3.1 热力学第一定律 说课稿-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册.docx

3.1热力学第一定律说课稿-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

课题：

科目：

班级：

课时：计划3课时

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一、教学内容

本节课的教学内容为《粤教版（2019）选择性必修第三册》第三章第1节“3.1热力学第一定律”。本节课将详细介绍热力学第一定律的概念、表达式及其应用。具体内容包括：

1.热力学第一定律的定义和表述；

2.系统的内能变化与外界对系统所做的功和系统吸收的热量之间的关系；

3.热力学第一定律的应用，包括等压过程、等体过程、等温过程和绝热过程中的能量转换；

4.通过具体例题和练习，巩固热力学第一定律的理解和应用。

二、核心素养目标

1.让学生理解并能运用热力学第一定律分析实际问题，提升物理观念和科学思维；

2.培养学生运用数学工具解决物理问题的能力，提高科学计算和数据分析素养；

3.通过探究热力学第一定律在不同过程中的应用，激发学生的创新意识，培养实验探究和科学态度；

4.增强学生对能量守恒定律的认识，提高能源观念和环保意识。

三、教学难点与重点

1.教学重点

-热力学第一定律的概念和数学表达式：教师需要重点讲解热力学第一定律的定义，即系统内能的变化等于系统对外界所做的功与系统吸收的热量之和，数学表达式为ΔU=W+Q。通过实际例题，如计算气体在等压过程中的内能变化，让学生掌握如何运用该定律进行计算。

-热力学第一定律在不同热力学过程中的应用：教师需强调在等压过程、等体过程、等温过程和绝热过程中，热力学第一定律的具体表现形式和应用方法。例如，在等体过程中，由于体积不变，W=0，因此ΔU=Q，内能变化等于吸收的热量。

2.教学难点

-理解内能的概念：内能是系统内所有分子动能和势能的总和，这一概念对学生来说较为抽象。教师可以通过分子动理论的基础知识，结合具体例子，如气体分子的动能和势能如何影响内能，来帮助学生形象理解。

-掌握热力学过程中的功和热的计算：学生在计算过程中容易混淆功和热的正负号。教师应通过具体例题，如气体在压缩和膨胀过程中的功的计算，强调功和热量的符号规则，帮助学生正确应用热力学第一定律。

-热力学第一定律与实际应用的联系：学生可能难以将热力学第一定律与实际生活中的现象联系起来。教师可以通过讨论实际案例，如热机的工作原理，让学生理解热力学第一定律在现实中的应用和意义。

四、教学方法与手段

教学方法：

1.讲授法：通过详细讲解热力学第一定律的基本概念和公式，确保学生掌握核心知识。

2.讨论法：组织学生分组讨论热力学第一定律在不同过程中的应用，促进学生理解和分析问题的能力。

3.实验法：通过演示实验，如气体压缩和膨胀实验，让学生直观感受热力学第一定律的实际效果。

教学手段：

1.多媒体设备：使用PPT展示热力学第一定律的图文并茂内容，增强视觉效果，帮助学生记忆和理解。

2.教学软件：利用物理模拟软件，模拟不同热力学过程，让学生在虚拟环境中观察和体验热力学第一定律的应用。

3.网络资源：提供在线学习资源和练习题，方便学生课后复习和巩固所学知识。

五、教学过程

导入新课

同学们好，今天我们将开始学习新的内容——热力学第一定律。在正式开始之前，我想请大家回想一下，我们之前学过的能量守恒定律，它告诉我们什么？对，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转换为另一种形式。那么，在热力学中，能量又是如何转换的呢？今天，我们就来探讨这个问题。

一、热力学第一定律的概念与表述

1.热力学第一定律的定义

首先，请大家打开课本，翻到第三章第1节。在这里，我们看到了热力学第一定律的定义：系统内能的变化等于系统对外界所做的功与系统吸收的热量之和。用数学表达式表示就是ΔU=W+Q。这个公式非常重要，请大家记住。

2.内能的概念

现在，我想请大家思考一下，什么是内能？内能是系统内所有分子的动能和势能的总和。这个概念可能有点抽象，我们可以通过一个简单的例子来理解。比如，一个气体系统，它的内能就是所有气体分子的动能和势能之和。

3.热力学第一定律的应用

二、热力学第一定律在不同过程中的应用

1.等压过程

现在，我想请大家尝试解决一个问题。假设一个气体系统在等压过程中吸收了Q热量，体积从V1膨胀到V2，压强保持不变，求系统的内能变化。同学们可以尝试一下，也可以互相讨论。

（学生尝试解题，教师巡回指导）

很好，有同学已经得出了答案。根据热力学第一定律，系统的内能变化ΔU等于系统对外界所做的功W加上系统吸收的热量Q。在等压过程中，W=PΔV=P(V2-V1)，所以ΔU=PΔV+Q=P(V2-V1)+Q。

2.等体过程

3.等温过程

再来看等温过程。在等温过程中，系统的温度保持不变，根据理想气体状态方程PV/