3.2 熱力學(xué)第一定律

“教學(xué)評(píng)”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)設(shè)計(jì)課題3.2熱力學(xué)第一定律課型新授課eq\o\ac(□,√)復(fù)習(xí)課□試卷講評(píng)課□其他課□授課班級(jí)高二年級(jí)（）班授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析從課程標(biāo)準(zhǔn)來看熱力學(xué)第一定律在高考中是I級(jí)要求，了解其內(nèi)容及含義并且能進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)用即可。熱力學(xué)第一定律為同學(xué)們建立了“做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的”這一圖像，是高中教學(xué)的重點(diǎn)但非難點(diǎn)。從教材內(nèi)容來看，教材的思路是從焦耳的實(shí)驗(yàn)出發(fā)得到“做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的”的觀念，從而總結(jié)出ΔU=Q+W的規(guī)律，進(jìn)而推廣得到能量守恒定律，并介紹永動(dòng)機(jī)的不可能性。而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是在教材的基礎(chǔ)上，用一個(gè)新穎的實(shí)驗(yàn)作為引入，承接原來學(xué)過的“單純做功／熱傳遞改變系統(tǒng)內(nèi)能”引出“做功與傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面的等價(jià)性”，激發(fā)學(xué)生樂趣，有助學(xué)生理解物理圖像。。學(xué)習(xí)者分析1.知識(shí)層面：1)學(xué)生已掌握了內(nèi)能的定義及其微觀解釋。2)本章前兩節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了在絕熱過程中ΔU=Q+W，以及在單純的熱傳遞過程中ΔU=Q+W的關(guān)系。且建立了在改變系統(tǒng)內(nèi)能上做功和熱傳遞是等價(jià)的觀念。3)學(xué)生在必修2已經(jīng)學(xué)習(xí)了能量守恒定律，對(duì)于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化已經(jīng)有較成熟的理解。2.能力層面：符號(hào)的規(guī)定是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，而高二學(xué)生在學(xué)習(xí)加速度、力時(shí)就掌握了用符號(hào)來表示方向的技巧，為本節(jié)學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。高中的知識(shí)規(guī)律較初中而言普遍更為抽象和偏向解題技巧，而本節(jié)學(xué)習(xí)的精髓應(yīng)是讓學(xué)生能夠從抽象的公式回歸到生活中的物理現(xiàn)象，學(xué)以致用。所以需要教師帶領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)熱學(xué)的樂趣。3.認(rèn)知困難：第一類永動(dòng)機(jī)的不可能性。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解物體跟外界做功和熱傳遞的過程及W、Q、ΔU的物理意義。2．理解熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，會(huì)用ΔU＝W＋Q分析和計(jì)算有關(guān)問題。3．掌握能量守恒定律，會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析、解決有關(guān)問題。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件活動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)評(píng)價(jià)任務(wù)活動(dòng)一：導(dǎo)入新課引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)知識(shí)。改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方回顧改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式，從而自然過渡到熱力學(xué)第一定律。通過回顧舊知引入新課，銜接自然，學(xué)生容易把握?；顒?dòng)二：熱力學(xué)第一定律教學(xué)熱力學(xué)第一定律：1.內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。2.表達(dá)式：?（1）做功：實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化；（2）熱傳遞：實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的。（4）幾種特殊情況（氣體）①等溫過程：內(nèi)能不變，ΔU＝0②等容過程：體積不變，W＝0③絕熱過程：Q＝0做功與否，通常需看氣體的體積是否變化。①若氣體體積增大，表明氣體對(duì)外界做功；②若氣體體積變小，表明外界對(duì)氣體做功.課堂練習(xí)：?jiǎn)栴}一：熱力學(xué)第一定律中各個(gè)物理量的符號(hào)如何界定？問題二：做功和熱傳遞的區(qū)別？展示課堂練習(xí)：思考公式為什么有正負(fù)兩種情況，又該具體如何界定。理解做功和熱傳遞的區(qū)別，并掌握氣體等溫變化、等容變化、絕熱過程的含義。完成課堂練習(xí)內(nèi)能改變包含增加和減少兩種，因此公式中同一物理量包含正負(fù)，從內(nèi)能的增加和減少去理解物理量的正負(fù)才是從根本上掌握熱力學(xué)第一定律鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容活動(dòng)三：能量守恒定律教學(xué)能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變.能量守恒定律的重要性（1）是一個(gè)普遍適用的定律（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起（3）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一（4）與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)的能量守恒關(guān)系介紹：1.自然界中存在不同形式的能（舉例）不同形式的能之間可以發(fā)相互轉(zhuǎn)化（舉例）根據(jù)舉例生活中的各種有關(guān)現(xiàn)象及之前的認(rèn)知，體會(huì)能量守恒定律。閱讀課本了解物理學(xué)史：能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)。1.加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)與生活的聯(lián)系，指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題，獲得物理學(xué)習(xí)的成就感。2.通過能量守恒定律的認(rèn)識(shí)過程，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、勤于總結(jié)的思維習(xí)慣，知道一個(gè)物理問題都是有一個(gè)發(fā)現(xiàn)過程。活動(dòng)四：永動(dòng)機(jī)部可能實(shí)現(xiàn)教學(xué)1.第一類永動(dòng)機(jī)：不需要?jiǎng)恿蛉剂?，卻能源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器歷史上最著名的第一類永動(dòng)機(jī)是法國人亨內(nèi)考在十三世紀(jì)提出的“魔輪”,十五世紀(jì)，著名學(xué)者達(dá)芬奇也曾經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)相同原理的類似裝置，1667年曾有人將達(dá)芬奇的設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐，制造了一部直徑5米的龐大機(jī)械，但是這些裝置經(jīng)過試驗(yàn)均以失敗告終。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，了解永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。講解：第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成違背了能量守恒定律學(xué)生提前查找閱讀相關(guān)資料，并做分享，教