第二节 内能（教学课件）物理北师大版2024九年级全一册

第二节 内能 北师大版九年级全一册（2024） 第十章 机械能、内能及其转化　 核心素养目标 1.物理观念 2.科学思维 　　识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释，物体内能与温度的关系；内能、温度与热量三者之间的关系 3.科学探究 　　通过探究、实验、观察找到改变内能的两种方法；并能用分子热运动的观点解释扩散现象。 通过实验探究，掌握影响动能和势能大小的因素 4.科学态度与责任 　　通过演示实验培养学生的观察能力，使学生通过实验理解做功和内能变化的关系。 　　了解分子动力学理论知识；理解物体的内能、热量的概念及单位；知道改变物体内能方式并能举出相对应实例。 3 教学重点 01 　　分子动力学理论知识；内能的概念和改变物体内能的方式。 教学难点 02 　　宏观的物理现象揭示了物质的微观结构；理解内能的概念；知道内能、温度与热量三者之间的关系。 教学重点难点 使用方法： 【更改文字】：将标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字 【更改图片】：点中图片》绘图工具》格式》填充》图片》选择您需要展示的图片 【增加减少图片】：直接复制粘贴图片来增加图片数，复制后更改方法见【更改图片】 【更改图片色彩】：点中图片》图片工具》格式》色彩（重新着色）》选择您喜欢的色彩 下载更多模板、视频教程：http://www.mysoeasy.com 导入新课 一 汽车在急刹车过程中车胎与地面发生剧烈摩擦动能减少，车胎表面温度急剧升高，甚至会出现冒烟的现象。物体摩擦生热是常见的现象，在摩擦生热的过程中，物体的内部会发生什么变化? 思考 导入新课 一 来自生活的疑问 导入新课 一 微风拂过，携带着阵阵花香，甜而不腻，令人心旷神怡。‌‌ 花香是如何传播的呢？ 思考 来自生活的疑问 探究新知 二 8 01 02 03 物质结构的微观模型 固体液体和气体的特征 物体的内能及其变化　 探究任务 使用方法： 【更改文字】：将标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字 【更改图片】：点中图片》绘图工具》格式》填充》图片》选择您需要展示的图片 【增加减少图片】：直接复制粘贴图片来增加图片数，复制后更改方法见【更改图片】 【更改图片色彩】：点中图片》图片工具》格式》色彩（重新着色）》选择您喜欢的色彩 下载更多模板、视频教程：http://www.mysoeasy.com 知识回顾 1.物体由于 而具有的能叫动能。物体动能的大小与物体的 和 大小有关。 2.物体由于 具有的能叫重力势能。物体重力势能的大小与物体的 和 所处位置的 有关。 3.物体由于发生 而具有的能叫弹性势能。物体弹性势能的大小跟 的大小和形变物体的 有关。 运动 质量 运动速度 质量 高度 被举高 弹性形变 弹性形变 材料 物质结构的微观模型 一 物质的组成 1 常见物质是由分子或原子组成的 原子核 核外电子 原子 质子 中子 如果把分子看成小球，一般分子的直径大约只有10-10m，相当于一根头发丝直径的十万分之一。1cm3的水中含有约3x1022个水分子，一个水分子的质量约为3x10-26kg。最小的分子只有 10-27kg。 分子间存在间隙 物质结构的微观模型 一 形态各异的花粉，每一种花的花粉都不一样 显微镜下的粉笔颗粒，每一颗都像是精美的工艺品 物质的组成 1 在水面上的蚊子卵筏，这一个小小的卵筏就能孵出上百只让人讨厌的蚊子 在一片树叶上已经孵化的蝴蝶蛋，看起来就像是一堆放腌菜的缸 物质结构的微观模型 一 分子是静止的，还是运动的呢? 思考 物质的组成 1 物质结构的微观模型 一 上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体。抽去中间的隔板后，空气与二氧化氮逐渐混合均匀。 不同的物质在互相接触时，自发地彼此进入对方的现象，叫做扩散。 气体扩散现象 2 固体间的扩散现象 物质结构的微观模型 一 液体扩散现象 3 将蓝色的浓硫酸铜溶液缓慢注入烧杯内水的底部，几天之后，两种液体混合均匀了。 物质结构的微观模型 一 固体间的扩散现象 4 铅板—— 金板—— 几年后 把铅板和金板放在一起并压紧。几年之后，金板上渗入了一些铅，铅板上渗入了一些金。 扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 物质结构的微观模型 一 分子的热运动 5 实验观察 物质结构的微观模型 一 在冷水和热水中同时各滴人一滴红墨水溶液，比较红墨水在两杯水中的扩散快慢，思考分子运动快慢与温度有什么关系。 构成物质的分子运动的快慢与什么因素有关? 思考 分子的热运动 5 解释现象：为什么刚炒的热菜比凉菜更容易闻到香味？ 实验观察 物质结构的微观模型 一 分子的运动跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。我们把分子无规则运动叫做分子的热运动。 分子的热运动 5 分子之间的作用力 6 物质结构的微观模型 一 实验观察 将两根铅柱的端面削平后相对，用力压紧。会看到两根铅柱连接在一起了，即使在铅柱下面悬吊一定的重物，它们也不会分开。 是什么力使得两块铅块结合在一起？ 分子之间的作用力 6 物质结构的微观模型 一 实验观察 当分子被压缩时都会产生“抵抗”，分子间的距离减小，分子间的斥力增大，从而产生抵抗压缩的斥力；‌ 当分子被拉伸时，分子间的距离增大，为了阻止这种形变，从而产生吸引力以抵抗拉伸。 物质结构的微观模型：常见的物质是由大量分子组成的，分子都在永不停息地做无规则运动，分子间同时存在着引力和斥力。 大量实验表明： 分子之间的作用力 6 物质结构的微观模型 一 1.当分子之间的距离减小时，引力和斥力同时增大，斥力增大得快，主要表示为斥力。(如压缩物体） 2.当分子之间的距离增大时，引力和斥力同时减小斥力减小得快，主要表示为引力。(如拉长物体） 3.当分子之间的距离很大时，分子间的相互作用力很小，可以忽略不计。(如气体) 固体、液体和气体的分子分布特点有何不同呢？ 思考 固体、液体和气体的特征 二 固体中，分子彼此靠得很近，有规律地形成一定的结构，因而固体既有一定的形状，又有一定的体积。 盐分子结构模型 固体的特征 1 水分子结构模型 固体、液体和气体的特征 二 液体的特征 2 液体中，分子没有固定的位置，但只能在一定限度内运动因而液体没有确定的形状，具有流动性，但有一定的体积。 气体的特征 3 固体、液体和气体的特征 二 气体中，分子离得较远，它们之间除了在相互碰撞时，几乎没有相互作用力，分子能自由地向各个方向运动，因而气体没有确定的形状，具有流动性，也没有确定的体积。 丙烷分子的结构模型 二氧化碳分子的结构模型 固体、液体和气体的特征 二 固体、液体和气体的结构模型对比 分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。 固体分子 像做操的队伍 液体分子 像跳舞的队伍 气体分子 像自由活动的队伍 知识归纳 1.物质是由分子构成的； 2.物质的分子在永不停息地做无规则运动； 3.分子间存在着引力和斥力。 1.下列实例中，不能用来说明“分子在不停地运动”的是（ ） A．湿衣服在太阳下被晒干 B．炒菜时加点盐，菜就有咸味 C．扫地时灰尘飞扬 D．香水瓶盖打开后能闻到香味 C 课堂练习 2.今年5月1日起不准在公共场所吸烟，公共场所一般张贴了如图所示的标志，这主要是考虑到在空气不流通的房间里，整个房间里就会充满烟味，这是因为（ ）。 A.物质由分子组成 B.分子之间存在引力 C.分子之间存在斥力 D.分子都在不停地做无规则运动 课堂练习 D 3.用分子动力学理论解释下列现象，下列说法正确的是（ ）。 A.“尘土飞扬”说明分子在不停的做无规则运动 B.5mL水与5mL酒精混合后总体积小于10mL，说明分子间有间隙 C.将石块研磨成粉状，说明分子变小了 D.水结成冰后分子就停止了运动 课堂练习 B 水开了壶盖在跳动，推动壶盖运动的能量来自哪里呢？ 观察思考 物体的内能及其变化 三 分子动能：分子由于热运动而具有的能叫作分子动能。 运动的台球具有动能 宏观和微观物体的能量对比 1 运动的分子具有分子动能 分子势能：分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作分子势能。 弹簧形变时产生相互作用力具有势能 宏观和微观物体的能量对比 1 分子之间有相互作用力具有分子势能 物体的内能及其变化 三 内能：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能（internal energy），单位是焦耳(J)，简称焦。 内能的定义 2 物体的内能及其变化 三 一切物体在任何情况下都具有内能。 例:冰冷的冰块，温度虽然低，但是其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。 内能的大小跟哪些因素有关呢? 思考 机械能和内能的区别 3 物体的内能及其变化 三 机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。 机械能 内能 定义 运动 与温度的关系 存在 物体内所有分子热运动 的动能和分子势能的总和 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 分子的热运动(微观) 物体的机械运动(宏观) 有关 无关 不可为0 可为0 热量的定义 4 生活经验告诉我们，两个温度不同的物体互相接触时，低温物体从高温物体吸热，高温物体向低温物体放热。 热量：物体吸热或放热过程中所传递的能量，叫作热量(heat)。热量通常用符号Q表示，单位是焦耳(J)，简称焦。 物体的内能及其变化 三 条件: 存在温度差 方向: 例如:煮鸡蛋、烧水、热水袋取暖。 高温物体 低温物体 传递给 物体的内能及其变化 三 影响内能大小的因素 5 1.质量相等的两杯热水和冷水谁的内能大？ 温度越高 分子的无规则 运动就越剧烈 组成这个物体的所有分子的动能总和增加 结论：内能与物体的温度有关 2.温度相等质量不相等的两杯冷水谁的内能大？ 质量较大的水所含分子总数更多，分子动能总和更大，因此内能更大。 3.温度和质量都相等水和冰的谁的内能大? 结论：内能与物体的状态有关 结论：内能与物体的质量有关 水的内能大，因为冰吸收热量之后变成水。 200g 200g 水 冰 200g 120g 水 水 在一个厚有机玻璃管中放一些火柴头，快速下压有机玻璃管上端的活塞，可以看到火柴头燃烧起来。表明管内空气温度已升高到火柴头的燃点。管内空气温度升高表明管内空气分子的运动变得剧烈了，气体的内能增加了。 物体的内能及其变化 三 实验观察 从实验可知:物体的内能是可以改变的。 那么改变物体的内能有哪些方式呢? 思考 影响内能大小的因素 5 酒精灯给水加热，水的温度升高，这是用 的方式改变水的内能；瓶塞被推出时，水蒸气对瓶塞做功，内能减小，温度降低，同时管口附近出现“白气”（水蒸气液化成了小水珠）。这个过程是水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 结论：热传递可以改变内能 热传递 在一个试管里装一些水，用橡胶塞塞住管口。用酒精灯对试管底部加热。 探究实验1 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 热传递的定义:热传递是指热量由高温物体传递到低温物体的过程。在这个过程中，热量会通过传导、对流和辐射等方式传递。 热传递改变内能的本质:内能从一个物体转移到另一个物体。 例如： 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 ①给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能增大，这是通过________（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。 ②当瓶塞跳起时，瓶内气体的内能化成了瓶塞的机械能，这是通过________（选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。 做功 做功 结论：做功可以改变内能 广口瓶内有适量水，用打气筒向瓶内打气。 探究实验2 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 做功改变内能的本质:机械能与内能的相互转化。过程往往伴随着运动。 钻木取火 搓手取暖 滑梯发热 例如： 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 大量实验表明，做功和热传递是改变物体内能的两种方式。外界对物体做功，或者物体从外界吸收热量，物体的内能增加；反之，物体的内能减少。 热传递 做功 本质 能量的转移 能量的转化 条件 温度差 力的作用与位移 效果 高温物体降温，低温物体升温 机械能与内能相互转化 做功和热传递的区别 物体的内能及其变化 三 探究改变内能的方式 3 例题：一段粗铁丝，有什么办法使粗铁丝的温度升高？ 1.用火焰加热 2.太阳晒 3.反复弯折 5.用手焐 4. 在地上摩擦 6.用开水烫 7.用锤子不断敲击 以上方法中各是通过哪一种方式改变内能的？ 思考 热传递 做功 思考 汽车在急刹车过程中车胎表面温度急剧升高，甚至会出现冒烟的现象。物体的内能会发生什么变化?是用什么方式改变内能的？ 物体的内能及其变化 三 交流讨论 4 当汽车急刹车时，轮胎与地面之间的摩擦由滚动摩擦转变为滑动摩擦。导致剧烈摩擦产生大量热量。此时汽车的动能通过摩擦力做功转化为内能，使轮胎表面温度急剧升高（可达数百摄氏度）。高温导致轮胎橡胶发生热分解（碳化），形成微小颗粒并燃烧，表现为冒烟现象。 物体的内能及其变化 三 交流讨论 4 视频中哪些地方用到 了什么方式改变内能？ 思考 地源热泵工作原理示意图 地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。 拓展阅读 课堂小结 三 课堂小结 1.温度、内能与热量的区别 ①热量是过程量，表示内能的转移或传递。当物体吸收热量时，其内能增加；反之，放出热量时，内能减少‌；温度、内能是状态量。 ②单位区别：温度的单位是摄氏度（℃）， 内能与热量的单位是焦耳(J)，简称焦。 ③表述区别：内能只能说“有”“具有”“改变”“增加”或“减少” 温度只能说“是”“降低”或“升高” 热量只能说“吸收”或“放出” 2.温度、内能与热量的关系图 吸收 热量 温度升高 内能增加 不一定（物态变化） 不一定（物态变化） 不一定（做功） 不一定 （做功） 不一定 （对外做功） 一定 课堂小结 练习巩固 四 　1．（多选题）在下列选项中，物体内能的改变是通过做功实现的是（ ） A．在炎热的夏天，在啤酒中放入一些冰块，啤酒变凉 C．行驶的汽车，轮胎会变热 B．太阳能热水器水箱中的水被晒热 D．划火柴，火柴燃烧 C D 练习巩固 2.将铁丝弯折十余次，弯折处的温度会升高，下列能量转化过程与此不同的是（    ）       A.给水加热 B.搓手取暖 C.压缩气体 D.钻木取火        A 练习巩固 3.关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）。 A．晶体熔化时，吸热、温度不变，内能不变； B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量； C．温度为0℃的物体没有内能； D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少 D 练习巩固 4.下列有关温度、内能和热量的说法中，正确的是（　　）。 A．物体的温度不变，它的内能一定不变； B．物体内能增加，它一定吸收了热量； C．物体放出了热量，它的温度一定降低； D．物体温度降低，它的内能一定减少 D 练习巩固 5.关于热量、温度、内能的关系，下列说法正确的是（ ）。 A．物体的温度越高，所含热量越多； B．物体放出热量，温度可以不变，内能一定减小； C．物体吸收了热量，温度一定升高，内能一定增加； D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 B 练习巩固 6.下列事例用热传递改变物体内能的是( ) A.和平号空间站退役后坠入大气层与空气摩擦生热 B.冬天用热水袋取暖，人体感到暖和 C.冬天手冷时，两手相搓就暖和了 D.用锯子锯木头，锯条发热 B 练习巩固 7.对于发高烧病人，除了打针吃药，我们还有物理方法帮助降体温。发高烧的病人常用湿毛巾进行冷敷时，冷敷时 从病人的身体传给湿毛巾，导致病人的 降低， 减少；同时，湿毛巾的 升高， 增加‌。 温度 内能 热量 练习巩固 温度 内能 作业布置 五 布置作业 完成课本13页“自我检测”1-4题 谢谢观看 THANKS Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $