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4物体的内能热量
4温度和温标
5内能
二、几点注意的问题
1、教材把统计思想内容放在了下一章(气体)中。
这是个重要思想方法内容,无论放在什么地方进行,都要重视。
2、在“温度和温标”一节中,教材加重并加深了“热平衡”概念和“温度概念的引入”、“温标的确立”的思想方法内容,把开氏温标也拿到此处。
对此内容的处理,意在培养学生思想方法和抽象能力,教师要明确目的。
这两个问题属于“了解”层面。
3、在此处没提“改变内能的两种方式”,这个内容放到第十章热力学定律一章中了。
4、教材上提到弹簧模型。
5、教材上提到分子力曲线,没提分子势能曲线,对于有能力的学生,可以提一下。
6、教科书关于分子势能的讨论比过去深入,这是出于什么考虑?
研究微观世界的物理学已经基本上不使用“力”的概念,而更多使用“能”和“势”的概念,分子势能的分析可以把学生能够熟练运用的“力”的概念与需要强调的“能”和“势”的概念联系起来,因此本书对分子势能做了较多的讨论。
这是出于科学方法教育的考虑。
在“内能”这一节的“思考与讨论”中,连续设计了4个问题,学生依次完成之后就能对分子势能与分子力的关系有些正确的认识。
这也是为了贯彻新课程的理念,改变学生的学习方式,让学生通过独立思考来主动地获取知识。
这种学习形式有助于学生形成终身学习的能力。
加强分子势能的讨论还有一个考虑:
功和能的问题是高中物理的重中之重,学习分子势能时做些讨论,是在新的情境中应用旧的知识,也是一次复习。
所以,在这段内容的教学过程中,既要想到分子势能在热现象中的应用,也要想到对原有基础知识的深化和巩固。
(二)第八章、气体
有关的课标要求
1、气体的压强
1、气体的等温变化
内容要求:
1通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型。
2用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。
3了解分子运动速率的统计分布规律。
认识温度是分子平均动能的标志。
4通过调查,了解日常生活中表现统计规律的事例。
2、气体的压强、体积、温度间的关系
2、气体的等容变化和等压变化
3、理想气体的状态方程
气体热现象的微观意义
1、内容又回复到以前的范围,但为选学内容,把握在最基础的难度上便可,控制在“了解”、“知道”的层面上。
注重教材上的例题,处理好教材上的习题即可。
2、注重学生的实验体验。
等温变化通过实验总结出,等压变化内容后也安排了“做一做”的实验。
3、注重学生用图像处理问题的能力。
4、在等压变化内容中,对开氏温标的意义有所渗透。
而且教材上用的方法很好(用坐标平移法,)
6、对于气体实验定律和状态方程要求的程度,编者是怎样设定的?
气体实验定律和牛顿运动定律、欧姆定律等实验定律不同,它的应用面较小,不影响物理学的全局,所用的方法也不具有典型意义。
因此,在近年的高中物理课程中,气体实验定律的内容越来越少。
《物理课程标准》的要求是“通过实验,了解气体实验定律”,是比较低的要求。
玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等都属于气体实验定律,按照课程标准的要求,学过了这几个定律,也算是对气体实验定律有所了解了。
至于气体的状态方程=恒量,它是实验定律的直接推论,广义来讲也是实验定律,所以教科书也做了介绍。
有了这个公式,定律的应用更方便些,但应该时刻想到课程标准的要求,不要再做扩展。
教科书中删去了p-V图、V-T图、p-T图之间的转换,目的也是减轻气体定律在书中所占的比重。
(三)第九章、物态和物态变化
一、新旧教材对比
*1固体*2固体的微观结构
1固体
*3液体表面张力*4毛细现象
2液体
*5液晶
3饱和气与饱和气压
*6伯努利方程*7湍流现象
4物态变化中的能量交换
二、课标内容要求
1、了解固体的微观结构。
会区别晶体和非晶体,列举生活中常见的晶体和非晶体。
例1用融化的石蜡显示云母片和玻璃片的各向异性与各向同性。
2、了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会的影响。
例2知道半导体的一些特点,了解半导体技术在生活、生产中的应用。
例3初步了解纳米材料的特性,关注纳米材料的研究和应用。
3、了解液晶的微观结构。
通过事例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。
4、通过实验,观察液体的表面张力现象,解释表面张力产生的原因,交流讨论日常生活中表面张力现象的例。
例4在装满水的杯子内轻轻放入一些小硬币,观察杯边水面的形状。
5、知道饱和气、未饱和气和饱和气压。
了解相对湿度。
举例说明空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响。
例5体验并说出人在不同湿度下的感受。
例6记录电视台和广播电台天气预报的主要指标,了解这些指标的含义及其对人类生活的影响。
三、课标活动建议
1、设计实验,比较肥皂水和清水的表面张力。
2、观察气压保温瓶的构造,讨论气压保温瓶的出水原理。
四、几点注意的问题
1、本章陈述性知识多,而且内容比较杂乱。
这需要教师更要注意挖掘和构造带有启发性的问题。
教师不是用传授式的方法一下讲到位,而是多进行启发式、讨论式的教学。
例如晶体的各向异性、由液滴形状分析表面张力、由浸润和表面张力分析毛细现象、蒸发过程趋向饱和的过程、对相对湿度的分析等等,都可构造成问题给学生思考和讨论。
2、对“物态变化”内容,课标没体现,更不涉及“熔化热”、“气化热”问题。
教材上设了“物态变化中的能量交换”一节课来处理这些问题,有些必要不大,而且关于气化热问题,还要“限制一定压强、一定温度下的”,其实是定压、定温条件下的气化热,而且教材上还提到不仅汽化,同时还体膨胀对外做功,这对学生的难度太大。
但省“考核要求”中提到“熔化热”和“气化热”,做为3-3模块也只是对应高考,不易过分纠缠,老师斟酌处理。
(四)第十章、热力学定律
一、新旧教材对比和课标要求:
课标要求
物体的内能热量
1功和内能
1、通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发展过程。
体会科学探索中的挫折和失败对科学发展的意义。
2、认识热力学第一定律。
理解能量守恒定律。
用能量守恒观点解释自然现象。
体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
3、通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律,初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。
例解释第二类永动机不可能制成的原因。
活动建议
1、假如一颗直径1km的小行星撞击地球,估算其释放的能量。
讨论这将给地球造成的危害。
2、通过讨论,设想一种使热量从低温处流向高温处的技术设备,说明这种设备是否违反了热力学第二定律。
2热和内能
热力学第一定律能量守恒定律
3热力学第一定律能量守恒定律
热力学第二定律
4热力学第二定律
5热力学第二定律的微观解释
能源环境
6能源和可持续发展
二、几点注意的问题:
1、在处理能量守恒定律时,新老教材都有关于“定律建立过程、热质说”的阅读材料。
老教材把阅读材料放在后面,新教材放在前面。
应该说放在前面更好,因为热质说在前,热质说遇到解释不了的问题在前,一些物理现象否定热质说在前。
之后,人们引进能量的概念,归纳出能量守恒定律。
按这个顺序,便于学生更能深刻理解定律,也更能培养学生的物理思想方法。
教材上把“改变物体内能的途径”的内容设为两节课:
“功和内能”“热和内能”,也是给学生“渲染”多一些,铺垫的再到位一些,加重学生的“注意”,有“呼之欲出”的目的。
因为能的概念的引入,对一些学生真的很难“入门”。
2、热力学第二定律的处理,老教材也不错。
3、新教材上增加了“热力学第二定律微观解释”一节课。
里面出现描述混乱度的“有序”、“无序”概念,以及“微观态数目”、“熵”、“熵增加原理”等内容,也把这些等问题都紧扣在一起。
因为课标中对“熵”的概念及意义进行了要求。
4、老教材的“能源环境”一节课,与热力学第二定律联系的不紧密,而新教材上“能源和可持续发展”一节课与热力学第二定律紧密联系,里面提到“能量品质降低”问题。
5、新教科书为什么要用较多的笔墨叙述焦耳实验?
新课程的一个重要理念是重视科学过程的学习。
科学过程的学习有两重意义:
一是学生学习时要通过自己的实验活动、思考活动来自主地获得知识,也就是要经历获取知识的过程;
二是可以了解这些知识在历史上是怎样得来的,即了解人类获取这些知识的过程。
焦耳实验在当时的目的是测量热功当量,但是现在看来,它是热力学第一定律的实验基础,没有焦耳的实验就没有内能的概念,也就没有热力学第一定律,当然也就谈不到普遍的能量守恒定律。
教科书对这个过程做些叙述和分析,目的之一就是落实科学过程的教育。
这样做的另一个目的是:
提倡理性思维――内能的定义是有根据的。
当然,这部分内容不要求学生复述,只要在教师的引导下按这个思路学下来了,也就可以了。
这是一种熏陶,它以潜移默化的形式产生作用。
6、关于“熵”,教材上给出了S=klnΩ,山东版教材没给表达式,所以这个表达式不用学生掌握,只做一般了解。
7、关于热力学第二定律的第一种表述,老教材是“不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化”,现在山东版的新教材也是这种叙述。
人教版新教材的叙述是“热量不可能自发地从低温物体传到高温物体”,表面上看似避开“而不引起其它变化”几个字降低了难度,其实不好。
因为教材上的第二种表述还是有这种字样:
“不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功,而不产生其它影响(变化)”。
还是没绕过这几个字。
设想做这样几个变换,可否起到降低这个难点:
①热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。
√
②热量可能从低温物体传到高温物体,但要付出另外的代价。
③热量可能从低温物体传到高温物体,但要产生其它变化。
④热量可能从低温物体传到高温物体,而不产生其它变化。
×
⑤热量不可能从低温物体传到高温物体,而不产生其它变化。
让学生一步步的思考、讨论、总结。
第二种表述的问题类同。
8、与其说热力学这两个定律是知识的学习,还不如说是思想方法的学习,是物理哲学的学习。
由“热功转换”过渡到“引入能量的概念”,是需要在思想方法和物理哲学上重重要进行渲染的。
在第二定律的教学上,教师和学生讨论“设计分解水为氧和氢装置”,分解过程,得到那些好处,而又付出了那些代价。
等等之类的问题,多进行讨论、分析,对建立物理哲学思想,大有好处。
9、第二定律、熵增加原理的本质,是扩散。
一个是能量的扩散,一个是物质浓度(原材料)的扩散。
让学生建立起节约的意识,乃至上升到对“科学发展观、节约型社会、可持续发展”的高度。
10、课标中单列了“能源与可持续发展”专题。
教材只在本章设了一节课。
关于本内容“课标”要求的很重,单设了一个大标题:
“能源与可持续发展”。
内容如下:
内容标准:
1认识能源和环境与人类生存的关系,知道可持续发展的重大意义。
2讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。
具有保护环境的
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