高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册热力学第一定律教案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册热力学第一定律教案设计，共3页。教案主要包含了热力学第一定律，热力学第一定律的应用等内容，欢迎下载使用。
教学内容分析
通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变?通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。通过课本例题的讲解，培养学生运动热力学第一定律分析和解决问题的能力。
学情分析
学生在上一节课已经了解了功、热和内能的改变。但还没有得出热力学第一定律。教学设计要利用学生已有的生活经验，将生活经验作为知识生长发展的起点。提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变?通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。通过课本例题的讲解，培养学生运动热力学第一定律分析和解决问题的能力。
思政教育
热力学第一定律中的能量守恒和转化原理启示我们，个人的力量是有限的，但只要我们将每个人的力量汇聚起来，就能形成一股不可阻挡的强大合力。
教学目标
通过气缸的内能变化为研究系统，分析方法来推导热力学第一定律。
通过热力学第一定律解释和应用能量转化。
教学重难点
教学重点：热力学第一定律的推导与运用
教学难点：运用热力学第一定律公式时各物理量的正、负号的意义及确定
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
课堂评价
设计意图
新课导入
汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。这是为什么呢？PPT课件展示
学生观看课件并思考
引入新课内容，激发学生好奇心
新课教学
一、热力学第一定律
任务一：
一、热力学第一定律
1、内容：.
2、物理意义：
3、表达式：△U＝Q+ W
5、判断是否做功的方法
①若系统体积增大，
表明系统对外界做功，W ＜ 0；
②若系统体积减小，
表明外界对系统做功，Ｗ ＞ 0．

活动一：
理解热力学第一定律的内容及其公式。
评价一：
【例题】如图所示，某同学将空的薄金属桶开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，桶内空气无泄漏(不计气体分子间的相互作用)，则被淹没的金属桶在缓慢下降过程中，桶内空气(D)
A．从外界吸热
B．向外界放热
C．内能增大
D．内能减小
理解物理概念。体会物理观念的形成过程。
加深学生对新知识点的理解，强化记忆。
二、热力学第一定律的应用
任务二：
二、热力学第一定律的应用
1.观看视频，用热力学第一定律解释生活中的现象
2.观看视频，热的本质
观看视频，了解更多相关内容。
让同学们做相关例题。
评价二：
如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。
⑴求上述压缩过程中气体内能的变化量。
通过实视频内容现象让学生更直观的感受。培养科学思维和科学探究的核心素养。
课堂总结
1、热力学第一定律： ΔU = W + Q
2、应用 ΔU =0，则 W =- Q
W=0，则ΔU = Q
Q =0，则ΔU = W
3、方法总结：应用热力学第一定律解题的一般步骤
(1)首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
(2)分别列出物体或系统吸收或放出的热量；外界对物体或系统所做的功或物体或系统对外所做的功。
(3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W 列出方程进行求解。
(4)特别应注意的就是物理量的正负号及其物理意义。
板书设计
内容：一个热力学系统的内能变化量（增量）等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和
表达式：ΔU＝W + Q
ΔU ：物体内能的增加量
Q： 物体吸收的热量
W： 外界对物体做的功
四．判断是否做功的方法
一般情况下外界对系统做功与否，需要看物体的体积是否变化。
①若系统体积增大，
表明系统对外界做功，W ＜ 0；
②若系统体积减小，
表明外界对系统做功，Ｗ ＞ 0．
五．解题的一般步骤
根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负
根据方程ΔU＝W＋Q 求出未知量
再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中基础知识进行检测，二是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。