13.3内能 教学设计-2025-2026学年人教版（2024）九年级物理全一册

1. 生活 + 热点情境,引发疑问 教师活动:①展示两个场景:一是冬奥会冰壶场地工作人员用 “干冰” 制冰,干冰周围有白雾;二是刚灌满开水的暖水瓶,轻轻盖紧后,瓶盖突然 “砰” 的一声弹起。提问:“同学们,干冰为什么能让水结冰?暖水瓶的瓶盖为什么会跳起来?这两个现象里,都藏着一种‘看不见的能量’,它是什么呢?”②待学生初步回答(如 “干冰很冷”“水蒸气推的”)后,追问:“这种能量和我们学过的‘动能、势能’一样吗?” 学生活动:观察场景,结合生活经验思考,举手回答疑问,产生 “能量类型不同” 的初步认知。 2. 微观动画,建立模型 教师活动:播放 2024 版教材配套的 “分子热运动与内能” 动画:画面 1 展示大量分子无规则运动(温度越高,运动越剧烈),标注 “分子动能”;画面 2 用 “弹簧连接小球” 类比分子间相互作用,标注 “分子势能”。引导:“这种‘看不见的能量’,就是分子动能和分子势能的总和 —— 内能。” 学生活动:观看动画,直观感知 “分子有动能和势能”,为理解内能概念铺垫。 设计意图:结合冬奥会热点和生活现象,制造认知冲突,激发探究欲;微观动画将抽象概念具象化,符合学生认知规律。 (二)新知讲授:构建概念,辨析易混点(8 分钟) 1. 内能的定义与普遍性 教师活动:①板书内能定义:“:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和”,用红色粉笔标注 “所有分子”“热运动”“总和” 三个关键词。②提问:“0 的冰块有内能吗?为什么?” 引导学生结合分子动理论分析(“分子永不停息运动,即使温度低,分子仍有动能;分子间有作用力,仍有势能”)。③举例对比:空中飞行的足球,既有 “机械能”(整体运动的动能 + 重力势能),也有 “内能”(内部分子的热运动能量),强调 “机械能与整体运动有关,内能与微观分子运动有关”。 学生活动:讨论 “0 冰的内能”,小组代表发言;记录 “机械能与内能的区别”,举例说明(如 “静止的桌子有内能,没有机械能”)。 2. 温度、热量、内能的辨析 教师活动:①用口头表格对比三者(后续板书完善): 物理量 定义 性质 关键词 温度 分子热运动剧烈程度 状态量 高低 内能 分子动能 + 势能总和 状态量 有、增加、减少 热量 热传递中转移的内能 过程量 吸收、放出 学生活动:记录对比表格,判断 “物体含有热量”“温度高的物体内能一定大” 等说法的对错,举手纠正错误。 设计意图:通过关键词标注、反例辨析,突破内能概念的抽象性;结合新版教材实例和类比,帮助学生理清易混概念。 (三)实验探究:动手操作,突破难点(12 分钟) 1. 演示实验一:压缩气体做功,内能增加(4 分钟) 教师活动:①展示器材(厚玻璃筒、安全硝化棉、电动打气筒),强调安全:“硝化棉易燃,实验时保持 1 米距离,不触摸玻璃筒!”②操作步骤:将少量硝化棉放入玻璃筒,安装活塞;启动电动打气筒,快速压缩活塞,让学生观察现象。③问题链引导:“硝化棉燃烧了 —— 燃烧需要什么条件?(温度达到燃点)温度怎么升高的?能量从哪里来?” 引导学生得出 “对气体做功,机械能转化为内能,温度升高” 的结论,板书 “做功 机械能 内能(增加)”。 学生活动:专注观察,记录 “硝化棉燃烧” 的现象;思考问题,小组内讨论后举手回答,明确能量转化过程。 2. 演示实验二:气体膨胀做功,内能减少(5 分钟) 教师活动:①展示器材(带橡皮塞的烧瓶、温度传感器、显示屏),介绍数字化工具:“温度传感器能实时测量瓶内温度,数据会显示在屏幕上,大家注意观察数值变化。”②操作步骤:向烧瓶内加少量水(约 10mL),塞紧橡皮塞;用打气筒向瓶内打气,直至瓶塞弹出,让学生观察 “瓶塞运动”“白雾” 和 “温度变化”(如从 25 降至 18 )。③追问:“瓶塞为什么弹出?温度下降说明什么?能量怎么转化?” 引导学生分析:“气体对外做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低,水蒸气液化成白雾”,板书 “做功 内能 机械能(减少)”。 学生活动:观察瓶塞弹出和白雾,记录温度数据;结合数据讨论,派代表总结 “气体对外做功,内能减少” 的规律。 3. 学生分组实验:摩擦做功,感受内能变化(3 分钟) 教师活动:①布置任务:“每组用搓手板搓手 1 分钟,或用保温杯盖相互摩擦,用温度计测摩擦前后的温度(摩擦前测室温,摩擦后立即测温),记录在实验单上,思考‘现象说明什么’。”②巡视指导,提醒 “温度计使用规范(玻璃泡不接触摩擦面)”。 学生活动:动手实验,记录数据(如摩擦前 23 ,摩擦后 28 );感受 “手变热”,得出 “摩擦做功,内能增加” 的结论,填写实验记录单。 设计意图:演示实验用数字化工具,实现 “定量分析”,符合 2024 版教材要求;学生分组实验增强参与感,通过触觉 + 数据双重感知,突破 “做功改变内能” 的难点。 (四)合作讨论与课堂练习:应用知识,巩固提升(7 分钟) 1. 合作讨论:联系实际,深化理解(3 分钟) 教师活动:①出示 2024 版教材 “动手动脑学物理” 第 3 题:“新能源汽车行驶时,电池的化学能转化为电能,电能再转化为机械能,同时部分能量转化为内能,导致电池发热。请分析:(1)电池发热是通过什么方式改变内能的?(2)电池温度过高会有什么影响?(3)如何解决电池发热问题?”②将学生分为 4 组,每组聚焦 1 个问题,3 分钟后派代表汇报,教师点评补充(如 “电池发热是电流做功改变内能,需安装散热片或风扇降温”)。 学生活动:分组讨论,记录要点;代表汇报,其他组补充,明确 “做功改变内能” 在科技中的应用。 2. 课堂练习:针对性突破重难点(4 分钟) 教师活动:出示 3 道练习题,学生独立完成(3 分钟),后逐题讲解(1 分钟): a.辨析题(判断对错并改正): (1)0 的冰块没有内能。( ,一切物体都有内能) (2)物体温度越高,含有的热量越多。( ,热量是过程量,不能说 “含有”) (3)用热水袋取暖,是通过热传递改变内能。(√) b.应用题:冬天用手摸户外的铁块和木头,为什么感觉铁块更冷? (提示:铁块导热快,热传递效率高,手的内能减少更快) c.实验分析题:若压缩活塞时速度很慢,硝化棉还会燃烧吗?为什么? (提示:缓慢压缩时,气体内能增加的同时向外界散热,温度达不到燃点) 学生活动:独立做题,同桌互查;听讲解后纠正错误,在练习纸标注易错点(。 设计意图:讨论题结合新能源热点,体现物理与科技的联系;练习题覆盖重难点,帮助学生及时反馈,强化认知。 (五)课堂小结:结构化梳理,构建体系(3 分钟) 教师活动:①引导学生用 “思维导图” 总结,提问:“今天我们学了内能的哪些知识?从‘是什么(定义、普遍性)’‘怎么变(改变方式)’‘怎么辨(易混概念)’‘怎么用(实例)’四个方面回忆。”②在黑板上逐步完善思维导图(见 “板书设计”),学生补充内容(如 “改变方式有热传递和做功”)。 学生活动:回忆知识点,举手回答;对照黑板思维导图,梳理知识逻辑,形成体系。 设计意图:结构化小结帮助学生整合知识,避免碎片化,提升归纳能力。 (六)拓展延伸:联系社会,落实责任(5 分钟) 教师活动:①播放 2024 版教材 “科学世界” 配套视频《碳达峰与温室效应》(2 分钟),内容包括:温室气体(如 CO₂)的保温作用、人类活动(燃烧化石燃料、汽车尾气)加剧温室效应、我国 “碳达峰(2030 年前)”“碳中和(2060 年前)” 目标。②提问:“我们能为‘双碳’目标做些什么?” 引导学生结合生活举例(如 “骑自行车上学”“不用一次性塑料袋”“随手关灯”)。③总结:“物理知识不仅能解释生活,还能帮助我们解决社会问题,希望大家从身边小事做起,为环保贡献力量。” 学生活动:观看视频,讨论回答;记录 1-2 个自己能践行的节能措施(如 “每天少开 1 小时空调”)。 设计意图:联系国家政策,拓展学生视野,将 “科学态度与责任” 核心素养落到实处。 七、板书设计 第3节 内能 一、内能是什么? 1.定义:所有分子热运动动能 + 分子势能 2.单位:焦耳(J) 3.普遍性:一切物体(无论温度高低)都有内能 4.与机械能的区别:机械能:物体整体运动(动能 + 势能) 内能:微观分子运动(动能 + 势能) 二、内能怎么变? 改变方式 本质 实例 内能变化 热传递 能量转移 热水袋取暖、冷敷 吸热 ,放热 做功 能量转化 压缩气体(机 内) 对物做功 瓶塞弹出(内 机) 物对外做功 三、易混概念辨析 物理量 定义 性质 关键词 温度 分子热运动剧烈程度 状态量 高低 内能 分子动能 + 势能总和 状态量 有、增、减 热量 热传递中转移的内能 过程量 吸收、放出 八、课后作业 1.完成九年级物理教材第 1、2、4 题,要求: 2.写出 “铁块温度升高” 的两种可能方式(热传递、做功),并举例说明。 3.分析 “烧水时水蒸气顶起壶盖” 的能量转化过程(内能 机械能)。 九、教学反思 (一)成功之处 1.情境与素材贴合新版教材:导入环节结合冬奥会、新能源汽车,拓展环节联系 “双碳” 目标,符合 2024 版教材 “物理与生活、社会结合” 的要求,有效激发学生兴趣,学生参与度达 90% 以上。 2.实验设计突破难点:演示实验引入温度传感器,通过 “温度下降” 的定量数据验证 “气体对外做功,内能减少”,比单纯定性观察更有说服力;学生分组实验 “摩擦取暖”,让抽象概念可触可感,85% 的学生能准确描述能量转化。 3.核心素养落地到位:通过实验安全规范培养 “科学态度”,通过节能方案设计强化 “社会责任”,课后实践题中,70% 的小组能提出具体、可行的减碳措施,体现育人价值。 (二)存在问题 1.微观概念讲解不足:“分子势能” 的解释较简略,课后提问发现,约30% 的学生仍不理解 “分子间相互作用力如何产生势能”,需进一步用直观模型(如弹簧拉伸 / 压缩)演示。 2.数字化器材操作不熟练:温度传感器的显示屏切换较慢,导致实验等待时间增加,部分学生注意力分散,需提前调试设备,或培训学生助手协助操作。 (三)改进措施 1.补充微观模型演示:下节课课前用 5 分钟,用 “弹簧连接两个小球” 模拟分子间引力(拉伸弹簧)和斥力(压缩弹簧),直观解释 “分子势能” 的来源,强化认知。 2.优化时间分配:将合作讨论的 3 分钟压缩为 2 分钟,课堂练习去掉第 3 题,改为课后思考题,确保每个环节按计划推进;提前制作 “实验步骤 PPT”,减少器材介绍时间。 3.提前准备数字化器材:课前调试温度传感器,确保数据显示流畅;选拔 2-3 名学生作为 “实验助手”,提前培训操作方法,实验时协助教师指导,提升效率。 第 1 页 学科网(北京)股份有限公司 $$