展和評價結(jié)果，共同促進學(xué)生的發(fā)展。典型例題講解例題1：一個質(zhì)量為2kg的物體，溫度從20℃升高到100℃，求物體的內(nèi)能增加了多少？（比熱容為0.5cal/g℃）

解答：首先將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為克，即2kg=2000g。然后使用公式Q=mcΔT，其中Q是內(nèi)能的增加量，m是質(zhì)量，c是比熱容，ΔT是溫度變化。代入數(shù)值得到Q=2000g*0.5cal/g℃*(100℃-20℃)=80000cal。因此，物體的內(nèi)能增加了80000cal。

例題2：一個金屬棒一端與熱源接觸，另一端保持絕熱，求金屬棒內(nèi)部的溫度分布情況。

解答：金屬棒內(nèi)部的溫度分布呈梯度變化，從熱端到冷端溫度逐漸降低。這是因為熱量通過熱傳導(dǎo)從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域，直到整個金屬棒的溫差達到平衡。

例題3：一個容器內(nèi)裝有水和油，水和油的溫度均為20℃，如果向水中加入熱量，水和油的溫度變化情況如何？

解答：由于水的比熱容大于油，所以相同的熱量會使水的溫度升高較少，而油的溫度升高較多。因此，加熱后水的溫度變化小于油的溫度變化。

例題4：一個物體在真空中輻射能量，求物體輻