2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律1功和內(nèi)能教案3新人教版選修3-3

PAGE1-功和內(nèi)能一、教學(xué)目標(biāo)：物理觀念：1．知道什么是絕熱過程。2．從熱力學(xué)的角度相識(shí)內(nèi)能的概念。3．理解做功與內(nèi)能變更的數(shù)量關(guān)系。4．理解內(nèi)能的變更與做功的方式、過程無關(guān)。5．知道內(nèi)能和功的單位是相同的?？茖W(xué)思維：1、通過視察、思索，知道物體的內(nèi)能是物體的一個(gè)狀態(tài)量。2、通過類比方法順當(dāng)建立內(nèi)能的概念。試驗(yàn)探究：1、能在探究功和內(nèi)能的問題中，發(fā)覺問題、分析緣由、建構(gòu)模型、解決問題。2、通過學(xué)習(xí)活動(dòng)，培育學(xué)生視察試驗(yàn)的實(shí)力。培育學(xué)生的分析概括實(shí)力?？茖W(xué)看法與責(zé)任:1、初步形成酷愛自然、勇于探究、擅長合作、主動(dòng)溝通的科學(xué)看法。2、通過主動(dòng)參加學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的愛好。二、教學(xué)重點(diǎn)：1、做功與內(nèi)能變更的關(guān)系。2、內(nèi)能的概念三、教學(xué)難點(diǎn)：1、內(nèi)能概念的建立四、教學(xué)用具干電池、錫箔紙、棉花、空氣壓縮引火儀、乙醇、溫度傳感器、礦泉水瓶、自制演示試驗(yàn)一套、多媒體教學(xué)設(shè)備等五、教學(xué)流程系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)對(duì)外做功演示：試驗(yàn)2得出結(jié)論小結(jié)本節(jié)課鞏固提高情境1引入課題演示試驗(yàn)1視頻播放得出結(jié)論焦耳兩大試驗(yàn)分析總結(jié)功能關(guān)系類比法：建內(nèi)能概念加深對(duì)內(nèi)能的理解六、設(shè)計(jì)思想本節(jié)課是人教版物理選修3-3第十章第一節(jié)，本節(jié)內(nèi)容在力學(xué)能量守恒定律之后和熱學(xué)中的熱力學(xué)定律之間起到承上啟下的作用，是學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)。學(xué)生在此前已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子動(dòng)理論、物態(tài)變更等內(nèi)容，為本節(jié)課做了學(xué)問儲(chǔ)備。本課的難點(diǎn)是建立內(nèi)能的概念和理解做功與內(nèi)能變更的關(guān)系，為了將這一抽象概念詳細(xì)化，設(shè)計(jì)思路是通過物理現(xiàn)象充分讓學(xué)生在詳細(xì)的演示試驗(yàn)和試驗(yàn)探究中視察、思索、分析，繼而通過老師的引導(dǎo)得出并理解相應(yīng)的物理規(guī)律。七、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入課題1、引入問題思索：寒冷的冬天，我們靠什么方式暖手2、演示試驗(yàn)：給出干電池、錫箔紙、棉花、空氣壓縮引火儀，引導(dǎo)學(xué)生思索使得棉花點(diǎn)燃的方式。引出本節(jié)課題：做功與內(nèi)能1、通過思索回答問題，回憶學(xué)問：做功和熱傳遞是升溫的兩種方式。為本節(jié)課后續(xù)分析做打算。2、學(xué)生設(shè)計(jì)演示方法，老師演示，學(xué)生視察現(xiàn)象，分析緣由1、創(chuàng)設(shè)情境，并引入本節(jié)探討的問題。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愛好。2、引導(dǎo)學(xué)生思索做功和熱傳遞可以使物體溫度上升。3、進(jìn)一步理解溫度是系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)量。教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生理解焦耳試驗(yàn)1思索1：如何只探討做功和狀態(tài)變更之間的關(guān)系？講解并描述：那么做功與系統(tǒng)狀態(tài)的變更量之間有什么關(guān)系呢？對(duì)于這個(gè)問題，早在1840年，英國物理學(xué)家焦耳已把這個(gè)問題探討清晰，現(xiàn)在我們一起去學(xué)習(xí)的聞名的兩個(gè)試驗(yàn)。⒈介紹試驗(yàn)原理：重物下落帶動(dòng)輪葉旋轉(zhuǎn)，通過對(duì)容器里的水?dāng)嚢钑r(shí)，產(chǎn)生摩察力對(duì)水做功，水溫上升。⒉理解試驗(yàn)：（1）在這個(gè)試驗(yàn)中，應(yīng)選擇那些物體做為探討的系統(tǒng)？(2)這個(gè)試驗(yàn)中的容器用絕熱性能良好的材料，為什么？3.提問：假如你是當(dāng)年的焦耳，那你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案探討做功與系統(tǒng)內(nèi)能變更量之間的關(guān)系？4焦耳通過多次試驗(yàn)，得出一條很重要的規(guī)律？1、變更系統(tǒng)狀態(tài)有兩種方式：做功和熱傳遞，為了解除熱傳遞的干擾，須要絕熱過程。試驗(yàn)、感受：領(lǐng)悟：1.理解前人設(shè)計(jì)試驗(yàn)的原理，感受科學(xué)家設(shè)計(jì)思想。2明白此試驗(yàn)的勝利的前提條件，絕熱過程。4學(xué)生思索：當(dāng)年焦耳是如何設(shè)計(jì)方案探討做功與狀態(tài)變更量之間的關(guān)系？5學(xué)生總結(jié)試驗(yàn)得出的規(guī)律：在絕熱過程只要重力做的功相同，系統(tǒng)的狀態(tài)變更量相同，即溫度上升相同。通過對(duì)焦耳試驗(yàn)的學(xué)習(xí)：⑴使學(xué)生感受科學(xué)與文學(xué)的聯(lián)系。通過學(xué)生試驗(yàn)，使學(xué)生產(chǎn)生感性相識(shí)。通過引導(dǎo)學(xué)生溝通試驗(yàn)感受，并使之保持學(xué)習(xí)愛好，培育其語言表達(dá)實(shí)力。通過引導(dǎo)學(xué)生溝通試驗(yàn)使其感性相識(shí)上升到理性相識(shí)。讓學(xué)生明白規(guī)律的得出是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的。教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課教學(xué)探究電功和系統(tǒng)狀態(tài)變更的關(guān)系1、引導(dǎo):在了解焦耳試驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，提問：我們已經(jīng)知道了做機(jī)械功和電功都可以讓系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變更，那么對(duì)系統(tǒng)做電功和系統(tǒng)的狀態(tài)變更間是否也滿意類似的關(guān)系呢？2、介紹器材：兩個(gè)功率不等的熱得快，兩個(gè)開水瓶，溫度傳感器等3、提問：如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)達(dá)到目的？4、進(jìn)行試驗(yàn)5、溝通視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象6、總結(jié)1、猜想應(yīng)當(dāng)也有類似關(guān)系2、可以設(shè)計(jì)比照試驗(yàn)，將功率不同的熱得快加熱相同的兩個(gè)系統(tǒng)，通過限制通電時(shí)間，使得熱得快做的電功相同，視察開水瓶里的水的溫度上升是否相同。3、觀看、回憶、強(qiáng)化記憶4、思索、回答：兩個(gè)試驗(yàn)表明，系統(tǒng)狀態(tài)的變更取決于做功的數(shù)量和做功方式無關(guān)通過設(shè)問創(chuàng)設(shè)情境Ⅳ，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，溝通，然后學(xué)生試驗(yàn)，溝通試驗(yàn)現(xiàn)象，培育學(xué)生試驗(yàn)操作實(shí)力，語言表達(dá)實(shí)力，培育學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)力，培育學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，一絲不茍的科學(xué)看法。

教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課教學(xué)引出內(nèi)能定義1、試驗(yàn)探究結(jié)論：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，外界對(duì)系統(tǒng)所做的功僅由過程的始末兩個(gè)狀態(tài)確定，不依靠于做功的詳細(xì)過程和方式。2、回顧哪些力做功僅由物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)位置確定與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)？3、外力對(duì)絕熱系統(tǒng)做功對(duì)應(yīng)什么？4、內(nèi)能：只依靠于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量5、兩個(gè)內(nèi)能定義的比較，兩個(gè)定義一樣嗎？1、重力做功——重力勢(shì)能電場力做功——電勢(shì)能外力對(duì)絕熱系統(tǒng)做功——某種能量2、前者為后者供應(yīng)了微觀說明培育學(xué)生的視察實(shí)力、推理聯(lián)想實(shí)力通過設(shè)問創(chuàng)設(shè)情境Ⅴ,在此過程中培育學(xué)生語言表達(dá)實(shí)力、視察試驗(yàn)的實(shí)力。用多媒體展示，使學(xué)生保持學(xué)習(xí)愛好，強(qiáng)化學(xué)生的感性相識(shí)，從而使學(xué)生更簡單上升到理性相識(shí)。推導(dǎo)功和內(nèi)能變更關(guān)系1理論分析，外界對(duì)絕熱系統(tǒng)做功和系統(tǒng)的內(nèi)能增量間的關(guān)系？2接著驗(yàn)證：將溫度傳感器的示數(shù)記錄下來，代入excel表格，比較電功和水的內(nèi)能增量ΔE=CmΔt，驗(yàn)證W=ΔU，得到結(jié)論。1、W=ΔU用試驗(yàn)事實(shí)來得出結(jié)論，教會(huì)學(xué)生科學(xué)的試驗(yàn)探究看法與方法

教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課教學(xué)探究系統(tǒng)對(duì)外做功1、理論分析：絕熱系統(tǒng)對(duì)外做功，自身內(nèi)能如何變更2、試驗(yàn)演示：礦泉水瓶、高濃度乙醇3、視察現(xiàn)象4、說明現(xiàn)象1、依據(jù)W=ΔU分析，絕熱系統(tǒng)對(duì)外做功，自身內(nèi)能應(yīng)當(dāng)會(huì)減小2、現(xiàn)象1:瓶蓋被彈出去現(xiàn)象2：瓶口冒出白霧