13.3 内能 教案 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

该教案聚焦内能的概念、影响因素及改变方式，通过暖水瓶瓶塞弹起的生活现象导入，联系分子动理论中分子运动与相互作用的知识，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架，梳理内能与机械能的区别及相关原理。 此资料以核心素养为导向，运用类比法构建分子动能与势能的微观模型培养科学思维，通过分组探究铁丝升温方法并分类强化科学探究能力，结合压缩硝化棉、瓶塞弹开实验分析逻辑链，帮助学生准确辨析温度、热量和内能，提升科学态度，同时为教师提供清晰教学路径，提高课堂效率。

内能 第十三章 内能 第3节 内能 课题 内能 课型 新授课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 人教版九年级全一册 授课对象 九年级学生 授课时间 年 月 日 教学方法 类比法、实验探究法、讲授法、讨论法 教学用具 厚壁玻璃筒（配活塞）、硝化棉、烧瓶（配橡皮塞和玻璃管）、酒精灯、热水袋、湿毛巾、铁丝若干、多媒体课件 一、核心素养目标 1. 物理观念 理解内能的概念——构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。知道内能是不同于机械能的另一种形式的能。 知道影响物体内能大小的因素——质量（分子数目）、温度（分子运动剧烈程度）、状态（分子间距及势能）。理解"一切物体，无论温度高低都具有内能"。 知道改变物体内能的两种方式——做功和热传递。理解热传递的条件（温度差）和方向（从高温物体到低温物体）；掌握做功改变内能的规律（外界对物体做功→内能增加，物体对外界做功→内能减少）。 能区分温度、热量和内能三个概念，知道三者的联系与区别，避免"含有热量""具有热量"等不规范表述。 2. 科学思维 通过类比法（分子动能↔物体动能、分子势能↔弹簧势能），建立内能的微观模型，培养类比推理的科学思维方法。 通过对"使铁丝温度升高"多种方法的分类（热传递类 vs 做功类），培养归纳分类和透过现象看本质的分析能力。 通过对硝化棉燃烧实验和瓶塞弹开实验的分析，建立"做功↔内能改变↔温度变化↔宏观现象"的逻辑链，培养因果推理能力。 3. 科学探究 分组探究"使铁丝温度升高"的多种方法，并对方法进行分类，归纳出热传递和做功两种改变内能的方式。 观察并分析压缩空气引燃硝化棉的实验现象（活塞压缩→空气内能增大→温度升高→达到燃点→硝化棉燃烧），得出"外界对物体做功，内能增加"的结论。 观察并分析瓶塞弹开、瓶口出现白雾的实验现象，得出"物体对外界做功，内能减少"的结论。 4. 科学态度与责任 通过内能概念的建立过程，体会从宏观现象到微观本质的科学认知路径，培养尊重科学规律的严谨态度。 通过温度、热量和内能三个概念的辨析，养成准确、规范使用科学术语的良好习惯。 通过暖水瓶瓶塞弹起、搓手取暖等生活实例，感受物理与日常生活的紧密联系，增强学以致用的意识。 二、教学重点与难点 教学重点：1. 内能的概念——所有分子热运动的动能与分子势能的总和。一切物体无论温度高低都具有内能。理解内能与机械能的区别——内能是微观分子层面的能量，机械能是宏观物体层面的能量。 2. 改变物体内能的两种方式——做功（外界对物体做功→内能增加；物体对外界做功→内能减少）和热传递（条件：温度差；方向：高温→低温）。 3. 温度、热量和内能的区别——温度描述冷热程度，只能说"升高""降低"；热量是热传递过程中传递的能量，只能说"吸收""放出"，不能说"含有""具有"；内能是物体所有分子的动能和势能总和，只能说"有""具有""改变""增加""减少"。 教学难点：1. "一切物体都具有内能"的理解——温度再低，分子也在振动（永不停息地做无规则运动），所以分子动能永远不为零→总有内能。0℃的冰、-273℃的绝对零度附近，分子仍在振动。 2. 区分"做功改变内能"与"热传递改变内能"——做功的实质是内能与其他形式能的相互转化（压缩→机械能转为内能）；热传递的实质是内能的转移（高温物体内能转移给低温物体）。两者的本质不同。 3. 温度、热量、内能三者的辨析——学生易混淆"吸收热量"与"内能增加"、"温度升高"与"内能增加"的关系。重点：①同一物体温度升高→内能一定增加；②内能增加不一定温度升高（晶体熔化/沸腾过程）；③吸热不一定升温（熔化/沸腾过程）；④做功和热传递在改变内能上是等效的。 三、教学过程 环节一：情境导入（3-5分钟） 【教师活动】同学们，冬天你有没有发现——装着开水的暖水瓶，瓶塞有时会自己弹起来？推动瓶塞的力从哪来？是水蒸气的"内能"！我们前面学过分子动理论——分子在永不停息地运动，分子间存在引力和斥力。运动的分子有动能，相互作用的分子有势能，合起来就是物体的内能。内能看不见摸不着，但它可以推动瓶塞飞出去——今天我们就来深入学习内能及如何改变内能。 【学生活动】观察暖水瓶瓶塞弹起的现象图，思考：推动瓶塞的能量来自哪里？能说出"水蒸气的内能"。回忆分子动理论——分子在运动（有动能）、分子间有作用力（有势能），初步建立"内能=分子动能+分子势能"的直观理解。完成学案KWL预习栏。 【过渡语】机械能是宏观物体的动能和势能，而内能是微观分子的动能和势能。我们先来建立内能的科学定义，理解它受哪些因素影响。 装着开水的暖水瓶——瓶塞为什么会弹起来？ 环节二：新知探究（15-20分钟） 知识点一：内能 【教师活动】回忆分子动理论：①物质由大量分子构成；②分子在永不停息地做无规则运动；③分子间存在引力和斥力。运动的分子→具有动能。分子间的相互作用→类似弹簧形变→具有势能。请阅读课本P13-14，思考：什么是内能？ 【讲授】内能的定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）。注意——内能是微观分子层面的能量，不是宏观物体的机械能（动能+势能）。一个静止在地面的物体，机械能为零，但内能非常巨大（所有分子都在运动）！ 【教师活动】哪些因素会影响物体内能的大小？请从"分子数量→质量""分子运动剧烈程度→温度""分子间距→状态"三条思路分析。 【讲授】影响内能大小的因素：①质量——质量越大，分子数目越多，分子动能和势能的总和越大→内能越大；②温度——同一物体，温度越高，分子运动越剧烈→分子动能越大→内能越大；③状态——同种物质，状态不同→分子间距不同→分子势能不同→内能不同（例如同质量的100℃水蒸气内能>100℃水的内能>0℃冰的内能）。 【互动提问】【互动提问】"一切物体，无论温度高低都具有内能"——这句话对吗？0℃的冰有内能吗？为什么？ 【讲授】正确！一切物体都具有内能。原因：分子在永不停息地做无规则运动（热运动），只要温度高于绝对零度（-273.15℃），分子就始终在振动→分子动能>0→内能>0。炙热的铁水有内能，冰冷的冰块同样有内能！ 炙热的铁水——具有内能（温度高，分子运动剧烈） 冰冷的冰块——同样具有内能（分子仍在振动） 【过渡语】内能可以改变吗？冬天手冷了怎么办——搓手还是哈气？两种方法都能让手暖和，但本质不同。下面我们通过实验探究改变内能的两种方式。 知识点二：改变物体内能——热传递 【教师活动】冬天手冷怎么办？方法1——搓手（摩擦生热）；方法2——对手哈气（热气传热）。两种方法都能让手暖和，但本质不同！现在请大家分组，尝试用尽可能多的方法让一段铁丝温度升高，然后把方法分成两类。 【学生活动】分组实验：使铁丝温度升高——①用酒精灯直接加热；②放在太阳下晒；③放在热水中烫——这些是"热传递"。④用力来回弯折；⑤在砂纸上打磨；⑥用锤子敲打——这些是"做功"。分类原则：是否需要直接接触热源/是否有机械运动。 【讲授】热传递：①定义——能量从高温物体传到低温物体（或从同一物体的高温部分传到低温部分）的过程。②条件——物体间必须有温度差（温差为0时不发生热传递）。③方向——总是从高温物体传到低温物体（不是从内能大的传到内能小的！）。④实质——内能的转移（不是转化），能量形式不变。列举热传递改变内能的生活实例——热水袋取暖（热→冷）、湿毛巾冷敷额头（冷←热）。 冬天用热水袋取暖——热传递改变内能（热→冷） 发烧时用湿毛巾冷敷额头——热传递改变内能（冷←热） 【过渡语】热传递依赖于温度差，能量从高温传到低温。但如果两个物体温度相同，能不能不用热来改变内能？可以——用力弯折铁丝也能让它变热！这就是做功改变内能，我们通过两个演示实验来深入理解。 知识点三：改变物体内能——做功 【教师活动】演示实验1——在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞。观察到了什么？实验2——向装有水的烧瓶中打气，瓶塞被弹开，瓶口出现什么现象？ 【讲授】实验1（压缩空气引燃硝化棉）：活塞压缩空气→对空气做功→空气内能增大→温度升高→达到硝化棉燃点→硝化棉燃烧。结论：外界对物体做功→物体内能增加。实验2（瓶塞弹开+瓶口红雾）：瓶内水蒸气对瓶塞做功→瓶塞弹开；水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能→水蒸气的内能减少→温度降低→水蒸气液化成小水珠→瓶口出现"白雾"。结论：物体对外界做功→物体内能减少。 【重点辨析】【重点辨析】做功改变内能 vs 热传递改变内能：做功的实质是内能与其他形式能的相互转化——压缩时机械能→内能（增加），瓶塞弹出时内能→机械能（减少）。热传递的实质是内能的转移——能量只从高温到低温，不涉及能量形式的转化。但做功和热传递在改变内能的效果上是等效的！ 【讲授】温度、热量和内能三者的规范表述（易错考点）：温度→只能说"升高""降低""改变""达到"；热量→只能说"吸收""放出"，不能说"含有""具有"；内能→只能说"有""具有""增加""减少""改变"。关键关系：①同一物体温度升高→内能一定增大；②内能增大，温度不一定升高（晶体熔化过程吸热但温度不变）；③物体吸热，内能一定增大，但温度不一定升高。 搓手取暖——做功改变内能（摩擦生热） 环节三：例题精讲（10-15分钟） 例题1：关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ） A. 物体运动的速度越大，具有的内能越大 B. 静止的物体没有动能，所以也没有内能 C. 内能是不同于机械能的另一种形式的能 D. 一个物体温度升高，一定是吸收了热量 【思路分析】A错：物体运动速度影响的是宏观动能（机械能），不是分子动能（内能）。内能与速度无关，与温度有关。B错：静止物体机械能为零，但分子仍在运动→内能存在且巨大。C对：内能是微观分子的动能和势能，机械能是宏观物体的动能和势能——两者是不同形式的能量。D错：温度升高可能是通过热传递（吸热），也可能是通过做功（外界对物体做功），两者等效。 答案：C 【变式训练】判断："物体的温度越高，含有的热量越多"——这句话对吗？为什么？ 解析：错误。热量是热传递过程中传递的能量，不能说"含有""具有"热量。只能说"温度越高的物体，在热传递中可以放出的热量越多"。规范表述：温度→"升高/降低"，热量→"吸收/放出"，内能→"具有/增加/减少"。 例题2：下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是（ ） A. 把冰块放入果汁中，喝时感觉很凉爽 B. 冬天晒太阳感觉暖和 C. 两手相互摩擦，手感到暖和 D. 发烧时用湿毛巾冷敷额头 【思路分析】A是热传递（冰块吸收果汁的热→果汁降温），B是热传递（太阳辐射传热），C是做功（两手摩擦→机械能转化为内能→温度升高），D是热传递（毛巾吸收额头热量→蒸发吸热）。判断标准：做功改变内能→涉及"力+位移"（机械运动、摩擦、压缩、膨胀等）→其他形式能与内能的转化；热传递→仅涉及温差→内能从一个物体转移到另一个物体。 答案：C 【变式训练】在上述实例中，属于通过热传递改变内能的是________（填序号），这些实例的共同特点是都存在________差。 解析：A、B、D；温度差。热传递的条件是物体间存在温度差，方向总是从高温物体到低温物体。 环节四：课堂练习（5-10分钟） A组·基础巩固 练习1：关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 温度相同的1kg和100g的水内能相同 B. 同种物质构成的两个物体，温度高的内能一定大 C. 温度为0℃的物体没有内能 D. 同一物体温度降低，它的内能减小 练习2：下列实例中，属于通过做功改变物体内能的是（ ） A. 把冰块放在鲜榨的果汁里，喝时感觉很凉爽 B. 电热水壶烧水，电能转化为内能的过程 C. 将一壶凉水放在炉火上加热使水温升高 D. 将一杯开水放在桌上，水温逐渐降低 练习3：把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后，图钉帽热得烫手，这是用________的方式改变了物体的内能；把瓶装水放在冰箱里，一会儿变凉了，这是用________的方式改变了物体的内能。 练习4：以下关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ） A. 物体的内能增加，温度一定升高 B. 物体吸收热量，温度一定升高 C. 物体温度升高，内能一定增加 D. 温度高的物体含有的热量多 B组·能力提高 练习5：在"压缩空气引燃硝化棉"实验中，向下压活塞时，活塞对________做功，使空气的________增大、________升高，当温度达到硝化棉的________时，硝化棉燃烧。这个实验说明：__________________。 环节五：课堂小结（2-3分钟） 【教师引导】本节三大板块：①内能定义——所有分子的动能+势能总和，一切物体都有内能，与质量/温度/状态有关；②改变内能两种方式——热传递（温差→转移）和做功（机械能↔内能转化），效果等效；③温度/热量/内能三概念的规范表述——温度"升高/降低"，热量"吸收/放出"，内能"具有/增加/减少"。 【课堂互动】快速抢答：老师说一个实例，学生判断"做功"还是"热传递"——"钻木取火""晒太阳""电熨斗烫衣服""打气筒壁发热"（最后一个是陷阱——既有压缩空气做功发热，又有筒壁对外散热→热传递，综合作用！） 四、板书设计 第3节 内能 一、内能 ①定义：所有分子热运动的动能+分子势能的总和 ②一切物体都具有内能（分子永不停息地运动） ③影响因素：质量、温度、状态 二、改变物体内能的两种方式 ①热传递——条件：温度差；方向：高温→低温 实质：内能的转移（能量形式不变） ②做功——外界对物体做功→内能增加 物体对外界做功→内能减少 实质：内能与其他形式能的相互转化 三、温度·热量·内能辨析 温度→"升高/降低"；热量→"吸收/放出"（不可"含有"） 内能→"具有/增加/减少"；做功和热传递在改变内能上等效 五、教学反思 1. 学生是否能通过"分子动能+分子势能"的类比正确理解内能，而不是将内能与机械能混淆？ 2. "一切物体都具有内能"的论证——"分子永不停息地运动→分子动能>0"这一逻辑链，学生是否能独立完成？ 3. 实验现象与结论的对应关系是否清晰——硝化棉燃烧→压缩做功→内能增加→温度升高→燃点？瓶盖弹开+白雾→气体对外做功→内能减少→温度降低→液化？ 4. 学生对"做功改变内能"和"热传递改变内能"的区分能力如何？"图钉帽摩擦"和"瓶装水变凉"的分类是否准确？ 5. 温度、热量、内能三者的辨析是本章最易错的考点——学生是否能规范使用"升高/降低""吸收/放出""具有/增加"等术语？ 6. 本节课实验内容较多（铁丝升温→分类→硝化棉→瓶塞），时间分配是否合理？是否给学生留出充分的讨论和记录时间？ 学科网（北京）股份有限公司 $