第一节 内能及其改变（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

第一节 内能及其改变 （导学案） 【学习目标】 1.知道内能的概念，理解分子动能与分子势能的总和构成内能。 2.了解温度与内能的关系知道改变物体内能的两种途径（做功和热传递），能区分两种方式的实质（能量转化与能量转移）。 3.理解热量的概念。 【学习重点】 1. 改变物体内能的两种途径（做功和热传递）及其实质。 2. 热量的概念及热传递过程中内能的转移规律。 【学习难点】 1. 从微观角度理解内能的构成（分子动能与分子势能）。 2. 区分做功（能量转化）和热传递（能量转移）改变内能的本质区别。 3. 理解 “热量是过程量”，不能说物体 “含有” 热量。 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 1.物体的内能 （1）定义：物体内所有分子无规则运动的 动 能，以及分子 势 能的总和叫做物体的内能。内能的国际单位是 焦耳 ，其符号是 J 。 （2）影响因素：同一物体，体积不变时，温度越高，其内能越 大 。 注：物体内能的大小除了与温度有关外，还跟物体的质量、体积、状态等因素有关.因此，温度高的物体的内能不一定比温度低的物体的内能大. 2.改变物体内能的两种途径 （1）改变内能的方法： 做功 和 热传递 。做功改变物体内能的实质是内能与 机械 能之间的 转化 ，能量的形式发生变化；热传递改变内能的实质是内能的 转移 ，能量的形式并未发生变化。 （2）热传递的三种方式： 热传导 、 对流 和 热辐射 。 热传递发生的条件是存在 温度差 。 3.热量：在热传递过程中，物体间 内能传递 的多少称为热量. 热量通常用字母 Q 表示，其国际单位是 焦耳 ，符号为 J 。 注：热传递过程中，高温物体放出热量，内能 减少 ；低温物体吸收热量，内能 增加 。 【课堂探究】 一、物体内能 1.类比推理 (1)飞奔的猎豹具有动能。(2)挂在树枝上苹果具有重力势能。(3)被拉伸的弹簧具有弹性势能势能。 运动的物体具有__动____能，被举高的物体具有__重力势____能，发生弹性形变的物体具有___弹性势___能；这些能量统称为__机械____能。 思考：构成物质的分子在永不停息地做无规则运动，分子是否具有__分子动____能？分子间存在相互作用力且有间隙，分子是否具有___分子势___能？ 归纳：物体内所有分子的___分子动___能与___分子势___能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是___内能___，符号是__J____。 2.内能与温度的关系 分析实例：等质量的热水和冷水，谁的内能更大。理由是？ 热水的内能更大。理由是温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，因此物体内能越大。 结论：分子的无规则运动（热运动）剧烈程度与温度有关，温度越高，分子动能越___大___，同一物体的内能越____大__（体积变化不大时）。 讨论辨析 “0℃的冰块没有内能”，这种说法正确吗？为什么？ 不正确。因为0℃的冰块虽然温度较低，但其内部的分子仍在进行无规则的热运动，分子之间仍然存在相互作用力，因此冰块仍然具有内能。可见，任何物体在任何温度下都具有内能。 【例题1】关于内能，下列说法正确的是（　　） A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关 C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能 【答案】D 【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误； B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误； D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。 二、探究改变物体内能的两种方式 1. 做功改变内能 1. 实验分析 1：观察 “压缩空气点火” 实验（厚壁玻璃筒中放硝化棉，迅速下压活塞） 0. 现象：___硝化棉燃烧___。 0. 分析：活塞对空气__做功____，空气内能___增加___，温度__升高____，达到硝化棉燃点。 1. 实验分析 2：快速反复弯折铁丝，触摸弯折处 1. 现象：___弯折处温度升高___。 1. 分析：人对铁丝__做功____，铁丝内能__增加____，温度___升高___。 1. 归纳：做功可以改变内能，实质是__其他形式____能与____内__能的相互转化。 1. 举例：生活中通过做功改变内能的实例（至少 2 个）： 锤打铁块使其发 热汽车刹车时刹车片发热等。 2. 热传递改变内能 1. 实例分析： 4. 铁锅被炉火加热后烫手：____内__能从炉火转移到铁锅。 4. 暖风机使室温升高：____内__能从暖风机转移到空气。 4. 太阳晒暖棉被：____内__能从太阳转移到棉被。 1. 归纳：热传递的三种形式是__热传导____、___热对流___、___热辐射___；热传递可以改变内能，实质是内能从___高温___物体向___低温___物体转移，条件是存在___温度___差。 1. 举例：生活中通过热传递改变内能的实例（至少 2 个）： 烧水时，热量从火源传递到水壶，再传递到水中； 冬天用热水袋取暖，热量从热水袋传递到人体。 3. 对比两种方式做功与热传递 改变内能的方式 实质 相同点 做功 __能量的转化____ 都能改变物体的内能 热传递 ___能量的转移___ 【例2】古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　） A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热 C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大 【答案】C 【解析】钻木取火实质是通过做功的方式改变物体的内能。 A．搓手取暖，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意； B．小朋友溜滑梯时，臀部克服滑梯摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意； C．热鸡蛋放在冷水中，鸡蛋和水温度不同，内能从鸡蛋传给水，是通过热传递的方式改变物体内能，故C符合题意； D．压缩空气时，对空气做功，使空气内能增大，故D不符合题意。 故选C。 任务三：理解热量的概念 1.自主学习 阅读课本 “热量” 部分，回答： 6. 热量的定义：热传递过程中，物体间___内能传递___的多少叫做热量，用符号__Q____表示，单位是___J___。 6. 规律：高温物体___放出___热量，内能___减少___；低温物体__吸收____热量，内能__增加___。 2.易错辨析： “物体含有多少热量” 这种说法正确吗？为什么？ 不正确，“热传递”是一个动态过程，是过程量。因此不能用“含有”“具有”等静态的词语来描述 【例3】关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（   ） A．物体的温度越高，所含热量越多 B．温度高的物体，内能不一定大 C．0 ℃的冰块，内能一定为零 D．任何两物体间都会发生热传递 【答案】B 【解析】用来描述热量的术语是吸收和放出，A错误。内能的大小和温度、质量、状态等因素有关，故温度高的物体，内能不一定大，B正确。一切物体都具有内能，C错误。发生热传递的条件是有温度差，D错误。 【归纳整理】 第一节 内能及其改变 【课堂练习】 1．如图所示，在试管内装适量水，用带玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾，小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧，其内能转化为化学能 B．水被加热，是通过做功使水的内能增加 C．叶轮转动，此现象与热机工作原理相同 D．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧时，是将自身储存的化学能转化为内能，而非内能转化为化学能，故A错误； B．水被加热的过程中，是通过热传递使水的内能增加，而非做功，故B错误； C．水沸腾产生水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，将内能转化为机械能。与热机的工作原理相同，故C正确； D．水蒸气推动叶轮转动时，对叶轮做功，自身的一部分内能会转化为叶轮的机械能，内能减少，而非增加，故D错误。 故选C。 2．羊肉粉是贵州人早餐的最爱，如图是一碗刚煮好的羊肉粉，下列说法正确的是（    ） A．煮羊肉粉前，锅内水温度升高，所含热量增多 B．煮羊肉粉时，通过热传递改变了羊肉粉的内能 C．看到热腾腾的羊肉粉上漂着诱人的辣椒油，是由于油的比热容大 D．羊肉粉烫嘴，说明温度总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【答案】B 【详解】A．“热量”是过程量，不能说“含有”热量，只能说吸收或放出热量，故A错误； B．煮羊肉粉，羊肉粉内能增加，这是因为羊肉粉与加热源之间存在温度差，即这是通过热传递的方式增加羊肉粉的内能，故B正确； C．辣椒油漂在汤的上面，是由于辣椒油的密度比汤的密度小，故C错误； D．羊肉粉烫嘴，主要原因是羊肉粉的温度高，不能说明温度总是从内能大的物体向内能小的物体转移，故D错误。 故选B。 3．如图的实例中通过做功使内能增加的是（　　） A．图甲：内燃机的做功冲程 B．图乙：迅速压下活塞 C．图丙：试管里的水蒸气把软木塞冲开 D．图丁：用柴火烧水 【答案】B 【详解】A．图甲中内燃机的做功冲程，高温高压气体对外做功，内能减小，故A不符合题意； B．图乙中迅速压下活塞，对空气做功，使空气内能增加，故B符合题意； C．试管里的水蒸气把软木塞冲开，对外做功，内能减小，故C不符合题意； D．柴火烧水，水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 故选B。 4．热干面是湖北最著名的食物之一，被誉为湖北的灵魂小吃。它以面条纤细、色泽黄亮、拌以香油、 芝麻酱等配料而闻名。拌有配料的热干面闻起来很香，这是 现象，过一会儿后热干面的 （选填“内能”“热量”或"内能和热量都"）减小，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变的。 【答案】 扩散 内能 热传递 【详解】[1][2][3]拌有配料的热干面闻起来很香，说明配料的香味扩散到了热干面中，这是扩散现象，是分子不停地做无规则运动的结果；过一会儿后因热干面向周围环境中传递热量，热干面内能减小，这是通过热传递方式改变的。 5．央视节目《一馔千年》再现了《清明上河图》中荔枝膏的制作过程。如图所示，先用清水煮荔枝，通过 的方式增加荔枝的内能，煮到水剩一半，去掉荔枝继续煮，陆续放入各种辅料直到最后熬成稠膏。舀起荔枝膏时会拉出细丝，说明分子间 。 【答案】 热传递 存在引力 【详解】[1]改变内能的方式有做功和热传递，用清水煮荔枝，荔枝吸收热量，温度升高，内能增大，因此是通过热传递的方式增加荔枝的内能。 [2]分子间存在着相互作用的引力和斥力，舀起荔枝膏时会拉出细丝是因为分子间存在引力。 6．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，筒内的硝化棉燃烧，向下压缩的目的是通过对 （选填“硝化棉”或“空气”） （选填“做功”或“热传递”）的方式，从而增加其内能使其温度升高。 【答案】 空气 做功 【详解】[1][2]活塞向下压缩的过程中，它直接作用的对象是玻璃筒内的空气，而不是硝化棉。硝化棉只是作为易燃物质放置在筒底，用于指示内能增加导致的温度升高效果。活塞对空气施加力并使其体积减小，这是一个做功的过程。在这个过程中，活塞的机械能被转化为空气的内能，导致空气的温度升高。当空气温度升高到一定程度时，它达到了硝化棉的燃点，从而引发硝化棉的燃烧。综上所述，向下压缩的目的是通过对空气做功的方式，增加其内能并使其温度升高。 7．如图所示，陨石在大气层坠落时发热发光形成流星，这是通过 的方式将陨石的机械能转化为内能；汽油机的 冲程与此过程的能量转化方式相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】[1]做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。陨石与空气摩擦时发热发光，通过克服摩擦做功，使陨石内能增大，是机械能转化为内能。 [2]在压缩冲程中，将活塞运动的机械能转化为汽缸内气体的内能，所以与此过程的能量转化方式相同。 8．“淄博烧烤”爆火出圈，成为淄博的新名片，大量游客涌入这座城市。人们老远就能闻到烧烤的香味，说明分子在做 运动，食物烤熟是通过 的方式改变其内能。 【答案】 无规则 热传递 【详解】[1]烤肉散发出香味，这是扩散现象，说明肉香分子不停地做无规则运动。 [2]食客们不断翻烤食物，食物吸收热量，内能增大，利用热传递的方式增加肉的内能。 9．端午节是我们传统节日，餐桌上粽香四溢，这属于 现象，手拿粽子时感觉很烫，这是通过 方式增加了手的内能。 【答案】 扩散 热传递 【详解】[1]粽子的香气四溢，这是因为分子在不停做无规则运动，属于扩散现象。 [2]改变内能的方式有两种，做功和热传递。拿粽子的手感觉很烫，手从粽子吸收了热量，内能增加，是通过热传递方式增加了手的内能。 10．建筑工人在固定铁钉时，用铁锤多次敲击铁钉，使铁钉温度升高，内能 ；随后将灼热的铁钉浸入冷水中冷却，这是通过 的方式减小铁钉的内能。 【答案】 增加 热传递 【详解】[1]改变物体内能有两种方式：做功和热传递。建筑工人用铁锤多次敲击铁钉，铁锤对铁钉做功，使铁钉的内能增加，温度升高。 [2]将灼热的铁钉浸入冷水中，铁钉的温度高于冷水的温度，存在温度差，铁钉会放出热量，内能减小，这是通过热传递的方式改变铁钉的内能。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一节 内能及其改变 （导学案） 【学习目标】 1.知道内能的概念，理解分子动能与分子势能的总和构成内能。 2.了解温度与内能的关系知道改变物体内能的两种途径（做功和热传递），能区分两种方式的实质（能量转化与能量转移）。 3.理解热量的概念。 【学习重点】 1. 改变物体内能的两种途径（做功和热传递）及其实质。 2. 热量的概念及热传递过程中内能的转移规律。 【学习难点】 1. 从微观角度理解内能的构成（分子动能与分子势能）。 2. 区分做功（能量转化）和热传递（能量转移）改变内能的本质区别。 3. 理解 “热量是过程量”，不能说物体 “含有” 热量。 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 1.物体的内能 （1）定义：物体内所有分子无规则运动的 能，以及分子 能的总和叫做物体的内能。内能的国际单位是 ，其符号是 。 （2）影响因素：同一物体，体积不变时，温度越高，其内能越 。 注：物体内能的大小除了与温度有关外，还跟物体的质量、体积、状态等因素有关.因此，温度高的物体的内能不一定比温度低的物体的内能大. 2.改变物体内能的两种途径 （1）改变内能的方法： 和 。做功改变物体内能的实质是内能与 能之间的 ，能量的形式发生变化；热传递改变内能的实质是内能的 ，能量的形式并未发生变化。 （2）热传递的三种方式： 、 和 。 热传递发生的条件是存在 。 3.热量：在热传递过程中，物体间 的多少称为热量. 热量通常用字母 表示，其国际单位是 ，符号为 。 注：热传递过程中，高温物体放出热量，内能 ；低温物体吸收热量，内能 。 【课堂探究】 一、物体内能 1.类比推理 (1)飞奔的猎豹具有动能。(2)挂在树枝上苹果具有重力势能。(3)被拉伸的弹簧具有弹性势能势能。 运动的物体具有______能，被举高的物体具有______能，发生弹性形变的物体具有______能；这些能量统称为______能。 思考：构成物质的分子在永不停息地做无规则运动，分子是否具有______能？分子间存在相互作用力且有间隙，分子是否具有______能？ 归纳：物体内所有分子的______能与______能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是______，符号是______。 2.内能与温度的关系 分析实例：等质量的热水和冷水，谁的内能更大。理由是？ 结论：分子的无规则运动（热运动）剧烈程度与温度有关，温度越高，分子动能越______，同一物体的内能越______（体积变化不大时）。 讨论辨析 “0℃的冰块没有内能”，这种说法正确吗？为什么？ 【例题1】关于内能，下列说法正确的是（　　） A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关 C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能 二、探究改变物体内能的两种方式 1. 做功改变内能 1. 实验分析 1：观察 “压缩空气点火” 实验（厚壁玻璃筒中放硝化棉，迅速下压活塞） 0. 现象：______。 0. 分析：活塞对空气______，空气内能______，温度______，达到硝化棉燃点。 1. 实验分析 2：快速反复弯折铁丝，触摸弯折处 1. 现象：_____。 1. 分析：人对铁丝______，铁丝内能______，温度______。 1. 归纳：做功可以改变内能，实质是______能与______能的相互转化。 1. 举例：生活中通过做功改变内能的实例（至少 2 个）： 。 2. 热传递改变内能 1. 实例分析： 4. 铁锅被炉火加热后烫手：______能从炉火转移到铁锅。 4. 暖风机使室温升高：______能从暖风机转移到空气。 4. 太阳晒暖棉被：______能从太阳转移到棉被。 1. 归纳：热传递的三种形式是______、______、______；热传递可以改变内能，实质是内能从______物体向______物体转移，条件是存在______差。 1. 举例：生活中通过热传递改变内能的实例（至少 2 个）： 3. 对比两种方式做功与热传递 改变内能的方式 实质 相同点 做功 ______ 都能改变物体的内能 热传递 _____ 【例2】古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　） A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热 C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大 任务三：理解热量的概念 1.自主学习 阅读课本 “热量” 部分，回答： 6. 热量的定义：热传递过程中，物体间______的多少叫做热量，用符号______表示，单位是______。 6. 规律：高温物体______热量，内能______；低温物体______热量，内能_____。 2.易错辨析： “物体含有多少热量” 这种说法正确吗？为什么？ 不正确，“热传递”是一个动态过程，是过程量。因此不能用“含有”“具有”等静态的词语来描述 【例3】关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（   ） A．物体的温度越高，所含热量越多 B．温度高的物体，内能不一定大 C．0 ℃的冰块，内能一定为零 D．任何两物体间都会发生热传递 【归纳整理】 第一节 内能及其改变 【课堂练习】 1．如图所示，在试管内装适量水，用带玻璃管的胶塞塞住，加热试管使水沸腾，小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧，其内能转化为化学能 B．水被加热，是通过做功使水的内能增加 C．叶轮转动，此现象与热机工作原理相同 D．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 2．羊肉粉是贵州人早餐的最爱，如图是一碗刚煮好的羊肉粉，下列说法正确的是（    ） A．煮羊肉粉前，锅内水温度升高，所含热量增多 B．煮羊肉粉时，通过热传递改变了羊肉粉的内能 C．看到热腾腾的羊肉粉上漂着诱人的辣椒油，是由于油的比热容大 D．羊肉粉烫嘴，说明温度总是从内能大的物体向内能小的物体转移 3．如图的实例中通过做功使内能增加的是（　　） A．图甲：内燃机的做功冲程 B．图乙：迅速压下活塞 C．图丙：试管里的水蒸气把软木塞冲开 D．图丁：用柴火烧水 4．热干面是湖北最著名的食物之一，被誉为湖北的灵魂小吃。它以面条纤细、色泽黄亮、拌以香油、 芝麻酱等配料而闻名。拌有配料的热干面闻起来很香，这是 现象，过一会儿后热干面的 （选填“内能”“热量”或"内能和热量都"）减小，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变的。 5．央视节目《一馔千年》再现了《清明上河图》中荔枝膏的制作过程。如图所示，先用清水煮荔枝，通过 的方式增加荔枝的内能，煮到水剩一半，去掉荔枝继续煮，陆续放入各种辅料直到最后熬成稠膏。舀起荔枝膏时会拉出细丝，说明分子间 。 6．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，筒内的硝化棉燃烧，向下压缩的目的是通过对 （选填“硝化棉”或“空气”） （选填“做功”或“热传递”）的方式，从而增加其内能使其温度升高。 7．如图所示，陨石在大气层坠落时发热发光形成流星，这是通过 的方式将陨石的机械能转化为内能；汽油机的 冲程与此过程的能量转化方式相同。 8．“淄博烧烤”爆火出圈，成为淄博的新名片，大量游客涌入这座城市。人们老远就能闻到烧烤的香味，说明分子在做 运动，食物烤熟是通过 的方式改变其内能。 9．端午节是我们传统节日，餐桌上粽香四溢，这属于 现象，手拿粽子时感觉很烫，这是通过 方式增加了手的内能。 10．建筑工人在固定铁钉时，用铁锤多次敲击铁钉，使铁钉温度升高，内能 ；随后将灼热的铁钉浸入冷水中冷却，这是通过 的方式减小铁钉的内能。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$