第二节 内能（导学案）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第2节 内能（导学案） 【学习目标】 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。 【学习重点】 学习重点：内能、热量概念的建立和改变物体内能的两种途径。 【学习难点】 学习难点：内能、温度、热量的关系。 【自主预习】 阅读课本P34--37内容，并解答以下问题： 1. （1）分子由于不停地做热运动而具有的动能叫做分子动能； （2）分子之间由于存在类似弹簧形变时的相互作用力而具有的势能叫做分子势能。 （3）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。 （4）内能的单位是焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳。 2. （1）物体的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。 （2）一切物体都具有内能，当物体的温度升高时，内能增加；温度降低时，内能减少。 （3）此外，物体的内能还与物体的质量、状态等因素都有关。 3. （1）在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 （2）发生热传递时，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。 4. （1）对物体做功，物体的内能会增加；（2）物体对外做功，物体的内能会减少。 【探究新知】 【学习任务一】内能 1. 分子动能： 运动的物体具有动能，运动的分子也具有动能。 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。 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。 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）。 （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。 （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。 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。 【学习任务二】物体内能的改变 1. 思考讨论： 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。 1. 热量： （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。 （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。 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。 （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。 （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。 （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. （3）实质：内能与其他形式的能相互转化的过程 【学习任务三】温度、热量与内能 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。 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。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．在物理学中，把物体内所有分子动能与 的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则 时刻物体温度较高，该物体从A 时刻到 B 时刻 （选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。 【答案】 势能 B 不一定 【详解】[1]在物理学中，把物体内所有分子动能与势能的总和叫做物体的内能，一切物体都有内能。 [2]如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况，箭头越长代表分子运动的越快，B时刻箭头长，表示B时刻物体内部分子运动的快，物体温度越高，分子运动越剧烈，则B时刻物体温度较高。 [3]做功和热传递都能改变物体的内能，物体B时刻温度高，内能大，该物体从A 时刻到 B 时刻不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。 2．某学校的美食节活动中，小张同学将冰冻食材放入清水中解冻，经过足够长的时间，食材和清水一定相同的物理量是 （选填“温度’、“内能”或“热量”）。在热传递的过程中，传递能量的多少叫做 。 【答案】 温度 热量 【详解】[1]冰冻食材放入清水中，食材温度低于水的温度，食材从水中吸收热量，食材温度升高，水的温度降低，经过足够长的时间，食材和水达到相同的温度，此时食材和水具有相同的温度。 [2]在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 3．关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．铁水内能大小与温度无关 C．风具有机械能，不一定具有内能 D．一块石头具有内能，也可以同时具有机械能 【答案】D 【详解】A．任何物体在任何情况下都具有内能，0℃的冰也有内能，故A错误； B．物体的内能与温度、质量和状态有关，则铁水内能大小与温度有关，故B错误； C．具有机械能的物体一定具有内能，则风具有机械能，一定具有内能，故C错误； D．一切物体具有内能，物体可以发生机械运动，则可以同时具有机械能，故D正确。 故选D。 4．小明身边发生的下列实例中，属于利用热传递的方式使物体内能增加的是（　　） A．地板被阳光照射后温度升高 B．向墙中钉钢钉时，钢钉会发热 C．使劲搓手，感觉到手掌发热 D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起 【答案】A 【详解】A．地板被阳光照射后温度升高，这是利用热传递的方式改变了地板的内能，故A符合题意； B．向墙中钉钢钉时，对钢钉做功，钢钉会发热，这是利用做功的方式改变钢钉的内能，故B不符合题意； C．使劲搓手，克服摩擦做功，使手掌内能增大时，温度升高，手掌发热，故C不符合题意； D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起，对壶盖做功，水蒸气内能降低，故D不符合题意。 故选A。 5．学校跨学科实践小组制作了“水火箭”。如图甲为“水火箭”发射时的情景，如图乙为“水火箭”的简易原理图。用打气筒不断向“水火箭”内打气，当内部气压增大到一定程度时，水会向下喷出，从而使其升空。对于以上描述下列说法正确的是（    ） A．利用打气筒向“水火箭”内打气，“水火箭”中气体的内能增大 B．“水火箭”向下喷水的过程中，“水火箭”对水向下的作用力小于水对它向上的作用力 C．“水火箭”中的水喷完后，空中的“水火箭”还能继续上升一会儿，这是因为“水火箭”受到惯性作用 D．空中飞行的“水火箭”，若它所受的力全部消失，它一定竖直下落 【答案】A 【详解】A．利用打气筒向“水火箭”内打气，打气筒对“水火箭”内气体做功，将机械能转化为内能，使“水火箭”中气体的内能增大，故A正确； B．“水火箭”向下喷水的过程中，“水火箭”对水向下的作用力和水对它向上的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B错误； C．惯性是物体的属性，不是力，因此不能描述为受到惯性作用，故C错误； D．空中飞行的“水火箭”，若它所受的力全部消失，根据牛顿一定律可知，“水火箭”将一直向上做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 6．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，含有的热量就越多 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．一个物体温度升高，一定是吸收了热量 D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递 【答案】D 【详解】A．热量是热传递过程中发生转移的那部分内能，不能说“含有”，只能说“吸收”或“放出”热量，故A错误； B．物体的内能增加，温度可能升高，也可能不变，如晶体熔化时吸热，内能增加，温度却不变，故B错误； C．一个物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是别的物体对它做了功，故C错误； D．两个内能相同的物体，也有可能温度不同，故它们相互接触时，也可能发生热传递，故D正确。 故选D。 7．神舟号载人返回舱成功着陆，返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加。下列事例中物体内能改变方式与它相同的是（　　） A．汤勺放在热汤中温度升高 B．烧水时水温升高 C．压缩空气温度升高 D．取暖器旁的物体温度升高 ( A B C D ) 【答案】C 【解析】神舟十三号载人返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加，是通过克服摩擦做功来改变内能的。 A．汤勺放在热汤中温度升高，是通过热传递来改变物体内能的，故A不符合题意； B．烧水时水温升高，是通过热传递来改变物体内能的，故B不符合题意； C．压缩空气温度升高，是活塞对空气做功，使空气的内能增大、温度升高，故C符合题意； D．取暖器旁的物体温度升高，是通过热传递来改变物体内能的，故D不符合题意。 故选C。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 内能（导学案） 【学习目标】 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。 【学习重点】 学习重点：内能、热量概念的建立和改变物体内能的两种途径。 【学习难点】 学习难点：内能、温度、热量的关系。 【自主预习】 阅读课本P34--37内容，并解答以下问题： 1. （1）分子由于不停地做热运动而具有的动能叫做 。 （2）分子之间由于存在类似弹簧形变时的相互作用力而具有的势能叫做 。 （3）构成物体的所有分子，其热运动的 与 的总和叫做物体的内能。 （4）内能的单位是 ，各种形式能量的单位都是 。 2. （1）物体的内能与物体内部分子的 运动和分子之间的相互 情况有关。 （2）一切物体都具有内能，当物体的温度升高时，内能 ；温度降低时，内能 。 （3）此外，物体的内能还与物体的 、 等因素都有关。 3. （1）在热传递过程中，传递 的多少叫做热量，热量的单位是 。 （2）发生热传递时，高温物体 热量，内能 ；低温物体 热量，内能 。 4. （1）对物体做功，物体的内能会 ；（2）物体对外做功，物体的内能会 。 【探究新知】 【学习任务一】内能 1. 分子动能： 运动的物体具有动能，运动的分子也具有 。 温度越高，分子运动越 ，分子动能就越大，温度越低，分子动能就 。 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 。分子势能与分子间的距离有关。 3. 内能： （1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的 的总和，叫做物体的内能。 （2）单位： 。 （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。 （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 。温度越低，其内能越小。 ②质量：物体的质量越大，分子个数越多，物体的内能就 。 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 。 【学习任务二】物体内能的改变 1. 思考讨论： 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。 1. 热量： （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫 。 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。 （2） 单位： 。 （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。 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。 （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。 （3）热传递改变内能的实质： 实质是 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 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 。 （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 . （3）实质： 相互转化的过程 【学习任务三】温度、热量与内能 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 ，但温度 。晶体凝固，放出热量，内能 ，但温度也 。 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 ，也可能是物体对外界做功。物体温度升高，内能 ，也可能是外界对物体做功。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．在物理学中，把物体内所有分子动能与 的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则 时刻物体温度较高，该物体从A 时刻到 B 时刻 （选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。 2．某学校的美食节活动中，小张同学将冰冻食材放入清水中解冻，经过足够长的时间，食材和清水一定相同的物理量是 （选填“温度’、“内能”或“热量”）。在热传递的过程中，传递能量的多少叫做 。 3．关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．铁水内能大小与温度无关 C．风具有机械能，不一定具有内能 D．一块石头具有内能，也可以同时具有机械能 4．小明身边发生的下列实例中，属于利用热传递的方式使物体内能增加的是（　　） A．地板被阳光照射后温度升高 B．向墙中钉钢钉时，钢钉会发热 C．使劲搓手，感觉到手掌发热 D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起 5．学校跨学科实践小组制作了“水火箭”。如图甲为“水火箭”发射时的情景，如图乙为“水火箭”的简易原理图。用打气筒不断向“水火箭”内打气，当内部气压增大到一定程度时，水会向下喷出，从而使其升空。对于以上描述下列说法正确的是（    ） A．利用打气筒向“水火箭”内打气，“水火箭”中气体的内能增大 B．“水火箭”向下喷水的过程中，“水火箭”对水向下的作用力小于水对它向上的作用力 C．“水火箭”中的水喷完后，空中的“水火箭”还能继续上升一会儿，这是因为“水火箭”受到惯性作用 D．空中飞行的“水火箭”，若它所受的力全部消失，它一定竖直下落 6．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，含有的热量就越多 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．一个物体温度升高，一定是吸收了热量 D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递 7．神舟号载人返回舱成功着陆，返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加。下列事例中物体内能改变方式与它相同的是（　　） A．汤勺放在热汤中温度升高 B．烧水时水温升高 C．压缩空气温度升高 D．取暖器旁的物体温度升高 ( A B C D ) 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$