14.1《内能及其改变》教学设计-2025-2026学年沪科版九年级物理上册

该初中物理教学设计聚焦内能概念、改变内能的两种方式及热量等核心知识点，通过足球动能类比分子动能、弹簧势能类比分子势能，以机械能为学习支架衔接旧知，帮助学生建立内能概念。 亮点在于用类比法建构物理观念，如篮球飞行类比分子动能，压缩弹簧类比分子势能，化抽象为具体。通过压缩空气引火仪、瓶塞冲出“白气”等实验驱动科学探究，小组讨论分析内能影响因素，培养科学思维。易错点辨析与分层作业设计，助力学生夯实基础，教师易操作且能提升课堂效率。

14.1《内能及其改变》教学设计-2025-2026学年沪科版九年级物理上册 课标要求 3.1.2 通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以互相转化。 3.3.1 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 学业要求 1、了解内能和热量，知道做功和热传递是改变内能的两种途径。 2、能将内能、热量等概念与相关的自然现象联系起来。 一、课前分析 【教材分析】 本节是上海科学技术出版社出版的九年级物理第十四章的第一节，内能是整个热学的核心概念，主要内容包括：类比机械能概念的建立，结合分子运动论知识，建立内能的概念；通过分析生活和生产中改变内能的实例，能说出和辨别改变内能的途径；能正确认识到热传递过程就是能量发生转移的过程。在概念的建立上，内能概念的建立和前面所学的速度、密度、功率、比热容等概念不同，是以机械能概念的建立和分子运动论知识为基础，对所学知识的综合提升，对能量及其存在的不同形式进一步认识，因此对学生来说是一种建立概念的科学方法的进一步应用和综合能力的提升；通过分析内能的改变和对热量的科学认识，为进一步学习比热容、热机等知识、分析能量转化做好了铺垫。 【学情分析】 通过前面的学习，学生对于物态变化有了一定的认识，但主要还是停留在现象和应用方面，从能量的角度分析还没有思考过，具有一定的片面性；在生活中也积攒了大量有关内能和热量的生活经验，但也只是停留在比较浅的感性认识上，缺乏理性的思考和科学的认识。因此，要引导学生通过学习，把比较浅的感性认识上升到科学的理性认识上来，引导学生综合运用学过的知识，迁移、建立新的概念还是有一定困难的。因此，教学过程中应贴近学生生活，立足于已有的知识基础，从身边的生活实例入手，补充新的材料，展示给学生，在教师的引导下，实现自我提升。 二、教学目标 【物理观念】 1.知道内能的概念，知道内能的单位，能简单描述温度和内能的关系。 2.知道热传递可以改变物体的内能。 3.知道热量的概念及单位。 4.知道做功可以使物体的内能增加或减少。 【科学思维】 通过与机械能中的动能和势能做类比，建立内能的概念。体会类比法在物理学中的应用。 【科学探究】 通过对生活实例的分析、实验探究，总结归纳出改变物体内能的途径。 【科学态度与责任】 1.在学生体验科学探究的过程中，激发主动学习的兴趣。 2.通过演示实验使学生养成乐于观察、勤学好问的科学态度。 3.鼓励学生自己查找资料，培养学生自主学习的习惯。 三、教学思路 本节课是在学生认识了热现象之后，进一步探究热现象本质的开始篇，由此开始了解内能、了解热的本质。所以本节课起着承上启下的作用。教学中提倡引导、激发学生从生活中寻求与内能、内能改变途径及热量方面的具体事例，激发学生学习的兴趣。 四、教学重难点 【教学重点】 内能、热量概念的建立，改变物体内能的途径。 【教学难点】 能正确理解温度、内能、热量之间的关系。 五、教学准备 足球、弹簧、火柴及火柴盒、压缩仪、铁丝、矿泉水瓶、多媒体课件等。 【设计环节及意图】 情景引入（激发兴趣）→旧知复习（体现递进）→新知探究（方法引领）→小结评价（体现能力）……→课后小结（大概念统领）→任务评价（体现成效） 【课时安排】1课时 教学流程设计 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 【环节一】 章节引入 【环节二】 引入课题 【环节三】探究物体内能的大小 【环节四】 探究改变物体内能的方式 【环节五】 热量 活动一：创设情意、提出问题 PPT展示图片 思考：“热”是一种能量吗？它能做功吗？ 活动二：任务驱动、自主探索 1. （在讲台上演示）教师将篮球（或足球）踢出去在空中飞行过程中，篮球（或足球）具有动能，而分子都在不停地做无规则的运动，说明分子具有动能。 2.（演示）教师将石块举高时石块因地球的吸引具有重力势能，而分子之间有引力，说明分子有势能。 3.（演示）压缩弹簧，弹簧互相排斥，被压缩的弹簧具有弹性势能，而分子之间存在斥力，说明分子之间也有势能。 得出物体内部的分子有动能和势能，我们又把这两种能统称为什么能呢？ 活动三：交流合作、构建新知 图片展示并提问下面两个物体都具有内能吗? 思考：物体内能的大小与哪些因素有关呢？ （1）出示相同质量的冷水和热水，哪一杯水的内能大？为什么？ （2）出示温度相同而质量不同的两杯水，哪一杯水的内能大？为什么？ （3）质量相同、温度都是0℃的水和冰，哪一个的内能大？为什么？0℃的冰熔化成0℃的水，要吸热，本身的能量要增加，所以0℃的水的内能大。 （4）质量、温度相同的水和铁块所含的内能相同吗？不同。 结论：物体内能的大小与物体的温度有关，还与质量、材料、状态等有关。 PPT展示并提问：谁的内能大？练一练。 活动四：创设情意、提出问题 1.一根铁丝：怎样让一段铁丝温度升高呢？ 你有过这些体验吗？这是通过什么方式改变物体的内能？生活中还有哪些现象和这些类似？ （演示）将硝化棉放在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中，迅速向下压活塞，硝化棉就燃烧起来了。这是这什么呢？ 思考：若物体对外做功，物体内能将如何变化呢？ 3.（演示）自制教具 气体对外做功内能的变化 在瓶中加入少量的水，用瓶盖塞紧瓶口，然后向瓶内不断打气直到瓶塞被冲出去，观察到瓶口周围有“白气”产生。请分析“白气”产生的原因。（注意安全） 向瓶内打气的过程中，瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞打出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化而形成“白气”。 结论：物体对外做功，物体内能减少。 做功改变物体的内能，实质是能量发生了转化。 改变物体内能的途径是做功和热传递。 热传递改变物体的内能 热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 提问：热传递的过程，传递的是温度还是能量？ 热传递的条件：物体间存在温度差。 热传递的实质：内能发生了转移。 强调：做功和热传递对改变物体内能的作用是等效的。 思考讨论：那热传递的过程中能量传递了多少呢？又用什么物理量来表示呢？ 热量：在热传递过程中，物体间内能传递的多少叫热量，用Q表示，单位是J。 强调：热量是热传递过程中内能的改变量。因此只有在热传递过程中才能谈到热量的概念，只能说一个物体吸热或放出了热量，不能说一个物体具有热量。因此热量是一个过程量。而内能是一个状态量，是物体具有的能量。 学生思考并回答。 学生分析情境并回答问题。 学生回答（机械能等）教师加以引导。 小组讨论并说明理由。 通过给出的铁丝自主分小组讨论，代表发言。 观察现象，分小组讨论，代表发言。 分小组讨论，代表发言。 学生自行阅读教材分小组讨论，代表发言。 通过回忆已学过的知识，为内能概念的建立奠定基础。 通过类比，学生理解分子的动能。 通过类比，学生理解分子的势能。 通过类比，学生理解物体的内能。 学生紧紧依托内能的概念，经过学生探索得出内能大小与哪些因素有关的结论，体现学生主体，教师主导的理念。 让学生通过自主探究，总结出如何改变物体的内能，并能举出一些相应例子中是如何体现内能的变化的。 从瓶口的现象分析产生原因，回顾了物态变化的液化现象的形成过程；进一步思考得出温度降低的原因是自身对外做功其内能减少的结论。 总结出改变物体内能的方式。 学生自行阅读教材，培养自学能力。 课堂总结 1. 核心知识梳理 1. 内能的概念： 物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体在任何温度下都有内能（如 0℃的冰也有内能，区别于机械能 —— 机械能为 0 时内能不为 0）。 1. 影响内能的因素： ①温度：同一物体，温度越高，分子无规则运动越剧烈，内能越大（如热水内能大于冷水）； ②质量：温度相同时，物体质量越大，分子数量越多，内能越大（如 1kg 水内能大于 0.5kg 水）； ③物质种类、状态（如 1kg 冰和 1kg 水，状态不同，内能不同）。 1. 改变内能的两种方式： 方式 本质 教材实验实例 能量转化 / 转移 做功 其他形式的能→内能 压缩空气引火仪（活塞压缩空气，棉花燃烧） 机械能→内能 热传递 内能从高温物体→低温物体 用酒精灯加热水（水温升高） 内能的转移（无能量转化） 注：两种方式在改变内能上是等效的（如对水做功和加热水，都能使水的内能增加）。 2. 易错点辨析（结合教材 “想想议议”） 1. 误区 1：“温度高的物体内能一定大”→ 纠正：需同时考虑质量（如 1 滴 100℃的沸水，内能小于 1 盆 80℃的温水）； 1. 误区 2：“做功改变内能一定是机械能转化为内能”→ 纠正：也有内能转化为机械能（如气体膨胀推动活塞，内能→机械能）； 1. 误区 3：“热传递的条件是物体温度不同”→ 强调：热传递的条件是 “存在温度差”，方向是 “从高温到低温”，终止于 “温度相同”（热平衡）。 3. 生活应用链接 1. 做功改变内能：搓手取暖（克服摩擦做功，手内能增加）、打气筒壁发热（压缩气体做功）； 1. 热传递改变内能：冬天晒太阳（太阳→人体，内能转移）、用热水袋暖手（热水袋→手）。 课后作业 1. 基础题（巩固概念，教材课后题改编） 0. 下列关于内能的说法，正确的是（ ）（多选，源自教材 P87 第 1 题） A. 0℃的冰块没有内能 B. 物体的温度升高，内能一定增加 C. 物体的内能增加，温度一定升高（提示：晶体熔化时内能增加但温度不变） D. 内能与物体的质量、温度有关 0. 分别列举生活中 “通过做功改变内能” 和 “通过热传递改变内能” 的 2 个实例，并说明能量变化（源自教材 P87 第 3 题）。 2. 中档题（结合实验分析，教材实验拓展） 0. 如图是沪科版教材中 “压缩空气引火仪” 实验：用力下压活塞，棉花燃烧。 （1）该过程是通过______方式改变空气的内能，能量转化是______； （2）若下压活塞时速度变慢，棉花可能不燃烧，原因是______（提示：考虑热量散失与内能增加的关系）。 0. 用酒精灯加热装有水的烧杯，水的温度从 20℃升高到 80℃，此过程中水的内能______（选填 “增加”“减少” 或 “不变”），是通过______方式改变的；若停止加热，水会通过______方式逐渐降温，内能______。 3. 拓展题（联系实际，培养综合思维） 0. 冬天，人们常用热水袋取暖，也常用双手搓搓取暖。请从 “改变内能的方式” 和 “能量转化 / 转移” 两个角度，分析这两种取暖方式的不同（提示：热水袋是热传递，搓手是做功）。 0. 实践观察：观察家里的电热水器（或电饭煲），思考其工作时是通过哪种方式改变水的内能？记录观察结果并简要分析（要求：写出设备名称、工作现象、内能改变方式）。 板书设计 14.1内能及其改变 1、 物体的内能：1、内能的定义： 2、 内能的单位： 3、 内能的大小与那些因数有关？ 2、 改变内能方式的两种途径：1、做功、2热传递 3、 热量：Q,单位J,热传递的是能量而不是温度 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $