3.5 物体的内能（第1课时）（教学设计）-【上好课】九年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

3.5 物体的内能（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 3.5 物体的内能（第1课时） 教学 目标 科学观念：了解内能的概念，知道内能大小的影响因素；知道改变内能的方法及事例；知道热量和内能的区别。 科学思维：通过事例归纳出改变内能的方法并会分析。 探究实践：通过探究找到改变物体内能的两种方法，通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。 态度责任：体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又应用于实践的辩证关系；使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义。 教学 重难点 重点：内能的概念及内能的改变方法 难点：内能概念的理解；改变内能的方法 学情 分析 本节内容选自浙教版九上第三章第5节，本节主要内容：内能、物体内能的改变、比热容、热量的计算、热机、燃料的热值。本课时内容是建立在分子动理论的初步知识及机械能的基础之上的，根据分子动理论了解内能的概念，通过类比的方法建立内能概念既是教学重点，也是本课时的教学难点。然后介绍改变物体内能的两种方法，热量反映的是物体内能的变化量，它是一个过程量，故热量的计算是量化物体内能改变量的方法，最后介绍热机的概念，热机是利用内能来做功的机械，然后介绍四冲程汽油机的工作原理，最后介绍燃料的热值，使学生了解燃料不可能完全燃烧，热机的机械效率较低，使学生知道节约能源的意义。 本节内容拟用3课时完成。第1课时主要内容是内能及物体内能的改变；第2课时主要内容是比热容和热量的计算；第3课时主要内容是热机和燃料的热值。 教学 准备 课件、课本、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 装有水的铁锅放在点燃的煤气灶上，锅中的水会被加热，这时水具有的能量——内能增加了。那么，内能究竟是怎样的一种能量呢？如何改变物体的内能？ 根据烧水的现象思考内能的概念及改变方法 新 知 讲 授 一、内能 我们知道，构成物质的分子永不停息地做无规则的热运动。温度越高，分子无规则热运动就越剧烈。同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们具有的动能就越大。 由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。 物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。 影响内能大小的因素有哪些呢？ 内能的特点 ①一切物体在任何情况下均具有内能 一切物体，不论温度高低，处于什么状态，都具有内能。炽热的钢水具有内能，寒冷的冰雪也具有内能。这是因为分子热运动和分子间的相互作用力始终存在。 ②物体内能的大小与温度有关 对同一个物体，温度升高，分子热运动加快，内能增大。物体温度降低，分子热运动减慢，内能减少。由于物体的内能与温度有关，因此内能也俗称为热能。 ③物体内能的大小与质量有关 相同状况下的同种物质，质量越大，所含分子越多，内能越大。如相同状况下的一杯水和一桶水，后者内能更大。 思考与讨论 （1）试解释：无论是高温物体还是低温物体，都具有内能。 物质是由分子等微粒构成的，分子等微粒的运动是不会停止的。因此，一切物体不论温度高低，都具有内能。 （2）为什么说内能是不同于机械能的一种形式的能？ 内能是物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，分子热运动跟物体整体运动无关。而机械能与整个物体运动情况有关，如物体运动的快慢、高度、位置等。 二、物体内能的改变 物体的温度发生变化，它的内能也发生变化。那么，要改变一个物体的内能，有哪些方法？ 如何增大一根铁丝的内能呢？ 我们可以增大铁丝的温度，如： 将铁丝放在火上烧、将铁丝放在热水中等方式来加热铁丝；（热传递） 或者摩擦铁丝、用锤子捶打铁丝使铁丝温度升高等。（做功） 温度不同的两个物体之间会发生热传递。在热传递过程中，温度高的物体放出热，温度降低，内能就减少；温度低的物体吸收热，温度升高，内能就增加。因此，热传递可以改变物体的内能。 在热传递过程中，传递内能的多少就是物体吸收或放出的热量。因此，可以用热量来量度内能的变化。物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，内能就减少多少。 正确理解热量 ①热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量。 ②不能说某个物体具有或含有多少热量，只能说“吸收热量”“放出热量”等。 ③吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度高低无关。 注意：内能的单位与功、热量的单位一样，都是焦耳。 除了热传递以外，还有什么方法可以改变物体的内能？ 思考与讨论 （1）人从滑梯下滑时，臀部有什么感觉？ 发热 （2）火的使用使人类迈出了文明的第一步。在远古时代，“钻木取火”是人类常用的一种取火方法，如图所示。钻木为什么能获得火呢？ 摩擦生热 活动 （1）把图钉按在一次性筷子的一端，手握筷子使图钉在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用手感觉图钉的温度是否发生变化？  图钉温度升高 （2）如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花。快速压下活塞，观察棉花能否燃烧起来。 实验现象：棉花燃烧起来。 原因：活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点。 大量实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。 双手相互摩擦，手会发热；用锯子锯木头，锯条会发烫；进入大气层的天外来物，发出明亮的光，形成流星。这些摩擦生热的事实，就是克服摩擦力做功使物体内能增加的证据。 活动 如图所示，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶里打气，当塞子跳出时，观察瓶内变化。 实验现象：塞子跳起，瓶内出现白雾。 原因：瓶内气体对塞子做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴形成白雾。 大量实验表明：物体对外界做功，可以使物体的内能减小。 做功可以改变物体的内能。从能量的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能量与物体内能相互转化的过程。 做功改变内能的实质：能量的转化 思考与讨论 有一只瓶子，里面装着一些铁屑，可以用什么方法使铁屑的内能增加？如果你没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度的升高，你能说出究竟采用了什么方法吗？ 改变铁屑内能的方法有两种。 一是做功，如振荡、摩擦生热等；二是热传递，如光照、加热等。 由于两种方法对改变物体的内能是等效的，所以单凭铁屑温度的升高，不能确定是用哪种方法改变了铁屑的内能。 回顾分子热运动，知道分子存在动能和势能，了解内能的概念 总结内能的特点，知道内能的影响因素 区分内能和机械能 了解物体内能的改变方法 了解热传递的发生条件、过程、实质及结构 区分热量和内能 知道做功能改变内能 知道外界对物体做功可以使内能增加 知道物体对外做功，物体内能减小 了解做功改变内能的实质 课 堂 练 习 例1. 关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（ ） A.0℃的冰没有内能 B.冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C.物体的温度越高，所含的热量越多 D.只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变 【答案】B 【解析】A.自然界中，一切物体在任何温度下都有内能，故A错误; B.冰熔化时，要吸收热量，它的内能增加，但是温度不变，故B正确; C.热量是过程量，只是在热传递过程中，不能说物体含有热量，故C错误; D.冰熔化时，温度保持不变，但要持续吸收热量，所以它的内能增加，所以物体的温度不变，物体的内能也会变，故D错误。 故选B。 例2. 下列改变内能的方式与其他三种不同的是（ ） A.钻木取火 B.锅被烧热 C.锅盖被顶开 D.搓手取暖 【答案】B 【解析】钻木取火、锅盖被顶开、搓手取暖都是通过做功改变内能，锅被烧热是通过热传递改变内能，故B符合题意ACD不符合题意。 故选B。 例3.如图烧瓶内盛少量水，并滴入几滴酒精，用打气筒给瓶内打气，可看到瓶塞跳起，瓶口出现白零。下列说法正确的是（ ） A.给瓶内打气时，瓶内气体内能减少 B.给瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 C.瓶塞跳起时，瓶内气体内能增加 D.瓶塞跳起时，在瓶口看到白雾是因为气体温度升高 【答案】B 【解析】AB.用气筒向装有少量水的瓶里打气，瓶内气压增大，是外界对瓶内空气做功，瓶内气体内能增大，故A错误，B正确; CD.瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，内能转化为机械能，在瓶口看到白雾是因为气体温度降低，水蒸气液化形成小水滴，故CD错误。 故选B。 例4.如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。 （1）此实验中说明力能改变物体的运动状态的证据是 ； （2）此过程中，水蒸气减少的内能 （选填“大于”“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能。 【答案】（1）软木塞冲出试管口（2）大于 【解析】（1）软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态； （2）水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能。 课 堂 小 结 1.内能 （1）概念：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。俗称热能，单位为焦耳。 （2）①一切物体在任何情况下均具有内能。 ②物体内能的大小与温度有关。物体温度升高,分子热运动加快,内能增大，反之，物体内能减少。 ③物体内能的大小与质量有关。相同状况下的同种物质,质量越大,内能越大，如相同状况下的一杯水和一桶水,后者内能更大。 2.物体内能的改变 物体内能改变的途径有两种：热传递和做功。 （1）热传递发生条件：存在温度差； 过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。 最终结果：温度相同； 实质：内能的转移，能量形式不变。 注意：热量是热传递过程中物体内能的改变量，故热量是个过程量。不能说某个物体具有或含有多少热量，只能说 “吸收热量”“放出热量”等。 （2）①外界对物体做功,物体内能增加。如压缩气体、摩擦生热、锻打物体、弯折物体。 ②物体对外做功,物体内能减少,如气体膨胀。 ③做功改变物体内能的实质是其他形式的能量与物体内能相互转化。外界对物体做了多少功,就有多少其他形式的能量转化为内能；物体对外做了多少功,就有多少内能转化为其他形式的能量。功可以用来量度物体内能改变的多少。 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$