13.3 内能 课件 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

这是一个厚玻璃筒，它配有一个活塞，活塞上的橡胶垫起了密封的作用，在玻璃桶里放一小团硝化棉。把活塞迅速压下去，可以观察到棉花燃烧了起来，这是什么原因呢？活塞压缩空气做功，使空气的内能增加，从而温度升高。当温度达到硝化棉的燃点时，棉花就被点燃。这个实验说明，当外界对物体做功时，物体内能增加，温度升高，在这个过程中，机械能转化为内能。 大玻璃瓶内盛有少量水，塞紧瓶塞，给瓶内打气，观察现象。可以观察到瓶塞跳了出来，同时瓶内出现了大量的白雾。这是因为瓶内水上方存在着无色透明无法看到的水蒸气，向瓶内打气，气体的压力逐渐增大，最终将瓶塞顶出。在这个过程中，气体的温度降低，内能减小，水蒸气液化成了小水滴，所以看到瓶内出现白雾。通过这个实验我们了解到气体膨胀对外做功，气体的内能减小，温度降低，在这个过程中，内能转化为机械能。 人教版九年级全册第十三章内能 13.3内能 学习目标 02 03 04 物理观念 科学探究 科学态度 科学思维 与责任 ●知道内能的概念和 ●会用类比的方法建立 ●通过探究找到改变 ●通过探究，使学生体验探 单位； 内能的概念，能简单描 物体内能的两种方法： 究的过程，激发学生主动学 ●知道改变内能的两 述温度和内能的关系。 ·用所学知识解释一 习的兴趣。 种方式。 些内能增加或减少的 ●通过演示实验使学生养成 实例。 观察能力，并使学生通过实 验理解做功与内能变化的关 问题 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？ 一、内能 ■分子动能 HWOKO 冰 科普中国 运动的足球具有动能 运动的分子也同样具有动能 ●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 分子势能 分子间引力、斥力的变化 自由下落的苹果和地球相 被压缩的弹簧各部分 相互排斥和吸引的分 互吸引具有重力势能 相互排斥而具有弹性 子具有势能 势能 ●由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能。 这种势能叫作分子势能 一、内能 ■内能 ●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。 ●单位：焦耳（J) ●内能是不同于机械能的另一种形式的能： 飞在空中的足球，具有动能和重力势能，同时还 具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关， 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，内能是不同于机械能的另一种形式的能 一、内能 对内能的理解 ●一切物体在任何情况下都具有内能（一切物体的分子都在永不停息地做无 规则运动，且分子间都存在着相互作用的引力和斥力)； ●内能具有不可测量性。 炽热的铁水具有内能 冰冷的冰块，温度虽然低，但是其中的水分子仍 然在做热运动，所以也具有内能 一、内能 ■机械能和内能的比较 项目 内能（永不为零） 机械能（可以为零） 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 物体所具有的动能和势能的总和 影响因素 物体的温度、质量、状态 物体的质量、速度、高度或弹性形变的程度 疑 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 物体在运动时、被举高时、发生弹性形变时具 有 联系 1.具有机械能的物体，同时一定具有内能，但是具有内能的物体不一定具有机械能。 2.物体的内能和机械能可以互转化。 、内能 影响内能大小的因素 请同学们结合分子动理论的初步知识及动能和势能大小的影响因素， 讨论并交流影响物体内能大小的因素有哪些？ ①内能大小与温度有关 ②内能大小与质量有关 ③内能大小与状态有关 判断： 温度越高，内能越大。 同一物体温度越高，内能越大。 总结：内能的影响因素有质量、温度、物态、体积、种类。 温度逃半剧烈 二、热传递和内能的改变 如果把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热，这 是因为在此过程中发生了热传递。 高温 低温 放出热量 吸收热量 ●热传递：温度不同的物体相互接触，低温物体吸收热量、内能增加、温 度升高；高温物体放出热量、内能减少、温度降低。 ●热传递可以改变物体的内能 二、热传递和内能的改变 ● 热传递的三种方式 对热传递的认识 热传递的条件 温度差（不是内能差） 热传导 热传递的方向 高温物体→低温物体 高温物体放出热量，内能减少， 温度降低。 热传递的过程 低温物体吸收热量，内能增加，温度升高。 热对流 热传递的结果 末温相同（热平衡） 热传递的实质 能量的转移，能量的形式并未发生改变 热辐射 二、热传递和内能的改变 请同学们掌心相对，快速搓手，然后把手放 在脸频上，会有什么感觉？ ●分析：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。 ●做功也可以改变物体的内能 热传递和内能的改变 演示 如困甲所示，在一个配精陪鍪变空气2的能所示，在烧瓶内盛少量水， 1. 的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉把活塞 并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳 迅速压下去，观察发生的现象。 起时，观察瓶内的变化。 在上述实验中，通过什么途径改 变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能？ ●实验1分析：是因为活塞压缩气体●实验2分析：当瓶塞跳飞出时，是瓶内水蒸 做功，使空气的内能增加，温度升 气对瓶塞做功，水蒸气的内能减少，温度降 高，达到脱脂棉的燃点。 低，水蒸气遇冷，液化成小液滴，于是就观 。对物体做功。物体内能增大，九板亮易体岛乔般种弱森内能减小，内能转化 能转化为内能 为机械能 ●做功改变物体内能的实质是机械能和内能之间的相互转化 二、热传递和内能的改变 ●热传递和做功对物体内能的改变是等效的 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。 拓展知识 ·姿膏的奔深稷 可二物深盒度升高，说明其内能增大；温度降低说明其内能减 小。 ●物态变化：晶体的熔化和凝固过程及液体的沸腾过程中，虽然温度保持 不变，但物体的内能发生了改变，因为物态发生了变化（内能增加或减 小时，温度不一定升高或降低) 。 温度/°C 观察冰熔化的温度一时间 BC段是冰吸热熔化过程， 图像可知，AB段是冰吸 内能增加，温度不变。 B 热温度升高过程，内能增 0 时间/min 加。 10 拓展知识 ■温度、内能、热量三者的辨析： ●同一物体温度升高内能一定增加，但不一定吸收了热量； ●其他条件不变时，同一物体吸收热量内能增加，但温度不一定升高。 ●同一物体温度降低内能一定减小，但不一定放出了热量； ●其他条件不变时，同一物体放出热量内能减小，但温度不一定降低。 课堂小结 内能 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 单位：焦（J) 影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态 •改变内能的两种方法 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。 做功：实质是内能与其它能的转化。外界对物体做功，内能增加； 物体对 外做功，内能减小。 等效性：热传递和做功改变物体的内能是等效的。 做功 热传递 596KB 练习与应用 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？ 解析： 背包的内能不变。因为在上行过程中，张老师对背包做功，做的功增加了 背包的重力势能，并没有增加背包的内能。 书的内能不变，因为列车启动后，列车对书做功，做的功增加了书的动能， 但并没有增加书的内能。 内能由温度，物态和分子运动决定。 练习与应用 、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？ ()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 解析：()小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦，将部分机械能转化为内 能，故小孩的机械能减少，内能增加； (2)火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，其内能增 大。火箭上升的过程中，速度增大，高度增大，所以动能和重力势能都变大，机械能 变大； (3)飞行的子弹，击中一块木板后，克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内能， 故子弹的机械能减少，内能增加。 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。 解析： 烤火取暖时，手吸收热量，内能增大， 温度升高，是通过热传递改变物体 内能： 钻木取火是克服摩擦做功，内能增大，氵 温度升高，机械能转化为内能，是 通过做功改变物体内能。 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！) 解析： 解释原因：摩擦过程中，钉帽与硬纸板之间产生摩擦力，克服摩擦力做功 机械能转化为内能。内能增加导致钉帽温度升高。当手指接触钉帽时，由于钉帽 温度高于手指，发生热传递，手指感受到温度变化。 结论：摩擦可以产生热量，这是机械能转化为内能的体现。 下课烫死我了，这杯茶的热量真是太大了，不知道它有多少温度。等把内囊放没了我再喝吧，快闭嘴。屋里大师们的棺材板都快压不住了。内能、温度和热量这三个词可是不能乱说的，我今天得好好的给你上一课内能、温度和热量是热学中三个重要的物理量。先来说说内能，内能是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。只要存在分子就一定会有内能，所以内能只能说有，不能说无，而且只有当物体内能改变时，才有数量上的意义。比如说用打气筒打气时，对打气筒做功，打气筒的内能增加了三焦。接下来是温度，温度表示物体的冷热程度。从分子动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，而分子是在永不停息的做无规则运动的。所以对于物体而言，不能说又没有温度，只能说温度是多少或温度达到多少。比如说人体的正常温度是36度左右，我现在已经达到40度了，快带我去医院。物理学中的热量是在热传递过程中物体吸收或放出热的。多少热量跟热传递紧密相连，没有热传递就无热量可言。热量也不能说有没有，只能说吸收多少或放出多少。比如说炸薯条的时候，把薯条放进热油里，让每一根薯条吸收了200焦左右的热量，表面变为金黄色时就可以被我们享用了。真香。薯条一边吃着还不耽误学习。但是我。现在还不知道内能、温度和热量三个有什么关系。那咱就先来说说内能和温度的关系。温度的高低标志着物体内部分子运动速度的快慢。当物体温度升高时，其内部分子无规则运动的速度就会增大，分子的动能增大，因此内能也增大。相反的，温度降低，物体内能就会减小。所以物体温度的变化一定会引起内能的变化，但是物体内能的变化却不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化时，有可能只是分子势能发生了变化，而分子动能却没有变。比如晶体在融化和凝固的过程中，还有液体沸腾过程中，内能虽然发生了变化，但温度却保持不变。再来说说内能与热量的关系。我们知道改变物体的内能有两种方式，做功和热传递。物体内能的改变不一定是由于物体吸收或放出了热量，有可能是对物体做了功或物体对外做了功。而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少。因此物体吸热或放热一定会引起内能的变化。最后是热量与温度的关系。物体吸收或放出热量，温度不一定变化。这是因为物体在吸热或放热的同时，物体本身有可能发生了物态变化，如冰的融化或水的凝固。这时物体虽然吸收或放出了热量，但温度却保持不变。而物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功或物体对外做功，使物体的温度改变了。怎么样？这回知道他们仨之间的关系了？你别都吃了，给我留点。 对了吗？我现在要不换过来换转了他不换，再便宜烤虾这么多研究。尽量让它斜着往这边走，往那边这样走。对，而这种碎石显然是被腐蚀，然后开裂。