第二节 内能（教学课件）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级上册

第十二章 内能与热机 物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 第2节 内能 （本课件包含PPT35张；图片：23张；动图视频：12个；教学视频：3个） 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道内能及其影响因素；知道改变内能的方式；知道热量。 02 科学思维 根据分子动理论，用类比的方法建立内能的概念。能在生活和相关的物理活动中正确使用热量术语。 03 科学探究 通过实践和探究，知道改变内能的两种方式。 04 科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 教学重难点 教学重点 教学难点 内能以及改变内能的两种方式。 内能、温度、热量的关系。 课堂引入 本节课将我们一起来探究相关问题。 做饭时，锅内的水沸腾后，锅盖常常被顶起。推动锅盖 运动的能量来自哪里？ 【学习任务一】内能 探究新知 1. 分子动能： 运动的物体具有动能，运动的分子具有动能。 温度越高，分子运动越剧烈，分子动能就越大，温度越低，分子动能就越小。 【学习任务一】内能 探究新知 2. 分子势能： 弹簧被压缩或拉伸时，各部分间互相排斥或吸引，所以弹簧具有弹性势能。 分子间既相互吸引又相互排斥，所以分子间具有势能，叫作分子势能。分子势能与分子间的距离有关。 【学习任务一】内能 探究新知 3. 内能： （1）定义：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）单位：焦耳（J）。 【学习任务一】内能 探究新知 3. 内能： （3）对内能的理解：一切物体，不论温度高低，都具有内能。 内能是不同于机械能的另一种形式的能： 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 。 【学习任务一】内能 探究新知 3. 内能： （4）影响物体内能大小的因素： ①温度：同一物体，状态不变时，温度越高，物体的内能越大。温度越低，其内能越小。 【学习任务一】内能 探究新知 3. 内能： （4）影响物体内能大小的因素： ②质量：物体的质量越大，分子个数越多，物体的内能就越大。 ③状态：物体的状态不同，分子间隔不同，分子势能不同，物体的内能就不同。 探究新知 【课堂小练】 1．关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 物体的运动速度越大，具有的内能越多 B. 静止的物体没有动能，也没有内能 C. 运动的物体有动能，没有内能 D. 烧红的铁块具有内能，冰冷的冰块也具有内能，一切物体都有内能 【答案】D. 【解析】内能的大小与物体内部分子热运动的剧烈程度和分子间的作用力有关。所有物体内部的分子都在不停地做无规则的热运动，因此任何物体在任何状态下都具有内能。 探究新知 【课堂小练】 2．仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是（　　） A．甲杯中水的内能多 B．乙杯中水的内能多 C．甲杯和乙杯中水的内能一样多 D．无法判断 【答案】B. 【解析】由图可知，甲和乙杯中水的质量相同，但乙杯中水的温度高于甲杯，因为在质量相同的情况下，物体的温度越高，物体的内能越大，所以乙杯中水的内能大，故B正确，ACD错误。故选B． 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 思考与讨论： 找来一根粗铁丝，想办法使它的温度升高内能增加。 试一试，你有几种方法？和同学交流，统计所有方法，并进行分类归纳。 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 1. 热量（Q）： （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。 热传递：如果把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热，这是因为在此过程中发生了热传递。 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 1. 热量（Q）： （2）单位：焦耳（J）。 （3）对热量的理解： 只有在热传递过程中，才能谈论热量。不能说具有或含有多少热量，只能说“吸收热量”“放出热量”等。 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 2. 热传递可以改变内能： （1）生活现象：烧水做饭、晒太阳、用空调制热或制冷。 例如：烧水时炉火的温度远远高于水的温度，所以水的温度升高，内能增加。 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 2. 热传递可以改变内能： （2）热传递的三种方式： ①热传导：用锅烧饭时，锅把手也会热。 ②对流：用锅烧饭时，锅里的水靠对流传热。 ③热辐射：太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 2. 热传递可以改变内能： （3）热传递改变内能的实质： 实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。（注意：不是传递温度） 3.做功可以改变内能： （1）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。 棉花会燃烧起来，是因为活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点。 可见，对物体做功，物体的内能增大。 空气压缩引火仪 探究新知 （2）如图，烧瓶（或可乐瓶）内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。在上述实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能？ 图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气；当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小。 可见，物体对外做功，物体的内能减小. 探究新知 【学习任务二】物体内能的改变 探究新知 3.做功可以改变内能 （3）实质：内能与其他形式的能相互转化的过程 探究新知 【课堂小练】 1．下列事例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（    ） A．古人钻木取火 B．冬天双手摩擦取暖 C．一杯热水慢慢变凉 D．人从滑梯滑下臀部发热 【答案】C 【解析】A．古人钻木取火，克服摩擦做功，属于用做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．冬天双手摩擦取暖，克服摩擦做功，属于用做功的方式改变物体的内能，故B不符合题意； C．一杯热水慢慢变凉，热水放出热量，温度降低，通过热传递的方式改变物体的内能，故C符合题意； D．人从滑梯滑下臀部发热，克服摩擦做功，属于用做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 探究新知 【课堂小练】 2．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，这是因为活塞压缩气体 ，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在 。 【答案】 做功 引力 【解析】[1]做功可以改变物体的内能，因此活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。 [2]分子间存在着引力和斥力，颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。 【学习任务三】温度、热量与内能 探究新知 温度、热量与内能的关系： 1.物体吸收或放出热量，内能要增加或减少，但温度不一定变化。 例如：晶体熔化（液体沸腾），吸收热量，内能增大，但温度不变。晶体凝固，放出热量，内能减小，但温度也不发生变化。 【学习任务三】温度、热量与内能 探究新知 温度、热量与内能的关系： 2.物体温度变化时，内能也变化，但不一定都吸收或放出热量。 例如：物体温度降低，内能减小，也可能是物体对外界做功。物体温度升高，内能增大，也可能是外界对物体做功。 【学习任务三】温度、热量与内能 探究新知 温度、热量与内能的关系： 探究新知 【课堂小练】 1．以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是（　　） A．物体内能增大，温度一定升高 B．物体温度升高，一定吸收了热量 C．物体温度升高，内能一定增大 D．物体内能增大，一定吸收了热量 【答案】C。 【解析】A．晶体熔化过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故A错误； B．物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故B错误； C．同一物体，质量不变，温度升高，内能增大，故C正确； D．物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故D错误。 课堂小结 课堂小结 课内知识通关 1.（多选）四只相同的烧杯中装有水，水量及温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（　　） A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能 B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能 C．c烧杯中水的内能大于a烧杯中水的内能 D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能 考点：内能大小的影响因素。 【答案】CD 【详解】A．由图知，a与b质量相同，b的温度高，所以b的内能大，故A错误； BD．由图知，c与d质量相同，d的温度高，所以d的内能大，故B错误，D正确； C．由图知，c与a的温度相同，c的质量大，所以c的内能大，故C正确。 课内知识通关 2.如图1所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是一个被销钉K锁住的活塞，C是一支温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）运动，气缸A内气体对外做功，温度计的示数________。 考点：改变内能的方式。 【答案】右，减小. 【解析】由题意可知，若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向右运动，气缸A内气体对外做功，内能减小，温度减小，温度计的示数减小。 图1 图2 课内知识通关 3.关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体含有的热量多 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．气体膨胀对外做功，自身内能会减少 D．热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体 考点：温度、热量、内能的关系。 【答案】C 【详解】A．热量是过程量，不能说物体含有的热量多，故A错误； B．物体吸收热量过程中温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故B错误； C．气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，则物体内能减小，故C正确； D．在发生热传递时，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，内能总是从高温物体转移到低温物体，故D错误。 课内知识通关 4.如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向后喷出，气球向前运动。此过程中（　　） A．气球的弹性势能增大 B．喷出的气体内能减小 C．喷出的气体热运动加剧 D．喷出的气体向外界传递热量 考点：改变内能的方式。 【答案】B 【解析】A．把封口的夹子松开，球内气体向外喷出，气球弹性形变变小，气球的弹性势能变小，故A不符合题意； B．喷出的气体对外做功，内能减小，故B符合题意； C．喷出的气体对外做功，内能减小，温度降低，热运动变慢，故C不符合题意； D．喷出的气体对外做功，内能减小，温度降低，从外界吸热，故D不符合题意。 作业布置 1.基础性作业：完成课本P37中的1——4小题。 2.拓展性作业：课本P37中的第5小题。 思路知道 拉动绕在管子上的橡皮条时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使得管子的内能增大、温度升高；因管子与酒精有温度差，所以管子会把热量传递给酒精，酒精的温度升高、内能增加，酒精会汽化为蒸气，最终酒精蒸气对塞子做功，将酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能，故会看到塞子跳起来。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$