13.2 内能 教学设计 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

课题 第十三章 第2节 内能 教材与学情分析 本节知识为人教版九年级物理上册第十三章第2节内容。本节是在分子动理论知识的基础上，具体说明内能是物体内部的能量。与机械能相比，内能不直观、更抽象，学生难于直接接受和理解，所以教科书一开始通过与机械能中动能和势能作类比建立内能的概念，应用学生已有的知识和经验学习新的知识，符合学生的认知规律。学生在机械能的学习中，对动能和势能的产生有了一定的理解基础，通过类比法，学生对分子动能和分子势能的理解是比较容易的。学生对于生活中的热现象有一定的观察和思考，有的解决了，而有的没有解决，通过内能的学习，学生对于生活中的热现象会有一个很好的理解。 设计理念 通过各个活动、实验、讨论等方式去激发学生的学习兴趣，努力创设情境，促使学生提出问题，思考问题，通过思考、归纳、表达、动手操作等去提升学生的能力。 核心素养目标 物理观念 1. 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。  2. 知道热传递可以改变物体的内能。  3. 知道热量的概念和单位。  4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 科学思维 通过内能概念的理解，提升用类比法分析问题的能力。 科学探究 通过观察让学生能发现问题、提出问题，形成猜想与假设，具有初步的观察能力和提出问题的能力。 科学态度与责任 知道物理学是对相关自然现象的描述与解释。 教学重点 1.内能、热量概念的建立。 2.改变物体内能的两种途径 教学难点 用类比的方法建立内能的概念。 课时安排 1 课时： 教法学法 教法：探究式 引导式 学法：合作式、归纳式 教学准备 多媒体课件、压缩空气引火仪、烧瓶（带塞子）、打气筒、乙醚、硝化棉等。 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 （一）引入新课 问题：装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里呢？ 思考问题，进入情景。 创造课堂情景，激发学生的兴趣。 （二）新课教学 一、内能 1. 分子具有动能与势能 （1）分子动能 【提出问题】运动的宏观物体（如篮球、车辆等）具有动能；物体内的分子在做热运动，是否也具有能量？ 【结论】运动的分子也具有动能，叫作分子动能。 （2）分子势能 【提出问题】一根被压缩的弹簧各部分互相排斥，被拉伸的弹簧各部分互相吸引，具有弹性势能。分子间既相互吸引又相互排斥，是否也具有能量？ 【结论】分子间也具有势能，叫作分子势能。 2. 内能 【给出概念】（1）构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 （2）内能的单位是焦（J）。 （3）飞在空中的足球，具有重力势能；足球在空中飞行，还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。 （4）一切物体，不论温度高低，都具有内能。 炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。 3. 影响内能大小的因素 【提问】物体内能的大小与哪些因素有关？ （1）内能大小与温度的关系 对一杯水加热时，水的温度越高，水内部分子运动越剧烈，内能越大。反之，温度越低， 内能越小. （2）内能大小与质量的关系 【提问】温度相同、质量不同的水，内能相同吗？为什么？ 【分析】温度相同、质量不同的水，质量越大，水分子数目越多，所以分子动能和势能的总和也会越大，即水的内能也越大。 所以在温度相同、状态相同时，物质的质量越大，内能越大。 （3）内能大小与状态（体积）的关系 【提问】一块0℃的冰熔化成0℃的水时内能是否改变? 【分析】因为0℃的冰熔化成0℃的水时，要吸收热量，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，所以水的内能变大。可见物体的内能跟物体的状态（体积）有关。 【结论】物体的内能跟物体的温度、质量、体积、状态等因素有关。 4. 内能与机械能的区别 同学们能归纳出二者的区别吗？ 二、物体内能的改变 【提问】寒冷的冬天，为什么人们喜欢抱热水袋？人从热水袋中得到了什么？ 【分析】这是因为发生了热传递，热水把内能传递给人，人们获得了内能，而热水减少了内能。 1. 热量 （1）在热传递过程中，传递能量的多少叫热量，单位是焦。 （2）发生热传递的一些实例： 用火烧水做饭；冬天对手呵气感到暖和；棉被太阳晒得暖呼等. 2. 热传递改变物体的内能 （1）发生热传递时，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。 （2）热传递的过程：实质