第三章 专题3 热力学第一定律和气体实验定律综合2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（教科版2019）.docx

第三章专题3热力学第一定律和气体实验定律综合2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（教科版2019）

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

第三章专题3热力学第一定律和气体实验定律综合2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（教科版2019）

课程基本信息

1.课程名称：高中物理选择性必修第三册——热力学第一定律和气体实验定律综合

2.教学年级和班级：2023-2024学年新高二（12）班

3.授课时间：2023年10月15日

4.教学时数：1课时

核心素养目标

1.理解并应用热力学第一定律，培养科学探究能力和物理思维能力。

2.通过分析气体实验定律，提升对物理现象的观察、概括和推理能力。

3.增强将物理知识应用于实际问题的意识，提高解决复杂问题的能力。

4.培养严谨的科学态度和合作学习能力，发展自主学习与终身学习的习惯。

教学难点与重点

1.教学重点

-热力学第一定律的理解和应用：重点在于让学生掌握能量守恒的概念，理解系统内能的变化与热量和功的关系。例如，通过具体例题分析系统在不同条件下内能的变化，强调热力学第一定律在解决实际物理问题中的核心作用。

-气体实验定律的推导与应用：重点在于让学生掌握玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律，并能够将这些定律应用于解决具体的气体问题。例如，通过实验数据和图表，让学生观察气体在不同条件下的行为，推导出相应的定律。

2.教学难点

-热力学第一定律的数学表达：学生可能难以理解内能、热量和功之间的数学关系。难点在于如何将热力学第一定律的物理意义转化为数学表达式，例如，通过具体的能量转化过程（如等温过程、绝热过程）来解释内能变化量、功和热量的计算方法。

-气体实验定律的综合应用：学生在面对涉及多个气体定律的复杂问题时，可能难以确定适用哪个定律以及如何结合使用。难点在于如何将不同的气体定律综合起来解决实际问题，例如，通过分析等温膨胀和等压膨胀过程中气体压强、体积和温度的变化，让学生学会在不同条件下选择和应用合适的定律。

教学资源准备

1.教材：人教版高中物理选择性必修第三册（教科版2019）。

2.辅助材料：收集与热力学第一定律和气体实验定律相关的动画演示视频，准备气体实验定律的图表和数据。

3.实验器材：气体实验装置、温度计、压力计、量筒等，确保实验器材经过检查，安全可靠。

4.教室布置：设置实验操作区，保证学生能够清晰观察实验过程，同时划分讨论小组区域，便于学生分组讨论。

教学流程

1.导入新课（5分钟）

-通过一个简单的日常生活中的能量转换实例（如自行车刹车时能量的转化）来引导学生思考能量的守恒问题，从而引入热力学第一定律的概念。

2.新课讲授（15分钟）

-讲解热力学第一定律的定义，强调内能、热量和功之间的关系，通过板书和实际例题（如等温过程中的热力学问题）来具体演示如何应用该定律。

-分析并推导玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律，通过实际气体实验数据来验证这些定律的正确性。

-结合具体案例（如气体在等温过程中的膨胀和压缩），讲解如何使用热力学第一定律和气体实验定律来解决实际问题。

3.实践活动（10分钟）

-安排学生进行气体实验，观察在不同条件下气体压强、体积和温度的变化，通过实验数据来验证气体定律。

-让学生尝试解决一个与气体定律相关的计算问题，如给定一定量的气体在某一条件下的压强和体积，计算在改变条件后的压强或体积。

-利用多媒体资源（如动画演示），展示气体在等温、等压和绝热过程中的行为，帮助学生直观理解气体定律。

4.学生小组讨论（10分钟）

-让学生分组讨论以下三个方面的问题：

-如何从实验数据中识别并应用热力学第一定律和气体实验定律？

-在解决实际问题时，如何判断使用哪个定律以及如何结合使用？

-如何将热力学第一定律和气体定律应用于日常生活或工程实践中？

5.总结回顾（5分钟）

-通过提问和回答的方式，回顾本节课的核心内容，如热力学第一定律的定义和公式，以及气体实验定律的应用。

-强调学生在理解和使用热力学第一定律及气体定律时可能遇到的难点，如如何确定系统的内能变化，以及如何在不同条件下选择和应用气体定律。

-总结本节课的学习要点，并布置相关的课后作业，巩固学生对热力学第一定律和气体定律的理解和应用。

学生学习效果

学生学习效果体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够准确表述热力学第一定律的内容，理解系统内能的变化与热量和功的关系。

-学生能够掌握并应用玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律，解决相关的气体问题。

-学生能够通过实验数据分析和计算，验