高中物理_热力学第一定律 能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
热力学第一定律 能量守恒定律教学设计
热力学第一定律能量守恒定律教学设计Teaching design of the first law of thermodyn amics and the law of conservation of energy热力学第一定律能量守恒定律教学设计前言：小泰温馨提醒，物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，是当今最精密的一门自然科学学科。
本教案根据物理课程标准的要求和针对教学对象是高中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划、并以启迪发展学生智力为根本目的。
便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。
教学目标（1）知道热力学第一定律，理解能量守恒定律（2）对热力学第一定律的数学表达式有简单认识（3）知道永动机是不可能的教学建议教材分析分析一：本节由改变物体内能的两种方式引出热力学第一定律及其数学表达式，在此基础上结合以往的知识总结出能量守恒定律，最后通过能量守恒定律阐述永动机是不可能的．分析二：根据热力学第一定律知，物体内能的改变量，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量．分析三：各种形式的能量在转化和转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒需要对于系统只有重力或弹力做功）．教法建议建议一：在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释．建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学知识进行一个简单的总结．要使学生认识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第一定律是其一个具体表达形式．另外，为激发学生学习兴趣，阐述能量守恒定律的重要意义，可以简单介绍一下19世纪自然科学的三大发现．教学设计示例教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律教学难点：永动机一、热力学第一定律改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量时，为负．例1：下列说法中正确的是：A、物体吸收热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少D、物体温度不变，其内能也一定不变答案：C评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功？解：根据热力学第一定律知1.5 ×105J -2.0 ×105J =-0.5 ×105J所以此过程中空气对外做了0.5 ×105J的功．二、能量守恒定律1、复习各种能量的相互转化和转移2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．3、能量守恒定律的历史意义．三、永动机永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．举例说明几种永动机模型题目：永动机组织：分组方案：收集有关永动机的材料，并运用所学知识说明永动机是不可能的评价：材料的丰富性-------- Designed By JinTai College ---------。
热力学第一定律及能量守恒定律(教案)2016
热力学第一定律及能量守恒定律（教案）1、教学目标1.1知识和技能（1）理解热力学第一定律。
（2）能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。
（3）理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
（4）通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。
（5）知道第一类永动机是不能实现的。
1.2过程和方法通过本次教学，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。
1.3情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。
（2）注重激发学生学习物理的情趣和社会责任感、使命感。
（3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。
2、教学重点和难点2.1重点热力学第一定律的理解和应用2.2难点能量守恒定律的理解3、教具铁丝一根、打火机一个、棉布一块4、教学过程【概念引入】利用探究实验引入概念，不仅使学生经历基本的探索过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度，还能激发学生的学习兴趣和求知欲。
教师引导学生完成探究实验实验探究：怎样使铁丝的温度升高（内能增加）？实验器材：一段铁丝，棉布，打火机方案一：做功：棉布摩擦铁丝，摩擦力做功.方案二：热传递：打火机点火加热铁丝.学生操作，教师点评，并举例：双手摩擦（做功）是温度升高（内能增加）。
做功和热传递都能改变物体的内能，这就是我们今天要学习的热力学第一定律的知识，请同学们自主阅读教材内容，完成学案中基础知识（一）【学生自主学习】基础知识(一) ：热力学第一定律1.功和热：做功和热传递这两种方法在改变内能方面是等价的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。
2.定律内容：一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.3.表达式：ΔU＝W＋Q.学生作答，填空完成基础知识（一）【思考与讨论】启发学生讨论：引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递，那么在这个变化过程中 U、Q、W几个量的正、负值应该怎么取呢？一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J,同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？解析：膨胀过程：气体对外界做功如果膨胀时做的功是135J, 气体内能减少135J向外放热85J，气体内能减少85J。
《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
引入
改变物体内能的方式有哪些？
学生思考回答
实验展示
新课教学
如果既做功也有热传递，在改变内能的时候U、Q、W 之间又满足什么样的关系呢？
1、理解热力学第一定律的表达式和内涵，并能用热力学第一定律ΔU＝W＋Q解决有关问题
2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律,会用能量转化和守恒的观点进行有关计算、分析解决有关问题。
3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因。
二能力目标：
1在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU =W+Q，
1实验。在新课的引入上通过小实验---如何让铁丝变热，激发学生的学习兴趣。
2利用ppt。在热力学第一定律的讲授过程中采用了提问，引导学生讨论总结得出在两种方式都存在的过程中内能如何变化---热力学第一定律，ΔU＝W＋Q。进一步深化，得出符号法则。
3ppt展示视频自然界中各种运动形式之间的转化，启发学生思考，自然界中存在哪些能量转化形式，在转化的过程中符合什么规律，通过学生讨论的出能量守恒定律，加深学生对能量守恒定律的理解。
教学设计
教学主题
热力学第一定律 能量守恒定律
一、教材分析
教科书通过焦耳实验的结果、热功当量的测定结果表明当外界既对系统作功又对系统传热时，内能的增加量应该满足ΔU＝W＋Q----热力学第一定律的表达式。教科书又通过实例对表达式中物理量的取值正负意义进行了讨论。之后进一步升华到普遍的能量守恒定律。最后对制造永动机的设想给予了科学上的最后否决。
高中物理_热力学第一定律教学设计学情分析教材分析课后反思
热力学第一定律教学设计【教学目标】1.知识与技能目标（1）理解热力学第一定律，明确W、Q、ΔU正负号的意义。
掌握热力学第一定律能用其分析解决实际问题（2）理解能量守恒定律，能依据能量守恒的观点用能量守恒定律解释相关现象。
（3）知道第一类永动机不可能成功的原因。
2.过程与方法目标（1）经历热力学第一定律的探究过程，理解做功和热传递对内能的影响。
（2）运用生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律是自然科学的基本定律之一。
（3）从实际出发，体会永动机的不可能性。
3.情感态度与价值观目标（1）通过热力学第一定律的学习，确立能量的输入、输出思想。
（2）认识能量守恒，认识自然界规律的多样性和统一性。
（3）培养树立能量守恒的观点，逐步构建能量转化和守恒的物理思维方法。
【教学过程】一、做功与热传递1.一个系统在绝热过程中：（1）如果外界对系统做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？结论：在无热交换情况下，外界对气体做功为W，物体内能变化为△U，△U＝W，由此可知：外界对气体做功，内能增加，气体对外界做功，内能减少。
2.一个系统在单纯传热过程中：（1）如果系统吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。
3.做功和热传递的区别（1）做功改变内能的实质：其它形式的能和内能之间的转化（2）热传递改变内能的实质：各系统间内能的转移（3）做功和热传递在改变内能的效果是等效的二、热力学第一定律1.内容：一个热力学系统内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和2.表达式：ΔU＝W + Q3.ΔU = W + Q中各量的正、负号及含义例题：在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水蒸气，其体积由1.043 cm3变为1676cm3,已知水的汽化热为2263.8 J/g.求：气体增加的内能ΔU.解：取1 g水为研究对象，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的水蒸气需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q吸.气体在等压下膨胀做功：W=p(V2-V1)=1.013×105×(1676-1.043)×10-6 J=169.7 J.气体吸热：Q=mL=1×2263.8J=2263.8J.根据热力学第一定律：ΔU=Q+W=2263.8 J+(-169.7)J=2094.1 J4.应用热力第一定律解题步骤：（1）首先确定研究对象是哪一个物体或哪一个热力学系统（2）分别列出物体或系统吸收或放出的热量；外界对物体（系统）所做的功或物体（系统）对外做功。
2024-2025学年高中物理第四章能量守恒与热力学定律2热力学第一定律教案教科版选修3-3
2. 设计具体的教学活动
（1）热力学第一定律的发现历程：通过介绍热力学第一定律的发现历程，激发学生的学习兴趣，培养学生对科学探究的热爱。
（2）实验探究：安排一个简单的实验，如热能转化为机械能的实验，让学生直观地感受热力学第一定律的应用。
（3）小组讨论：让学生分组讨论实际问题，如汽车发动机的工作原理，引导学生运用热力学第一定律解决问题。
八、反思改进措施
（一）教学特色创新
1. 引入实际案例：在教学中，引入与热力学第一定律相关的实际案例，如汽车发动机的工作原理、空调的热交换过程等，以提高学生的学习兴趣和实际应用能力。
2. 运用多媒体资源：利用多媒体资源，如视频、动画等，形象生动地展示热力学第一定律的原理和应用，帮助学生更好地理解和掌握知识。
3. 课堂管理需要加强：在课堂讨论和小组活动中，需要加强课堂管理，确保学生能够有序地进行学习和交流。
（三）改进措施
1. 提高课堂参与度：通过设置问题、鼓励提问、组织讨论等方式，激发学生的学习兴趣和参与热情，提高课堂参与度。
2. 加强公式和概念的讲解和练习：在教学中，加强对热力学第一定律公式和熟练掌握。
2. 实际问题解决：确定系统边界、分析能量转换和传递、计算内能变化。
③ 方法与策略：
重点知识点：教学方法、实践活动、小组讨论。
板书设计：
1. 教学方法：讲授、讨论、案例研究、项目导向学习。
2. 实践活动：实验操作、分组讨论、成果展示。
3. 小组讨论：讨论主题、引导与启发、成果分享。
十．课后拓展
1. 拓展内容：
4. 鼓励学生在课堂上积极提问，及时解答学生的疑问，帮助学生克服难点。
《热力学第一定律 能量守恒》 教案 1 (新人教版选修3-3)
3 热力学第一定律能量守恒教学目标：1.知道热力学第一定律，理解能量守恒定律；2.会用热力学第一定律的数学表达式进行简单计算；3.知道永动机不可能。
教学重点和难点：能量守恒定律的理解、热力学第一定律的应用教学方法：分析、讨论、启发式教学教学过程：一、一、新课引入：物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。
改变内能的两种方式：做功和热传递外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少，外界传递给物体多少热量，物体的内能就增加多少，若外界既向物体传热又对物体做功呢？二、新课教学：（一）热力学第一定律用∆U表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体做的功：∆U=Q+W例1：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J，外界对气体做了多少功？例2：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了1.6×105J，外界对气体做了多少功？例3：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，同时对外界做了3.6×105J 的功，气体的内能增加了多少？符号法则：对△U：“正（＋）”表示内能增加“负（－）”表示内能减少对Q：“正（＋）”表示吸热“负（－）”表示放热对W：“正（＋）”表示外界对物体做功“负（－）”表示物体对外界做功（二）能量守恒定律做功改变物体的内能是其它形式的能转化成了内能热传递（吸热）改变物体的内能是内能从外界转移到了这个物体、即能的转移。
自然界中，各种形式的能都可以相互转化。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移过程中其总量不变例：从20米高处落下的水，如果开始时水的势能的20%用来使水的温度升高，水落下后温度升高多少？三、小结：1、了解热力学第一定律，会用其数学表达式进行简单计算；2、理解热力学第一定律公式中各量的正负号的含义3、理解能量守恒定律，能应用其解释一些现象；4、知道第一类永动机是不可能的、它违反了热力学第一定律。
高中物理_热力学第一定律能量守恒定律优课教学设计学情分析教材分析课后反思
热力学第一定律能量守恒定律【教学目的】1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因【教学重点】热力学第一定律的内容、符号法则热力学第一定律的应用【教学难点】热力学第一定律的符号法则【教学方法】分析、讨论、启发式教学【教学过程】引入新课冬天，使手变暖和的办法有哪些？想想议议：1．一个物体，既不吸热，也不放热；（1）如果外界对物体做了5J的功，它的内能如何变化？变化了多少？（2）物体对外界做功呢？2．一个物体，外界既不对物体做功，物体也不对外界做功；（1）如果物体吸收了9J的热量，它的内能如何变化？变化了多少？（2）物体放出9J的热量呢？研究课题1、如果做功和热传递同时发生，物体内能如何变化？2、△U表示内能的增量，W表示外界对物体做的功，Q表示物体吸收的热量，三者有怎样的关系？新课教学一、热力学第一定律1、内容：一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做热力学第一定律.2、表达式：ΔU＝W＋Q3、通过课本上p55页的思考与讨论，让学生总结 U、Q、W几个量取正、负值的意义。
例题.一定质量的气体从外界吸收2.6×105J的热量，内能只增加了1.6×105 J。
问：（1）是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？（2）做了多少焦耳的功？启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．解析：根据ΔU = W + Q 得W =ΔU － Q = 1.6 ×105J － 2.6×105J=－ 1.0×105J 。
W为负值，说明气体对外界做功，做了1.0×105J 的功。
高三物理上册《热力学第一定律》教案、教学设计
3.引导学生运用符号表示法进行热力学第一定律的描述，培养学生的符号意识。
4.注重理论与实践相结合，让学生在实际问题中运用热力学第一定律，提高学生的应用能力。
三、教学重难点和教学设想
（一）教学重难点
1.理解热力学第一定律的本质，掌握内能、热量、功三种能量形式之间的转化关系。
2.知识回顾，温故知新：在教学热力学第一定律之前，先引导学生复习能量守恒定律，为学习新知识打下基础。
教学活动：让学生回顾能量守恒定律的内容，举例说明其在物理学中的应用。
3.实践操作，直观感知：通过实验和观察，让学生直观地感受热力学第一定律所描述的能量转化过程。
教学活动：进行热力学实验，如等压过程、等温过程等，让学生观察并记录实验数据。
4.能够运用热力学第一定律解决一些简单的热力学问题，如等压过程、等温过程等。
（二）过程与方法
1.观察、实验：通过观察热现象，进行实验，培养学生对热力学现象的感知能力。
2.分析、归纳：引导学生运用热力学第一定律分析实际问题，培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
3.探究、创新：鼓励学生提出新的问题，尝试运用热力学第一定律解决，培养学生的探究精神和创新能力。
a.学生分享学习心得，总结热力学第一定律的重点和难点。
b.教师点评，强调本节课的重点知识，解答学生疑问。
c.组织学生进行课堂小结，对本节课的知识点进行梳理。
d.布置课后作业，巩固课堂所学知识，为下一节课的学习做好准备。
五、作业布置
为了巩固学生对热力学第一定律的理解，提高学生的应用能力，特布置以下作业：
4.理论学习，深入理解：引导学生学习热力学第一定律的符号表示法，深入理解各物理量的含义和关系。
教科版高三物理选修3《热力学第一定律》教案及教学反思
教科版高三物理选修3《热力学第一定律》教案及教学反思一、教学目标知识目标1.熟练掌握热力学第一定律的概念和表达式；2.理解内能，熟练掌握内能的计算方法；3.能够应用热力学第一定律解决相关问题。
能力目标1.培养学生的物理分析和计算能力；2.培养学生的实验操作和数据处理技能；3.培养学生的探究精神和团队合作精神。
情感目标1.提高学生对物理学科的兴趣和热爱；2.强化学生的学习动力和学习信心；3.培养学生的实践探究能力。
二、教学重难点教学重点1.热力学第一定律的规律及其应用；2.内能的概念及其计算。
教学难点1.热力学第一定律在实际问题中的应用；2.实验操作和数据处理方法。
三、教学过程Step 1 导入（5分钟）1.向学生介绍热力学第一定律的概念和重要性；2.引导学生思考热力学第一定律的应用领域；3.引出物理实验的重要性和实验方法的基本流程。
Step 2 实验操作（40分钟）1.分组进行热能转化实验；2.配合实验记录数据，并进行数据处理；3.向学生讲解实验原理和数据处理方法；4.指导学生计算内能，说明计算方法。
Step 3 教学讲解（40分钟）1.向学生讲解热力学第一定律的表述和规律；2.讲解内能的概念及其计算方法；3.引导学生理解物态方程和内能之间的关系。
Step 4 练习（30分钟）1.分组进行练习，帮助学生深化对知识点的理解和掌握；2.引导学生分析和解决相关热力学问题。
Step 5 反思（15分钟）1.教师听取学生的反馈和建议，并做出针对性的反思；2.评价授课效果，指导学生制定个人学习计划；3.引导学生思考知识的应用和推广，培养学生的探究精神和团队合作意识。
四、学情分析本课程主要针对高三物理选修3的学生，针对热力学第一定律的规律及其应用，以及内能的概念及其计算方法进行讲解和练习。
在教学过程中，教师应尽可能结合实际情况，引导学生思考并探究相关热力学问题。
同时，教师应关注学生基础知识的掌握情况，提高学生的学习效果，培养学生的科学探究和团队合作能力。
2024-2025学年高中物理第四章能量守恒与热力学定律2热力学第一定律教案教科版选修3-3
-网络资源：引导学生利用网络资源，如科学文章、在线实验演示等，拓宽知识视野，培养自主学习能力。
教学实施过程
1.课前自主探索
教师活动：
-发布预习任务：提供包含热力学第一定律基本概念和原理的PPT、视频等预习资料，要求学生通过在线平台或班级微信群进行预习。
作用与目的：
-巩固学生在课堂上学到的热力学第一定律知识点和技能。
-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
学生学习效果
1.知识掌握：学生能够准确理解热力学第一定律的基本概念、表述和意义，掌握相关的物理量和符号表示，能够运用热力学第一定律分析和解释一些简单的热现象。
教学反思与改进
在完成了热力学第一定律的教学后，我进行了深刻的教学反思，以评估教学效果并识别需要改进的地方。以下是我对教学过程的反思和改进措施的规划：
首先，在课前自主探索环节，我发现一些学生在预习时遇到了理解上的困难。这可能是因为预习资料中的内容过于理论化，缺乏直观性和实例。为了改善这一点，我计划在未来的教学中提供更具体的预习指导，包括提供更多实际案例和简化的概念解释。这样可以帮助学生更好地理解热力学第一定律的基本概念。
③实际应用：展示热力学第一定律在实际生活中的应用，如热机、制冷等。
3.板书设计的逻辑关系：
①内能、热量和功的关系：用图表展示内能、热量和功之间的关系，强调它们之间的相互转换。
②热力学第一定律的表述：将热力学第一定律的表述清晰地写在黑板上，以便学生理解和记忆。
③实际应用的例子：展示一些实际应用的例子，如热机、制冷等，让学生更好地理解和应用热力学第一定律。
热力学第一定律、能量守恒定律 说课稿 教案 教学设计
热力学第一定律--能量守恒定律【教学目标】1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因【教学重点】热力学第一定律的内容、符号法则热力学第一定律的应用【教学难点】热力学第一定律的符号法则【教具】“第一类永动机”模型【教学过程】○、引入学生答问：1、物体体积缩小，分子势能可不可能增大？2、热量和内能的区别和联系何在？3、做功和热传递在改变内能方面，实质有何不同？请大家回忆教材P79第（4）题，我们已经做过的作业…，如果我们将条件改一下，在热传递的同时，外界也对物体做功（或做功的同时，和外界有热交换），情形又会怎样，我们应该怎样定量处理这类问题呢？——一、热力学第一定律我们继续刚才的话题——续教材P79第（4）题、请大家在下面的表格中填入适当的结果（提示性表述中可用总公司和分公司的结算学生寻找关系…教师提示：符号修正→正式板书——ΔU = Q + W符号法则：Q——吸热取“+”，放热取“－”；W——对物体做功取“+”，物体对外界做功取“－”；规定了右边的符号法则之后，右边事实上成了一个代数的表达式，根据我们的经验，ΔU——增加取“+”，减少取“－”。
我们把以上的结论称之为热力学第一定律，它表征的是内能改变、热传递和做功三者之间的定量关系。
下面介绍一个早就被我们所熟知的、一直把它作为一个重要解题依据的规律——二、能量守恒定律学生活动：阅读教材P81的相关内容…共同阅读结论…虽然从以往的种种事实我们已经知道了能量守恒定律的正确性，但我们今天学习了一个新的定律——热力学第一定律，大家想一想，从热力学第一定律能不能看出能量守恒定律的正确性？学生从Q和W的实质认识热力学定律的物理内涵…能量守恒定律的地位表达：能量守恒定律是经过人类的长期探索后，在19世纪确立的。
高中物理_能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
《成亦顺境，败亦顺境》教学设计执教者指导教师二、定律总结三、应用练习总结机械能守恒定律的内容并推导表达式，并总结条件。
机械能守恒定律的应用练习指导学生总结机械能守恒定律内容并推导表达式，并总结条件。
指导学生练习并总结规律学生小组讨论交流总结机械能守恒定律的内容，并由动能定律来推导表达式，并总结条件。
应用练习并总结规律拓展延伸能量守恒定律展示能量能源“拓展阅读”学生阅读教师寄语总结提升对学生提出希望。
进行课堂小结板书设计教学效果预测本课通过游戏测试勇气来引入，能激发学生学习物理的兴趣。
通过实验探究动能与势能的转化得出机械能守恒定律可以激发学生学习物理的热情。
通过对规律的推导及应用可以坚定学生学好物理的信心。
学情分析学生通过前两节的学习已经了解了动能以及重力势能这两种能量，并可以对这两种能量进行简单计算分析，而动能和重力势能之间是可以相互转化的，对于动能和重力势能之间的转化所遵循的规律学生会渴望去了解探究。
对于实验室常用的仪器打点计时器学生也不陌生，学生通过实验探究来学习一个物理规律时会具有一定的兴奋度。
只要设计合理完全可以让学生设计并完成效果分析学生通过前两节的学习已经了解了动能以及重力势能这两种能量，并可以对这两种能量进行简单计算分析，而动能和重力势能之间是可以相互转化的，对于动能和重力势能之间的转化所遵循的规律学生会渴望去了解探究。
对于实验室常用的仪器打点计时器学生也不陌生，学生通过实验探究来学习一个物理规律时会具有一定的兴奋度。
只要设计合理完全可以让学生设计并完成本课通过游戏测试勇气来引入，能激发学生学习物理的兴趣。
通过实验探究动能与势能的转化得出机械能守恒定律可以激发学生学习物理的热情。
通过对规律的推导及应用可以坚定学生学好物理的信心。
教材分析《能量守恒定律》是高二年级必修2模块第二章第三节的内容。
主要是针对前面两节所学习的动能和势能，这两种能量在相互转化时遵循什么规律进行探究，并通过实验探究得到机械能守恒定律。
高中物理_热力学第一定律 能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计课题：热力学第一定律能量守恒定律科目：物理教学对象：高二选用教材：人教版选修3-3 第十章第3节教师：一、教学目标物理观念1.能够从能量转化的角度理解热力学第一定律的形式和内涵。
2.理解、掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析物理现象，明确其优越性。
3.了解第一类永动机不能制成的原因。
科学思维会用解决一些简单的问题。
了解建立热力学第一定律的历史过程、事实依据以及科学方法。
通过教材中J.R.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发。
锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力，让学生能够学以致用。
科学探究通过独立分析和思考，理解W、Q、ΔU正负号的意义。
能将其运用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。
从实际出发体会永动机的不可能性。
科学态度与责任学习科学家们探索自然规律的精神，增强学生开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的责任感。
同时在学习了第一类永动机不可行后，学生能够建立健康积极的科学观。
二、教学方法及策略教学方法：谈话法、讨论法、讲授法、观察法、阅读法。
教学策略：实验总结法、理论归纳法。
三、教学重点及难点【教学重点】（1）用热力学第一定律分析内能改变的问题。
（2）掌握的符号法则并熟练应用。
【教学难点】（1）表达式中各物理量的符号及其物理意义。
（2）第一类永动机的不可能性。
四、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图（一）引入：在上一节课中，我们学习了改变物体内能的两种方式，做功和热传递，并讨论了在一个绝热系统和一个单纯热传递系统中内能的该变量与功和热量之间的定量关系。
接下来我们来看两个实验，在观察过程中，大家注意思考它们分别是采用什么方式改变系统内能的。
教师播放热刀切乒乓球实验和学生往透明气缸中加压“造云”实验。
由上述两个实验我们知道，做功和热传递都可以改变系统内能。
【提问】那如果系统在跟外界同时发生做功和热传递，内能的变化与热量及做功之间有什么关系呢？这就是我们这节课要学习的内容。
高中物理_热力学第一定律 能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计课题：热力学第一定律能量守恒定律科目：物理教学对象：高二选用教材：人教版选修3-3 第十章第3节教师：一、教学目标物理观念1.能够从能量转化的角度理解热力学第一定律的形式和内涵。
2.理解、掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析物理现象，明确其优越性。
3.了解第一类永动机不能制成的原因。
科学思维会用解决一些简单的问题。
了解建立热力学第一定律的历史过程、事实依据以及科学方法。
通过教材中J.R.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发。
锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力，让学生能够学以致用。
科学探究通过独立分析和思考，理解W、Q、ΔU正负号的意义。
能将其运用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。
从实际出发体会永动机的不可能性。
科学态度与责任学习科学家们探索自然规律的精神，增强学生开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的责任感。
同时在学习了第一类永动机不可行后，学生能够建立健康积极的科学观。
二、教学方法及策略教学方法：谈话法、讨论法、讲授法、观察法、阅读法。
教学策略：实验总结法、理论归纳法。
三、教学重点及难点【教学重点】（1）用热力学第一定律分析内能改变的问题。
（2）掌握的符号法则并熟练应用。
【教学难点】（1）表达式中各物理量的符号及其物理意义。
（2）第一类永动机的不可能性。
四、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图（一）引入：在上一节课中，我们学习了改变物体内能的两种方式，做功和热传递，并讨论了在一个绝热系统和一个单纯热传递系统中内能的该变量与功和热量之间的定量关系。
接下来我们来看两个实验，在观察过程中，大家注意思考它们分别是采用什么方式改变系统内能的。
教师播放热刀切乒乓球实验和学生往透明气缸中加压“造云”实验。
由上述两个实验我们知道，做功和热传递都可以改变系统内能。
【提问】那如果系统在跟外界同时发生做功和热传递，内能的变化与热量及做功之间有什么关系呢？这就是我们这节课要学习的内容。
高二物理人教版教科版通用热力学第一定律能量守恒定律1教学设计
热力学第一定律、能量守恒定律莫艳萍一、教材分析：本节教学内容选自人教版选修3-3热力学定律。
本章的核心物理观念能量，能量贯穿这整个高中物理的学习。
在学习节内容之前，学习了功和内能，热和内能，热力学第一定律的学习，将继续巩固内能概念的理解，将内能的宏观定义和微观解释相结合，。
同时热力学第一律是发展学生能量观的重要内容，将前面学习的力学范围的机械能守恒定律，电学范围的闭合电路欧姆定律、楞次定律，结合本节热学领域的热力学第一定律等各个物理学领域的能量转化关系综合起来，上升到普遍适用的能量守恒定律，是学生能量观的一次完善和发展。
教材是以做功和热传递在改变内能方面是等价的来引入，得出热力学第一定律，通过讨论和思考辨析概念，明确物理量正负的含义。
再以机械能守恒定律为切入点介绍更普遍适用的能量守恒定律的发现过程，分别介绍了迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的突出贡献。
并以中微子发现和永动机不可能制成的事实来说明能量守恒定律的普适性。
二、学情分析：经过前一阶段的学习，学生对生活中做功、热传递改变内能的现象较为熟悉，但是做功、热传递与内能变化的定量关系并不清楚，对功、热量是过程量，内能是状态量需要进一步的巩固，对内能这一概念的理解还需要进一步的深入。
另外，学生对能量转化现象有着丰富的认识，并且对不同形式能量间的转化已经定性的了解到了定量的描述，通过力学、电磁学的学习，在问题解决过程中也能够初步的运用能量的观点分析。
经过机械能守恒定律、动量守恒定律的学习，对守恒思想、科学史上物理学家对守恒量的追寻有一定的了解。
但学生对能量描述物理过程的普适性，对能量守恒定律的建立过程，科学家的艰辛探索历程并不清楚。
对物理学的发展中理论和实验相互促进的关系的理解、科学技术社会三者间的关系等科学本质理解有待进一步的加强。
三、教学设计思想高中物理课程的目标是培养学生物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等核心素养，结合本节内容的特点，充分挖掘物理学史，显化科学思维、科学态度与责任的教育，促进学生物理学科核心素养的培养。
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热力学第一定律能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用ΔU=W+Q分析和计算问题。
2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。
会用能量守恒的观点分析物理现象。
3．能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。
4．了解第一类永动机不可能制成的原因。
（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。
（三）情感、态度与价值观1．学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。
2．感受英国科学家焦耳勤奋、刻苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。
教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。
教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。
教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。
教学过程（一）引入新课教师：夏天去过泰山的同学，都知道泰山顶上很冷，飞机在万米高空飞行时，飞机周围的温度会达到零下四五十摄氏度，这是为什么呢？让我们带着这个问题走进今天的课堂教学——热力学第一定律能量守恒定律教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。
（二）进行新课1．热力学第一定律［投影］1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2．一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？［学生解答思考题］教师总结：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少。
［问］如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化与热量Q及做的功W之间又有什么关系呢？［板书］ΔU=W+Q［介绍］该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律。
［投影］定律中各量的正、负号及含义物理量 符号 意义 符号 意义 W + 外界对物体做功 － 物体对外界做功 Q + 物体吸收热量 － 物体放出热量 ΔU +内能增加－内能减少［投影］例题例题：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J 的热量，内能增加了4.2 ×105J 。
问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J 不变，但是内能只增加了1.6×105J ，这一过程做功情况怎样？解析：①根据ΔU = W + Q 得W = ΔU － Q = 4.2 ×105J － 2.6×105J= 1.6×105J W 为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。
②同理可得：W =ΔU － Q = 1.6 ×105J － 2.6×105J= － 1.0×105J W 为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
［强化训练］1、一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W 1表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )A ．Q 1－Q 2＝W 2－W 1B ．Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2D ．Q 1＞Q 22．如右图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，探究：金属筒内空气体积如何变化？从外界吸热还是向外界放热 ？内能增大还是内能减少？参考解答：1．解析：该理想气体回到开始的状态时，ΔU =0，即（W 1－W 2）+（Q 1－Q 2）＝0，得Q 1－Q 2＝W 2－W 1，故A 正确2．解析：水温均匀且恒定，则ΔU=0，内能不变，金属筒在缓缓下降过程中，空气的压强增大，体积减小，外界对气体做功，W﹥0，根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，Q﹤0，所以气体向外界放热。
2．能量守恒定律指导学生用3min阅读课本P54，用心体会“能量守恒定律的发现历程”。
并找学生陈述。
教师：通过前边的学习我们知道：做功改变物体内能的过程是内能和其他形式的能的转化过程，热传递改变物体内能的过程是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。
总结：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。
教师：做功改变物体的内能时，对物体做多少功就有多少机械能转化为等量的内能，物体对外界做多少功，就有多少内能转化为等量的机械能；在热传递过程中，物体吸收多少热量，内能就增加多少，物体放出多少热量，内能就减少多少。
热力学第一定律表示，做功和热传递提供给一个物体多少能量，物体的能量就增加多少，能量在转化或转移中守恒。
［投影］能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。
［学生阅读课文，并叙述能量守恒定律发现的意义］3．永动机不可能制成［介绍］什么是第一类永动机永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。
人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。
第一类永动机是否真的能永远运动下去？［多媒体展示常见的永动机模型］通过课件展示历史上几种永动机的设计图，分析不能成功的原因，指出：不消耗能量的机器从来没有制成功过。
［介绍永动不可能制成的原因］根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。
［对学生进行思想教育］人类利用自然，必须遵循自然规律，而不是去研制永远无法实现的永动机。
能量不能创生，工程技术的任务在于设法找出合理利用能源途径和减少能量损耗，而不是去研制永动机。
解答刚上课提出的问题：高空的气温为什么低？研究大气现象时常常用到热力学第一定律．通常把温度、压强相同的一部分空气作为研究的对象，叫做气团，直径上千米．由于气团很大，边缘部分和外界的热交换对整个气团没有明显的影响，即公式W＋Q＝ΔU中的Q＝0，所以气团的内能的增减只等于外界对它做功或它对外界做功的多少：ΔU＝W.阳光烤暖了大地，地面又使得下层的气团温度升高，密度减小，因而上升．气团膨胀的时候要推挤周围的空气，对外做功，因此内能减小，温度降低．所以越高的地方，空气的温度越低．对于干燥的空气，大约每升高1 km温度降低10 ℃.飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在－50 ℃以下．由于机上有空调设备，舱内总是温暖如春．不过这时空调的作用不是使空气升温，而是降温．高空的大气压比舱内气压低，要使舱内获得新鲜空气必须使用空气压缩机把空气从舱外压进来．在这个过程中，空气压缩机对气体做功，使气体的内能增加，温度上升．如果不用空调，机舱内的温度可能达到50 ℃以上！（三）课堂总结、点评本节课我们主要学习了1．热力学第一定律：热力学第一定律是研究功、热量和内能改变之间关系的.如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所作的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU即ΔU=Q+W该定律既适用于外界对物体做功，物体吸热，内能增加的情况，也适用于物体对外做功.向外界散热和内能减少的情况。
为了区别以上两种情况，在应用ΔU=Q+W进行计算时，它们的正负号规定如下：W＞0，表示外界对系统做功；W＜0，表示系统对外界做功；Q＞0，表示系统从外界吸热；Q＜0，表示系统向外界放热；ΔU＞0，表示系统内能增加；ΔU＜0，表示系统内能减少。
2．能量守恒定律（1）能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，这就是能的转化和守恒定律。
（2）能的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄严宣告永动机幻想的彻底破灭。
进行当堂达标检测。
习题见达标检测卷。
课后作业搜集永动机，并指出其不能成功的原因。
【学情分析】热力学第一定律能量守恒定律本章是选修3-3模块的最后一章，也是整个中学物理课程讲述热学的最后一章。
学生已掌握了初步热学知识，具备了一定分析热学问题的思维方式，这一章将在学生已有的基础上，以两个基本的热力学定律为核心，从能量转化过程中的守恒和与热现象有关的宏观过程的方向性两个方面对中学物理涉及的热学问题作了一个总结。
学生对大量热现象有了较为清晰的认识，已经能够通过观察、实验和对观察、实验中的大量信息进行分析、归纳和概括来建构研究热现象的热力学。
学生在在第1节“功和内能”里学习了“焦耳实验”。
焦耳的热功当量实验在物理学史上具有里程碑意义，它“精确地测量了做功与系统状态变化之间的关系，也就是精确地测量了做功与传热之间的等价关系”，从而为热力学第一定律，也为更加广义的能量守恒定律奠定了坚实的实验基础。
第2节“热和内能”内容极其简洁，其主要内容在小学科学和初中物理出现过，本节主要介绍热和内能的关系。
有了1、2两节的铺垫，对学生来说，第三节得出热力学第一定律和能量守恒定律也就水到渠成了。
【效果分析】热力学第一定律能量守恒定律本节课有效地落实了各个教学目标，在新课导入中，通过“高空为什么温度很低”，创设了贴近学生生活实际的学习情境，充分调动了学生学习的积极性。
课的展开阶段，首先通过小组讨论，激发学生，参与动机，然后指导学生主动探究，合作交流，从而为学生创设一个宽松和谐的学习环境，使自主探索、合作交流真正成为学生学习的重要方式。
总结阶段，注意拓展知识，回归生活，充分体现物理生活化。
在达标检测的时候，设计了与生活息息相关的习题，如：高空为什么温度很低，电冰箱工作原理等，由于这些都比较贴近学生的生活，让学生很感兴趣，学生参与的热情高涨，使之自然而然地去用所学到的知识来解决问题。
附1：评测练习通过率题号正确答案通过率1AD0.992D 1.003A0.994C0.995AC0.536AD0.817BD0.928C0.869AB0.7010BC0.84由表格数据可知本节课的目标大程度很高。