13.3内能课件 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

初中物理鹿老师 第3节 内能 第十三章 内能 初中物理鹿老师 素养目标 物理观念：知道内能的概念和单位；理解内能与物体的温度、质量、状态等因素的关系；知道改变内能的两种方式。 科学思维：会用类比的方法建立内能的概念，通过实验观察与分析，培养学生运用内能知识解释生产生活中的热现象，提高学生分析和解决问题的科学思维能力。 科学探究：通过探究找到改变物体内能的两种方法，能在探究过程中收集数据，分析总结得出规律。 科学态度与责任：让学生认识到内能在生产生活中的广泛应用，以及合理利用内能对社会发展的重要意义，增强学生的社会责任感。 初中物理鹿老师 重、难点 教学重点：内能概念的建立；改变物体内能的两种方式；运用内能知识解释现象。 教学难点：用类比的方法建立内能的概念；区分做功和热传递在改变内能上的异同。 13.3 初中物理鹿老师 内能 装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。 推动瓶塞的能量来自哪里？ 在热现象中，保持一个物体不动，对其加热或者做功（例如摩擦该物体），这个物体的能量会不会发生改变呢？ 如果有能量的改变，这种能量以什么形式存在呢？ 13.3 初中物理鹿老师 内能 物体由于运动而具有的能，叫作动能 运动的分子也具有动能，叫作 分子动能 构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。 内能 13.3 初中物理鹿老师 内能 自由下落的苹果和地球互相吸引，具有重力势能 分子间距离较大时，分子间存在引力， 具有分子势能 内能 被压缩的弹簧各部分互相排斥，具有弹性势能 分子间距离较小时，分子间存在斥力， 具有分子势能 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 1.概念：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 作物体的内能。 2.单位：焦耳，符号是J。 3.内能是不同于机械能的另一种形式的能。 飞在空中的篮球，由于离开地面而具有重力势能，由于在空中飞行还具 有动能。 空中运动的篮球除了整体具有机械能，同时还具有内能。 机械能与整个物体的宏观机械运动情况有关，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。 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 1.概念：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 作物体的内能。 2.单位：焦耳，符号是J。 3.内能是不同于机械能的另一种形式的能。 飞在空中的篮球，由于离开地面而具有重力势能，由于在空中飞行还具 有动能。 空中运动的篮球除了整体具有机械能，同时还具有内能。 机械能与整个物体的宏观机械运动情况有关，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。 4.一切物体，不论温度高低，都具有内能。 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 内能 机械能 研究对象 概念 存在条件 影响因素 宏观世界的所有物体 微观世界的大量分子 物体所具有的动能和势能的总和 物体内部所有分子动能和分子势能的总和 物体运动/在高处/发生弹性形变 一切物体，不论温度高低 物体的质量、速度、高 度、形变程度等 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 温度越高 分子运动越快 分子动能越大 内能越大 同一个物体，温度升高，内能增大 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 分子越多 质量越大 内能越大 其他条件一样的情况下，质量越大，内能越大 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 体积变化 分子间距离变化 内能变化 物质的内能与物质的状态和体积有关 分子间势能变化 13.3 初中物理鹿老师 内能 内能 内能 机械能 研究对象 概念 存在条件 影响因素 宏观世界的所有物体 微观世界的大量分子 物体所具有的动能和势能的总和 物体内部所有分子动能和分子势能的总和 物体运动/在高处/发生弹性形变 一切物体，不论温度高低 物体的质量、速度、高 度、形变程度等 物体的温度、质量、状 态、体积等 13.3 初中物理鹿老师 内能 热传递和内能的改变 1.热传递可以改变物体的内能。 2.高温物体放出热量、内能减少，低温物体吸收热量、内能增加。 3.热传递的条件：温度差。 4.热传递的实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。 13.3 初中物理鹿老师 内能 热传递和内能的改变 1.热传递可以改变物体的内能。 2.高温物体放出热量、内能减少，低温物体吸收热量、内能增加。 3.热传递的条件：温度差。 4.热传递的实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。 13.3 初中物理鹿老师 内能 做功和内能的改变 除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能？结合右图思考、讨论。 右图所示的情形说明摩擦可以产生热，这部分内能是从哪里来的呢？ 摩擦时物体克服摩擦力做了功，这部分内能是物体克服摩擦力做功转化而来的。 13.3 初中物理鹿老师 内能 做功和内能的改变 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。 【现象】硝化棉燃烧起来。 【思考】压缩活塞时，硝化棉为什么会燃烧？这是通过什么途径改变了玻璃筒内空气的内能？ 【分析】硝化棉燃烧起来，是因为温度达到了硝化棉的燃点。 活塞压缩气体做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉燃点，硝化棉燃烧。 活塞的机械能转化为空气的内能。 做功可以改变物体的内能。 外界对物体做功，物体的内能增大。 13.3 初中物理鹿老师 内能 做功和内能的改变 如图所示，在烧瓶内盛有少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。 【现象】瓶塞被弹开，瓶内出现白雾。 【思考】为什么水蒸气能够把瓶塞弹开？为什么瓶内出现白雾？ 【分析】瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气；当瓶塞跳起时，是因为瓶内水蒸气对瓶塞做功。 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，内能减少，温度降低。 瓶内水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能。 做功可以改变物体的内能。 物体对外界做功，物体的内能减小。 13.3 初中物理鹿老师 内能 做功和内能的改变 1.做功可以改变物体的内能。 2.外界对物体做功，物体的内能增大；物体对外界做功，物体的内能减小。 3.做功改变物体内能的实质是能量的转化。 外界对物体做功时，一般是外界的机械能，转化为物体的内能；物体对外界做功时，一般是物体的内能，转化为外界的机械能。 13.3 初中物理鹿老师 内能 做功和内能的改变 有了内能的概念后，我们就能理解，对一个物体加热或者做功，就是使能量“流入”了物体的内部，物体的内能增加。能量通过这种方式被储存起来。 反过来，物体也可以对外放热或者做功，从而释放内能。 结果是等效的 13.3 初中物理鹿老师 内能 辨析温度、热量、内能 温度 内能 热量 定义 描述 单位 表示物体的冷热程度，是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。 物体的温度高或低、是多少、升高了或者降低了多少。 摄氏度（J） 在热传递过程中，物体传递内能的多少，是能量的变化量。 物体吸收热量或放出热量。 焦耳（J） 构成物体的所有分子，其分子热运动的动能和分子势能的总和。 物体具有内能、改变了多少内能、传递了多少内能等。 焦耳（J） 13.3 初中物理鹿老师 内能 辨析温度、热量、内能 温度 内能 热量 定义 描述 单位 表示物体的冷热程度，是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。 物体的温度高或低、是多少、升高了或者降低了多少。 摄氏度（J） 在热传递过程中，物体传递内能的多少，是能量的变化量。 物体吸收热量或放出热量。 焦耳（J） 构成物体的所有分子，其分子热运动的动能和分子势能的总和。 物体具有内能、改变了多少内能、传递了多少内能等。 焦耳（J） 物体的温度变化，一定会引起内能的变化。 物体温度升高，内能一定增加； 物体温度降低，内能一定减少。 物体的内能变化时，不一定会引起温度的变化。 13.3 初中物理鹿老师 内能 辨析温度、热量、内能 温度 内能 热量 定义 描述 单位 表示物体的冷热程度，是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。 物体的温度高或低、是多少、升高了或者降低了多少。 摄氏度（J） 在热传递过程中，物体传递内能的多少，是能量的变化量。 物体吸收热量或放出热量。 焦耳（J） 构成物体的所有分子，其分子热运动的动能和分子势能的总和。 物体具有内能、改变了多少内能、传递了多少内能等。 焦耳（J） 物体的温度变化，一定会引起内能的变化。 物体温度升高，内能一定增加； 物体温度降低，内能一定减少。 物体的内能变化时，不一定会引起温度的变化。 物体吸收或放出热量，一定会引起内能的变化。 物体吸收热量，内能一定增加； 物体放出热量，内能一定减少。 物体的内能变化时，不一定是吸收或放出热量。 13.3 初中物理鹿老师 内能 辨析温度、热量、内能 温度 内能 热量 定义 描述 单位 表示物体的冷热程度，是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。 物体的温度高或低、是多少、升高了或者降低了多少。 摄氏度（J） 在热传递过程中，物体传递内能的多少，是能量的变化量。 物体吸收热量或放出热量。 焦耳（J） 构成物体的所有分子，其分子热运动的动能和分子势能的总和。 物体具有内能、改变了多少内能、传递了多少内能等。 焦耳（J） 物体的温度变化，一定会引起内能的变化。 物体温度升高，内能一定增加； 物体温度降低，内能一定减少。 物体的内能变化时，不一定会引起温度的变化。 物体吸收或放出热量，一定会引起内能的变化。 物体吸收热量，内能一定增加； 物体放出热量，内能一定减少。 物体的内能变化时，不一定是吸收或放出热量。 物体吸收或放出热量，不一定会导致温度变化。 物体温度变化，不一定是由于吸收或放出热量。 初中物理鹿老师 课堂小结 13.3 内能 ①构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能；单位是焦（J）。 ②一切物体，不论温度高低，都具有内能。 ③影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态、体积等。 内 能 ①热传递：实质是内能的转移。物体吸收热量、内能增加；放出热量、内能减少。 条件：温度差。 ②做功：实质是内能与其它形式能的转化。外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。 ③等效性：热传递和做功改变物体的内能是等效的。 改变内能的 两种方法 内 能 1.张老师在火车站乘电梯时随自动扶梯匀速上行，他所携带的背包的重力势能增大，背包的内能是否也增大？为什么？他坐在高铁内将书放在小桌板上，列车启动后的一段时间内车速越来越快，书的动能增大，它的内能是否也增大？为什么？ 初中物理鹿老师 练习与应用 解： 内能是指构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。内能与物体的温度、质量、状态和体积等有关。 当张老师随自动扶梯匀速上行时，物体的温度、质量、状态和体积均未发生变化，所以内能保持不变。 当乘坐高铁时，列车启动后书的温度、质量、状态和体积均未发生变化，所以内能也保持不变。 13.3 内能 初中物理鹿老师 练习与应用 2.在以下过程中，小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小？机械能是在增大还是在减小？ （1）小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高。 （2）火箭在从地面向上发射的过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。 （3）子弹击中一块木板，子弹温度升高。 13.3 内能 解： （1）小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高，内能增大；匀速滑下，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小。所以这个过程是机械能转化为内能。 （2）火箭在从地面向上发射的过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，内能增加；火箭向上发射时，速度变大，动能增大，高度升高，重力势能增大，所以机械能增大。 （3）子弹击中一块木板，子弹温度升高，内能增大；击中木板后，子弹速度变小，动能减小，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小。所以这个过程是机械能转化为内能。 初中物理鹿老师 练习与应用 3.请说明“烤火取暖”和“钻木取火”分别通过什么方式改变物体的内能。 13.3 内能 解： “烤火取暖”是通过热传递的方式改变物体的内能。 “钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能。 初中物理鹿老师 练习与应用 4.把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化，并解释发生这种变化的原因。（操作时要注意安全！） 13.3 内能 解： 摩擦后的图钉钉帽变热，是因为通过克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增大，温度升高。 这是通过做功的方式改变物体的内能。 初中物理鹿老师 谢 谢 初中物理鹿老师 复习与提高 1.1mL水大约有20滴，每滴水大约含有2×1021个水分子。如果我们1s数3个水分子，多少年才能数完1ml水中所含的水分子？ 第十三章 内能 解： 已知1mL水大约有20滴，每滴水大约还有2×1021个水分子，则1mL水中水分子共计个。 已知1s数3个水分子，那么数完个水分子需要的时间为。 已知一年有。 则数完1mL水中所含的水分子需要。 初中物理鹿老师 复习与提高 2.在做图13.2-5所示的实验时，测得两个铅柱的接触面积为1.5cm2，当下方悬挂20kg的重物时，铅柱仍然未被拉开。请根据实验数据说明，大气压的作用不是铅柱能悬吊重物的主要原因。 第十三章 内能 解： 已知一个标准大气压为，接触面积为。 则大气压对铅柱的最大作用力为。 当悬挂20kg的重物时，此时需要的力为。 由于F<F需，所以说大气压的作用不是铅柱能悬吊重物的主要原因。 初中物理鹿老师 复习与提高 3.用相同的电加热器同时加热质量相等的水和另一种液体，二者初温均为20℃。一段时间后，测得水的温度为40℃，另一种液体的温度为42.1℃。另一种液体的比热容是多少？ 第十三章 内能 解： 因为用相同的电加热器同时加热水和另一种液体，所以。 又因为水和另一种液体的质量相等，所以。 则另一种液体的比热容 。 初中物理鹿老师 复习与提高 4.某同学做实验时所用的电加热器1s内放出的热量为700J。加热1min能使200g的水温度升高多少？ 第十三章 内能 解： 电加热器1s内放出的热量为700J，则1min放出的热量为。 又因为水的质量为200g=0.2kg。 根据，可得水升高的温度。 初中物理鹿老师 复习与提高 5.地球上海水的总质量约为1.4×1021kg，比热容约为4.2×103J/(kg·℃)。如果这些海水温度降低1℃，放出的热量约是多少？这些热量约是2021年全球总发电量的多少倍？已知2021年全球总发电量相当于1×1020J。 第十三章 内能 解： 根据公式可得，海水温度降低1℃时放出的热量 。 这些热量约是2021年全球总发电量的。 初中物理鹿老师 复习与提高 6.如图所示是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后接下来就是成品纸了。在你看来，“透火焙干”涉及哪些物理知识？ 第十三章 内能 解： 1.热传递：火的热量通过砖墙传递给湿纸膜，使纸张温度升高。 2.蒸发：湿纸膜上的水分吸收热量后由液态变为气态，汽化蒸发。 3.影响蒸发快慢的因素——温度：温度越高，蒸发越快。 4.汽化吸热：水分蒸发时需要吸收热量，从而加快纸张干燥。 综上所述，“透火焙干”利用了热传递和蒸发汽化的原理，使湿纸膜变为成品纸。 初中物理鹿老师 谢 谢 $$