13.3　内能　2025-2026学年人教版物理九年级全一册

本文围绕《内能》展开，聚焦内能概念、改变方式及热量概念。承接之前能量知识，为后续热学学习奠基。通过类比、实验探究等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于多种教法结合，如讲授、实验探究、讨论等，利用实验器材与多媒体辅助教学。既提升学生对抽象概念的理解与应用能力，又为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点。

第十三章 第3节《内能》 ——“教-学-评”核心素养一体化教案 1、 核心素养目标 （1） 物理观念 1. 理解内能的概念，能从微观角度解释内能的含义，知道内能与温度的关系。 1. （1）明确内能是物体内部大量分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。 1. （2）认识到温度对内能大小的影响，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体内能越大。 2. 知道热传递可以改变物体的内能，理解热量的概念，能区分温度、内能和热量。 （1）理解热传递是热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的过程。 （2）掌握热量是热传递过程中传递的能量的多少，单位为焦耳（J）。 （3）清晰区分温度、内能和热量三个概念，明白它们之间的联系与区别。 3. 知道做功可以改变物体的内能，能解释相关的生活现象。 1. （1）了解对物体做功，物体内能增大；物体对外做功，物体内能减小的规律。 1. （2）能够运用此规律解释生活中如打气筒打气、钻木取火等现象。 （2） 科学思维 1. 通过类比机械能，构建内能的概念，培养类比推理的思维能力。 1. （1）回顾机械能中动能、势能与物体宏观运动和位置的关系。 1. （2）类比得出内能与分子微观运动和相互作用的关系。 2. 从微观角度分析内能的改变，培养微观想象和逻辑推理能力。 1. （1）借助多媒体动画等工具，想象分子在不同条件下的运动状态。 1. （2）依据分子运动理论，推理内能改变的原因和方式。 （3） 科学探究 1. 通过探究改变物体内能的方法，经历科学探究过程，培养提出问题、设计实验、进行实验、分析论证等能力。 （1）能够从生活现象中发现与内能改变相关的问题，并提出合理猜想。 （2）学会设计控制变量的实验，探究做功和热传递对物体内能的影响。 （3）规范地进行实验操作，准确记录实验数据。 （4）根据实验数据进行分析，得出改变物体内能方式的正确结论。 2. 在探究过程中，体会控制变量法的应用。 1. （1）明确在探究不同因素对物体内能改变的影响时，控制其他因素不变的重要性。 1. （2）能够在具体实验设计中正确运用控制变量法。 （4） 科学态度与责任 1. 培养严谨、实事求是的科学态度，激发对物理现象的探究欲望。 1. （1）在实验探究中，如实记录数据，不篡改、不臆造。 1. （2）对实验结果进行客观分析，不盲目下结论。 2. 认识到内能知识在生活和生产中的广泛应用，增强将物理知识服务于生活的意识。 1. （1）了解内能知识在取暖、制冷、动力等方面的应用。 1. （2）思考如何运用所学内能知识解决生活中的实际问题。 2、 教学重难点 （1） 教学重点 1. 内能的概念，内能与温度的关系。 1. （1）深入理解内能的定义，明确其微观本质。 1. （2）掌握内能随温度变化的规律。 2. 改变物体内能的两种方式：做功和热传递。 1. （1）清晰区分做功和热传递改变物体内能的不同本质。 1. （2）能准确判断生活中通过做功或热传递改变物体内能的实例。 3. 热量的概念及与内能变化的关系。 1. （1）精准把握热量的概念，明确其与内能变化的定量联系。 1. （2）能运用热量概念解释热传递过程中的能量变化。 （2） 教学难点 1. 对内能概念的理解，从微观角度认识内能。 1. （1）克服宏观思维的局限，建立微观层面分子运动与内能关系的理解。 1. （2）借助模型、动画等手段，构建微观想象，加深对内能概念的理解。 2. 区分温度、内能和热量。 1. （1）梳理温度、内能和热量的概念内涵，明确它们各自的决定因素。 1. （2）通过实例分析和对比，强化对三者区别与联系的认识。 3、 教学方法 1. 讲授法：系统讲解内能、热量等概念及相关理论知识。 2. 实验探究法：通过实验探究改变物体内能的方式，培养学生实践和探究能力。 3. 讨论法：组织学生讨论温度、内能和热量的区别与联系，促进学生思维碰撞。 4. 类比法：类比机械能帮助学生理解内能概念。 5. 多媒体辅助教学法：利用动画、图片等多媒体资源，直观展示微观现象，辅助教学。 4、 教学道具素材 1. 实验器材： （1）铁丝：用于演示克服摩擦做功改变内能。 （2）酒精灯：提供热源，用于热传递实验。 （3）烧杯、水：配合酒精灯进行热传递实验。 （4）活塞式打气筒：演示压缩空气做功改变内能。 （5）压缩空气引火仪、硝化棉：展示压缩空气做功使物体内能增大引发燃烧现象。 2. 多媒体课件：包含微观粒子运动的动画、内能相关的图片和视频等，辅助学生理解抽象概念。 5、 教学过程 （1） 新课导入 1.生活场景引入：展示冬天人们搓手取暖以及用热水袋暖手的图片。 1. （1）提问学生：“搓手和用热水袋暖手都能使手暖和，这两种方式在改变手的内能上有什么共同之处和不同之处呢？” 1. （2）引发学生思考，从而引入本节课关于内能的学习。 （2） 新课教学 1. 内能的概念 类比引入： 1. （1）回顾机械能的概念，物体由于运动、被举高或发生弹性形变而具有的能分别是动能、重力势能和弹性势能。 1. （2）引导学生思考，构成物质的分子也在不停地做无规则运动，且分子之间有相互作用力，类比机械能，引出物体内部大量分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 微观分析： 1. （1）通过多媒体动画展示不同温度下分子的运动情况。 1. （2）讲解温度越高，分子的无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能也就越大，让学生从微观角度理解内能与温度的关系。 举例说明： 1. （1）举例说明一切物体都有内能，如冰冷的冰块，虽然温度低，但分子仍在运动，所以也具有内能。 1. （2）提问学生一些物体是否具有内能，如静止在地面上的石块、炽热的铁水等，强化学生对内能概念的理解。 2. 改变内能的方式 - 热传递 实验演示： 1. （1）在烧杯中装适量热水，用温度计测量水温。 1. （2）将一个温度较低的金属块放入热水中，一段时间后，再次测量水温，让学生观察水温的变化。 1. （3）提问学生看到了什么现象，引导学生思考热量从高温物体（热水）传递到了低温物体（金属块），导致它们的内能发生了改变。 概念讲解： 1. （1）讲解热传递的概念，即热量从高温物体传递到低温物体，或者从物体的高温部分传递到低温部分的过程。 1. （2）强调在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，用符号Q表示，单位是焦耳（J）。 生活实例讨论： 1. （1）让学生列举生活中热传递改变物体内能的实例，如用炉灶烧水、晒太阳取暖等。 1. （2）讨论热传递发生的条件（存在温度差）以及热传递的方向（从高温到低温）。 3. 改变内能的方式 - 做功 实验1：压缩空气做功： 1. （1）演示压缩空气引火仪实验，将少量硝化棉放入压缩空气引火仪的玻璃筒底部。 1. （2）快速压下活塞，观察到硝化棉燃烧。 1. （3）提问学生观察到的现象，引导学生分析活塞压缩空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点从而使其燃烧。 实验2：克服摩擦做功： 1. （1）让学生用手反复弯折铁丝，然后用手触摸弯折处，感受铁丝温度的变化。 1. （2）提问学生铁丝温度为什么升高，讲解人对铁丝做功，使铁丝的内能增大，温度升高。 归纳总结： 1. （1）讲解对物体做功，物体的内能会增大；物体对外做功，物体的内能会减小。 1. （2）举例说明生活中物体对外做功内能减小的现象，如给轮胎打气时，气筒壁发热（活塞对筒内空气做功，空气内能增大，温度升高，通过热传递使筒壁发热）；水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能减小。 （3） 课堂活动 1. 小组讨论： （1）给出问题“温度、内能和热量有什么区别和联系？请举例说明。” （2）让学生分组讨论，每组记录讨论结果并派代表发言。 设计意图：通过讨论，帮助学生深入理解温度、内能和热量这三个容易混淆的概念，培养学生的分析归纳能力和合作交流能力。 及时性评价：对各小组的讨论结果进行点评，肯定正确观点，纠正错误认识，引导学生全面、准确地理解概念。 2. 实例分析竞赛： （1）展示一系列生活中改变物体内能的实例图片，如钻木取火、冰箱制冷、给自行车打气气筒发热等。 （2）将学生分成小组进行竞赛，看哪个小组能最快且准确地分析出是通过哪种方式改变物体内能，并说明理由。 设计意图：以竞赛形式激发学生的学习兴趣，强化学生对改变内能两种方式的识别和应用能力。 及时性评价：对各小组的回答进行及时评判，对表现优秀的小组给予表扬和奖励，鼓励其他小组积极参与。 3. 实验设计活动： （1）提出问题“请设计一个实验，证明做功可以改变物体的内能，且内能的改变可以通过温度的变化来体现。” （2）让学生分组设计实验方案，然后每组推选一名代表上台展示方案，其他小组可以提出改进意见。 设计意图：培养学生的实验设计能力和创新思维，加深学生对做功改变物体内能这一知识点的理解。 及时性评价：对学生的实验设计方案进行详细评价，指出优点和不足，鼓励学生完善方案。 （4） 典型例题分析 1. 例题1：关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 温度为0℃的物体没有内能 B. 物体内能增加，一定是通过外界对物体做功 C. 正在沸腾的水吸收热量，温度不变，内能不变 D. 在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少 1. 分析：本题全面考查内能的概念、改变内能的方式以及内能与温度的关系，培养学生对知识点的综合理解和辨析能力，体现科学思维素养。 1. 解答：一切物体都有内能，A选项错误；物体内能增加，可能是外界对物体做功，也可能是吸收了热量，B选项错误；正在沸腾的水吸收热量，温度不变，但内能增加，C选项错误；在相同物态下，同一物体温度降低，分子热运动减慢，内能会减少，D选项正确。所以答案是D。 2. 例题2：下列事例中，通过做功的方式改变物体内能的是（ ） A. 两手相互摩擦，手的温度升高 B. 用煤气炉给水加热，水的温度升高 C. 把蔬菜放进冰箱，蔬菜的温度降低 D. 在阳光照射下，公园里石凳的温度升高 1. 分析：本题考查对改变物体内能方式的判断，培养学生区分做功和热传递两种方式的能力，属于科学思维素养的考查。 1. 解答：两手相互摩擦，是克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体内能；用煤气炉给水加热、把蔬菜放进冰箱、在阳光照射下石凳温度升高，都是通过热传递的方式改变物体的内能。所以答案是A。 3. 例题3：质量为0.5kg的水，温度从20℃升高到60℃，吸收的热量是多少？[c水 = 4.2×10³J/(kg·℃)] 1. 分析：本题考查热量的计算，培养学生运用热量公式解决实际问题的能力，体现科学思维素养中运用物理知识进行计算和分析的能力。 1. 解答：根据热量计算公式Q吸 = cmΔt，其中c = 4.2×10³J/(kg·℃)，m = 0.5kg，Δt = 60℃ - 20℃ = 40℃，则Q吸 = 4.2×10³J/(kg·℃)×0.5kg×40℃ = 8.4×10⁴J。 （5） 课堂小结 1. 知识总结： 内能概念： 1. （1）物体内部大量分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。 1. （2）温度是影响内能大小的重要因素，温度越高，内能越大。 改变内能方式： 1. （1）热传递：存在温度差时，热量从高温物体传向低温物体或从物体高温部分传向低温部分。 1. （2）做功：对物体做功，物体内能增大；物体对外做功，物体内能减小。 热量概念： 1. （1）热传递过程中传递的能量的多少，单位是焦耳（J）。 1. （2）热量与内能变化紧密相关，热传递导致内能改变的量用热量度量。 2. 方法归纳： 1. （1）类比机械能学习内能概念，建立知识联系。 1. （2）通过实验探究和生活实例分析，理解改变内能的方式，理论联系实际。 （6） 课后作业 1. 基础性作业：课本练习与应用的1、2、3题。 1. （1）通过作业巩固内能、热量概念及改变内能方式的基础知识。 1. （2）强化学生对相关知识点的记忆和简单应用能力。 2. 拓展性作业：调查生活中还有哪些利用做功或热传递改变物体内能的实例，分析其工作原理，并记录下来。 1. （1）培养学生观察生活、应用物理知识的能力。 1. （2）加深学生对改变物体内能方式的理解，提高知识迁移能力。 （7） 达成性评价 1. 通过课堂提问，了解学生对内能、热量概念以及改变内能方式的理解程度。 1. （1）观察学生回答问题的准确性和完整性，判断其对知识的掌握情况。 1. （2）及时发现学生的知识薄弱点，以便后续针对性辅导。 2. 通过课堂活动，评价学生的分析归纳能力、实验设计能力以及合作交流能力。 1. （1）在小组讨论中，观察学生的参与度、观点表达以及对小组讨论的贡献。 1. （2）在实验设计活动中，评估学生的实验思路、创新点以及对实验原理的理解。 3. 通过课后作业，评估学生对知识点的掌握和应用能力。 1. （1）检查学生作业的完成质量，了解其对基础知识的掌握情况。 1. （2）分析学生对拓展性作业的完成情况，评估其知识拓展和应用能力。 （8） 教学反思 1. 内能概念较为抽象，虽然采用了类比和微观分析等方法，但部分学生理解起来仍有困难，后续可寻找更多贴近生活的实例或更生动的比喻帮助学生理解。 1. （1）例如，可将分子的无规则运动类比为课间教室里学生的自由活动，分子间作用力类比为学生之间的相互拉扯。 1. （2）通过更形象的比喻，降低学生理解难度，增强学习兴趣。 2. 在课堂活动中，部分小组讨论不够深入，可能是问题引导不够明确，在今后设计问题时应更加具体、有针对性，以提高讨论效果。 1. （1）比如，在讨论温度、内能和热量的区别与联系时，可细化问题，如“从微观角度分析温度升高时，内能和热量如何变化？” 1. （2）通过更具体的问题，引导学生深入思考，提高讨论质量。 3. 时间分配上，典型例题的讲解可以更紧凑一些，给学生留出更多时间进行课堂练习，及时巩固所学知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$