第二节 内能（教学设计）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第2节 内能（教学设计） 【教学目标】 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和热量的关系。 2. 知道热量的概念和单位。 3. 知道热传递可以改变物体的内能。 4. 知道做功可以使物体内能改变。 【教材分析】 本节是在八年级对运动研究的基础上，从宏观的物质运动进入微观的分子热运动，从宏观的机械能拓展到内能，从宏观的热现象的基础上介绍深层次的微观。教材从分子结构观点理解物体内能的本质，然后，从物体分子热运动的角度帮助学生理解内能，在此基础上讨论内能的改变，进而引出人热量的概念。 【学情分析】 学生通过对化学的学习，已经初步了物质由分子构成的认识，对分子的特征也有了一定的认识。同时，学生的抽象思维能力有了较大提高。为本节课的学习打下较好的基础。本课题紧密联系学生日常生活，列举大量来自学生生活的生动实例、设计了针对教学重、难点的，生动的形象化的课件，演示了一些可感、可触、好玩的演示实验以及采用合理分组，交流合作，引导学生自主学习，合作学习。正是由于采取了适应学生特点和教材特点的教学设计，使本节课得以顺利展开。 【教学重难点】 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：内能、温度、热量的关系。 【器材准备】 和《内能》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 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？？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【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。 三、课堂练习： 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 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P37第1-5小题。 【教学反思】 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（教学设计） 【教学目标】 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和热量的关系。 2. 知道热量的概念和单位。 3. 知道热传递可以改变物体的内能。 4. 知道做功可以使物体内能改变。 【教材分析】 本节是在八年级对运动研究的基础上，从宏观的物质运动进入微观的分子热运动，从宏观的机械能拓展到内能，从宏观的热现象的基础上介绍深层次的微观。教材从分子结构观点理解物体内能的本质，然后，从物体分子热运动的角度帮助学生理解内能，在此基础上讨论内能的改变，进而引出人热量的概念。 【学情分析】 学生通过对化学的学习，已经初步了物质由分子构成的认识，对分子的特征也有了一定的认识。同时，学生的抽象思维能力有了较大提高。为本节课的学习打下较好的基础。本课题紧密联系学生日常生活，列举大量来自学生生活的生动实例、设计了针对教学重、难点的，生动的形象化的课件，演示了一些可感、可触、好玩的演示实验以及采用合理分组，交流合作，引导学生自主学习，合作学习。正是由于采取了适应学生特点和教材特点的教学设计，使本节课得以顺利展开。 【教学重难点】 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：内能、温度、热量的关系。 【器材准备】 和《内能》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 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？？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【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。 三、课堂练习： 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。 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P37第1-5小题。 【教学反思】 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 $$