《热力学第一定律》教学设计 一．教材分析 本节是粤教版选择性必修三第三章的第 1 节，第三章《热力学定律》共三节。第一 节阐述了热力学第一定律；第二节研究了能量守恒及其应用；第三节是研究热力学第二 定律。这就使学生对热力学定律和能量守恒定律有了一定的认识。第一节主要研究物体 的内能，以及改变内能的方式，使学生了解内能改变的两个方式（做功和热传递）。然后 通过归纳推理得到热力学第一定律的数学表达式，并应用热力学第一定律解决实际问题。 二．学情分析 学生在初中已经接触过内能与改变内能两个方式的相关基础知识，为本节的教学奠 定了一定的基础。高中教材中增加了内能的微观解释和热力学第一定律这两部分内容。 学生在具备了一定的分析能力，探究能力和逻辑思维能力后，可以更好的探究本节的内 容。 三．教学目标： 1. 认识内能和改变内能的两种方式。 2. 能以物体为研究对象，用归纳推理的方法推导出热力学第一定律。 3. 能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题。 四、教学的重点和难点 重点：1. 物体内能的定义，改变内能的两种方式。 2. 用归纳推理的方法推导出热力学第一定律。 3. 明确热力学第一定律三个物理量正负符号的物理含义。 难点：1. 理解如何通过做功改变物体的内能。 2. 热力学第一定律三个物理量正负符号的物理含义。 3. 运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题。 五、教学过程 教学 内容 教师活动 学生活动 设计意图 1.知识回顾： 1. 从学 生已学的 知识出 物体由大量分子组成；分子间存在相互作用的引力和斥力；分 新课 引入 环节 创设 情境， 提出 问题 分子之间 存在相互 作用的分 子总在不停地做无规则运动，运动的剧烈程度与物质的温度有 发，提出 问题，激 关。 2. 子力，应该 发学生的 也存在某 种势能。 联想与推 理。 2. 引导 学生回忆 已学的知 物体内部的分子由于作热运动，所以具有分子动能。 识。 3. 在我们之前的学习当中，点电荷相互之间有电场力的作用而具 有电势能 ，弹弓发生弹性形变，有弹力的作用而具有弹性势能， 工人在高空作业有重力的作用而具有重力势能 。那么，在物体 内部的分子也具有势能吗？ 1.分子势能 1.答：当分 学生经历 子间距大 科学探究 于 r 时，分 过程，培 物体 的内 能 0 子力表现 为引力；当 理研究的 分子间距 规范意 养学生物 小于 r 时， 识。 0 分子力表 现为斥力。 当分子间 分子之间存在作用力，那么分子也具有势能 所以，分子间具有由他们相对位置决定的势能，称为分子 势能。 距改变，分 子力做功， 会引起能 2.分子势能与分子间距的关系。 若取无穷远处分子势能为 0。 量的变化。 当分子间距从无限远到平衡位置 r 时，分子表现为什么力？ 0 作什么功？ 2.答：分子 力表现为 引力，分子 力作正功， 分子势能 减少。 当分子间距为平衡位置 r 时，分子表现为什么力？作什么 0 功？ 当分子间距小于 r 时，分子表现为什么力？作什么功？ 0 综上可得两分子间势能与分子间距的关系图像。 当分子间 距为平衡 位置 r 时， 0 分子间作 用力为零， 分子势能 最小。 3.F-r 图与 EP-r 图的对比。 当分子间 距小于 r0 时，分子间 作用力表 现为斥力， 分子力作 负功，分子 势能增大 4.总结：所以，物体中所有分子的动能和分子势能的总和，叫 做物体的内能。 5.答：由温 度和体积 5.物体的内能在宏观上又什么物理量决定呢？ 决定。温度 上升，分子 动能变大； 体积改变， 物体的分 子势能也 会变化。 改变 1．我们可以通过什么方式改变物体内能呢？生活中，如把金属 1.生：这些 1.培养学 生科学思 内能 的两 勺子放在热汤中，勺子温度升高，内能增大；食物放入冰箱， 例子，都是 维、科学 的态度与 温度下降，内能减少；在 ... ...
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