10.2 内能（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

该初中物理课件聚焦内能知识点，涵盖概念、影响因素及改变方式，通过“推动瓶塞能量来源”问题导入，类比机械能引出内能，搭建从宏观到微观的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于以科学思维为核心，用类比理解内能，结合压缩气体引火、瓶塞白雾等实验培养科学探究能力，通过典例辨析温度热量内能。学生能深化概念理解，教师可借助结构化流程提升教学效率。

物理九年级上册 •沪科版（五•四学制） 第10章 内能 第2节 内能 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 了解内能的概念、单位，能简单描述温度和内能的关系；知道改变内能的两种方法；知道热传递是内能的转移的过程；（外界）对气体做功，气体对外做功及相应内能的变化。 02 科学思维 由动能和势能引出分子动能和分子势能的概念，利用类比的方法研究物理问题；通过实例分析掌握热传递、做功在改变内能上的区别与联系，培养学生的逻辑思维能力。 03 科学探究 培养学生进行实验操作的技能，学会观察、记录、分析实验数据，提高科学探究能力。能在探究过程中收集证据，分析总结做功和热传递改变物体内能的规律。 04 科学态度与责任 激发学生对物理现象的好奇心，养成合作、探究的学习态度，让学生认识到内能在生活和生产中的广泛应用，以及合理利用内能对社会发展的重要意义，增强学生的社会责任感。 教学重难点 教学难点 教学重点 内能及其影响因素；会判断改变内能的方式；热传递是内能转移的过程，做功是其他形式能转化为内能的过程。 温度、热量、内能等概念辨析，微观概念比较抽象；改变内能方式的应用——改变内能的过程中内能的转移或转化的分析。 课堂引入 你知道推动瓶塞的能量来自哪里吗？ 本节我们学习物体的内能及改变内能的两种方式。 观察思考： 知识点一 内能 探索新知 1.分子动能 一、内能 1.由于分子做无规则运动(热运动)而具有的能叫分子动能。 我们知道运动的物体（例如足球、人）具有动能，那构成物质的分子具有动能吗？ 运动着的足球具有动能 运动着的分子也具有动能  探索新知 弹簧弹簧形变时具有弹性势能 物质的分子之间有空隙，相互吸引或排斥的分子也具有势能  2.由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫分子势能 。 2.分子势能 一、内能 探索新知 物体 运动——动能 相互作用力——势能 分子 运动——分子动能 相互作用力——分子势能 机械能 ？ 类比 内能 探索新知 1.内能：在物理学中，把构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 叫做物体的内能。 2.内能的单位：在国际单位制中，内能的单位与功和机械能的单位相同， 也是 焦耳（J）。 一、内能 想一想 议一议 物体的内能会为零吗？ 炙热的火山岩浆具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。 3.一切物体在任何情况下都具有内能。 因为物体的分子在永不停息地做无规则运动，分子之间的相互作用总是存在的，因此物体的内能不会为零，任何物体在任何时候都有内能。 物体的内能会为零吗？ 想一想 将一定质量100 ℃的水，变成100 ℃的水蒸气，内能发生变化吗？ 探索新知 小组讨论活动： 探索新知 4、影响内能大小的因素 如左图，加热烧杯中的水 温度越高，分子热运动越剧烈 分子动能越大 物体的内能增加或 （物体的内能越大） 提示：无特别说明，此处不考虑分子势能的变化。 （1）物体的内能与温度的关系 温度越高，内能越大； 温度越低， 内能越小。 探索新知 4、影响内能大小的因素 （2）体积——影响内能大小的因素 如上图，温度相同（20℃），状态相同（液态），两杯不同体积的水（100mL和200mL） 相同条件下，体积越大，质量越大。 分子动能越大 物体的内能增加 （物体的内能越大） 探索新知 （3）状态——影响内能大小的因素 回答问题：将一定质量100℃的水，变成100℃的水蒸气，内能发生变化吗? 固体分子模型 液体分子模型 气体分子模型 由固体、液体、气体分子模型，可知物质的分子要克服分子引力才能实现状态改变。 100℃的水汽化为100℃水蒸气,从外界吸收热量，所以内能增加。 小结 影响内能大小的因素：物体的温度、体积、状态。 探索新知 内能是指微观世界中的分子的动能与势能的总和，与宏观世界中物体的机械能（动能、势能）是有区别的。 想一想 议一议 静止在水平面上一块砖，没有动能，势能也为零，所以它也没有内能。这句话对吗？ 5.内能与机械能辨析 物体内部所有分子动能与分子势能的总和 物体的温度、体积、质量、状态等 微观世界的大量分子 不会为零，自然界中一切物体在任何情况下都有内能 物体所具有的动能和势能的总和 物体的质量、速度、高度或形变程度 宏观世界的所有物体 运动或在高处或发生 弹性形变，可能为零 探索新知 敲黑板： ①内能：是物体能量的微观表现；机械能是物体能量的宏观表现。 ②物体的内能在任何情况下都不会为零，而物体的机械能可能为零。二者是不同形式的能量。 相同特点：单位都是焦耳（J） (多选)以下关于内能的说法中正确的是 (　　) A. 炽热的铁水具有内能 B. 0 ℃的冰没有内能 C. 物体运动得越快，内能越大 D. 同一物体，温度越高，内能越大 AD 探索新知 试一试 探索新知 知识点二 如何改变内能 探索新知 1.改变内能的方式一热传递 高温物体 低温物体 温度降低 内能减少 温度升高 内能增加 热量 如何使水壶中的水内能发生改变？ （2）热传递改变物体内能的实质是： 内能的转移。 热传递改变了水的内能。 （1）热传递过程：高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。 探索新知 （3）生活中的应用： 对手呵气 燃气烧水 冰镇饮料 炭火烧烤 用“退热贴”降温 以上等都是通过热传递改变物体内能。 燃气烧水，水吸收热量，温度升高；炭火烤火；对手呵气取暖；夏季和冰镇饮料；发烧时，可以将“退热贴”贴在额头上进行物理降温。 探索新知 2.改变内能的方式二 做功 视频 钻木取火 视频中是通过什么途径改变物体的内能？ 探索新知 自主实验 图 10-2-4 压缩气体改变内能 如图 10-2-4 所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象 ? 可见，做功也是改变内能的一种方式。 1.压缩气体做功 现象：硝化棉燃烧。 解释：这是因为活塞对玻璃筒内的气体做功，气体的内能增加，温度升高，引燃硝化棉。 活塞 做功 玻璃瓶内的气体 其他形式能 气体内能增大 内能 转化 探索新知 自主实验 2.对气体做功；气体对外做功 如图：在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气。 过程分析：给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，外界压缩气体做功，使瓶内气体的内能增大。 继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。 瓶内气体推动瓶塞做功（瓶塞跳起） 瓶内气体内能减少， 瓶内气体温度降低 水蒸气液化为小水滴(出现白气) 内能 机械能 机械能 探索新知 如光的色散现象分析。利用假期参观科技馆。物理结论的谨慎表达特别是串并联电路特点。如欧姆定律等电学基础知识。科学态度是物理学习的基础。如密度、压强等基本概念。物理学习要注重过程而非结果。特别是力学中的牛顿三定律。记录实验现象并分析原因，可以制作公式手册随身携带。物理数据的云端共享，如杠杆平衡条件的应用。物理竞赛的解题策略，尝试用物理原理解释日常问题。将知识应用于生活才是真掌握。 小结：做功可以改变物体的内能 外界压缩气体做功，机械能转化为内能，内能增加。 气体膨胀对外界做功，内能转化为机械能，内能减少。 机械能 内能 气体膨胀做功 机械能 内能 对气体压缩做功 （1）内容：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高； 物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低。 （2）做功的实质: 能量的转化 探索新知 飞船返回舱穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，表面燃烧。 （3）做功改变内能的实例 搓手取暖——通过双手摩擦做功，内能增加，温度升高。 　近地空间大量的尘埃微粒和微小固体高速进入地球大气层时，会与大气发生剧烈摩擦而燃烧发光，形成美丽的流星。 知识点三 做功和热传递在改变内能的区分 对手呵气 搓手取暖 探索新知 你怎样让这根长50cm的铁丝温度升高呢？ A. 用火焰加热  将这些方法分两类，说说你分类的原则是什么？ C. 用手搓 E. 在地上摩擦 G. 反复弯折 D. 用手焐 F. 用锤子不断敲击 H. …… B. 太阳晒 讨论交流 用火烧 太阳晒 用手捂 用手搓 在地上摩擦 用锤敲 反复弯折 用温度更高的物体使铁丝温度升高 温度升高的过程，往往伴随着运动 使铁丝 温度升高 热传递 做功 探索新知 小结：改变物体内能的途径两种方式做功和热传递 特别提示：在分析能量及温度变化的过程中，注意方向。 功、热量和内能有相同的单位，都是焦耳（J） 做功 热传递 等效 改变物体内能的实质是机械能与内能的转化 改变物体内能的实质是能量的转移 1.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 探索新知 如光的色散现象分析。利用假期参观科技馆。物理结论的谨慎表达特别是串并联电路特点。如欧姆定律等电学基础知识。科学态度是物理学习的基础。如密度、压强等基本概念。物理学习要注重过程而非结果。特别是力学中的牛顿三定律。记录实验现象并分析原因，可以制作公式手册随身携带。物理数据的云端共享，如杠杆平衡条件的应用。物理竞赛的解题策略，尝试用物理原理解释日常问题。将知识应用于生活才是真掌握。 （1）热量是过程量；温度、内能是状态量 （2） 表述区别： 温度只能说“是、降低、升高” 热量只能说“吸收、放出” 内能只能说“有、具有、改变” 温度、热量、内能的联系 温度（升高） （吸收） 热量 内能（增加） 一定 不一定 不一定 不一定 不一定 不一定 2.要点提示：温度、热量、内能的区别 1.今天好热； 。 2.摩擦生热； 。 3.水吸热升温； 。 温度 内能 热量 探索新知 （2024•黑龙江）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（　　） A．物体温度升高，一定吸收了热量 B．物体温度升高，内能增加 C．物体内能增加，一定是外界对它做了功 D．物体吸收热量，温度可能不变 BD 典型例题 课堂小结 课堂小结 ①内能：物体内所有分子无规则运动的分子动能与分子 势能的总和称为物体的内能。单位是焦（J）. ②分子热运动：物体的温度越高，分子运动越剧烈， 物理学中把分子的这种无规则运动叫做分子热运动. ③影响内能大小的因素：温度、质量、状态、物质种类. 改变内能的 两种途径 内能 物体的内能 ①做功可改变内能，实质是内能与其它能的转化. ②热传递可改变内能，实质是内能的转移. 二者对改变物体内能是等效的. 温度、热量、内能的区别 热量是过程量；温度、内能是状态量 热量只能说“吸收、放出” 内能只能说“有、具有、改变” 科学与人文 1847年，英国物理学家焦耳设计了如图10-2-6所示的实验。 图10-2-6　焦耳的实验示意图 图中的密闭容器内盛有适量的水，实验时，砝码缓慢下降，带动轮轴和转轴使翼轮搅动容器中的水，翼轮对水做功，使水温升高，内能增加。由于容器的导热性很差，所以容器中的水几乎不与外界发生热传递，水的内能增加完全来自砝码下降带动翼轮转动时重力所做的功。焦耳由砝码的质量和下落距离算出机械功，由水温变化算出内能的增加。焦耳发现，在实验误差许可的范围内，水的内能增加等于砝码重力所做的机械功。 典例分析 1.甲、乙、丙为同种物质，已知甲的温度为10℃，乙的温度为0℃，丙的温度为-10℃。以下说法中正确的是（ ） A．乙的内能为零 B．丙的内能有可能大于甲的内能 C．甲的内能最大 D．若甲和乙的内能相同，则它们之间不会发生热传递 B 解析：D选项乙丙的温度不同，热量从高温物体传递到低温物体，会发生热传递；内能与质量、温度、状态有关，甲乙丙同种物质，温度不同，质量没明确，丙的温度虽低但质量如果足够大，它的内能可能大于甲，故B对。 典例分析 2. 下列实例中，通过做功改变物体内能的是（ ） A. 用热水袋取暖 B. 阳光下棉被被晒热 C. 铁锅热得烫手 D. 反复弯折铁丝，铁丝发热 答案：D 解析：A、B、C均为热传递：热量从高温物体传递到低温物体。 D是做功：机械能转化为内能，通过摩擦生热改变内能。 D 典例分析 3. 关于热量和内能，下列说法正确的是（ ） A. 0℃的物体具有内能 B. 物体放出热量，温度一定降低 C. 热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 D. 物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高 答案：A 解析：A正确：一切物体都有内能，与温度无关。 A 典例分析 4. 将一高温铁块投入冷水中，水的内能增加，其原因是（ ） A. 铁块对水做功 B. 热传递使水吸收热量 C. 水的温度传递给了铁块 D. 水的机械能增加 答案：B 解析：高温铁块与水接触时，通过热传递（传导）将热量传递给水，导致水内能增加。 B 课堂练习 课堂练习 1 ．下列实例中，通过做功改变内能的是（ ） A. 用热水袋取暖 B. 阳光照射下海水温度升高 C. 反复弯折铁丝，弯折处发热 D. 热汤中放入冰块，汤变凉 C 课堂练习 2. 质量相同的沙子和水，吸收相同热量后（ ） A. 沙子升温更快，因为比热容小 B. 水内能增加更多，因为比热容大 C. 两者最终温度相同 D. 沙子内能增加更多，因为温度升高快 A 3.关于热量的说法，正确的是（ ） A. 高温物体含有的热量多 B. 热量是内能转移的量度 C. 物体温度越高，吸收热量越多 D. 热量与物体质量无关 B 课堂练习 4.神舟十七号载人飞船顺利返回。当飞船从太空返回大气层时，飞船的速度越来越快，同时与大气产生剧烈摩擦，外表温度会______ （选填“升高”、“不变”或“降低”），这是通过_____ 方式改变了飞船外壳的内能；在此阶段，飞船的重力势能_____ （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 升高 做功 变小 课堂练习 5. 图10-2-7中，通过做功改变物体内能的实例是　　　　，通过热传递改变物体内能的实例是　　　　。（均选填序号） 图10-2-7 ① 小猫晒太阳 ② 砂轮打磨工件 ③ 饮料冰镇 ① ③ ② 课堂练习 如光的色散现象分析。利用假期参观科技馆。物理结论的谨慎表达特别是串并联电路特点。如欧姆定律等电学基础知识。科学态度是物理学习的基础。如密度、压强等基本概念。物理学习要注重过程而非结果。特别是力学中的牛顿三定律。记录实验现象并分析原因，可以制作公式手册随身携带。物理数据的云端共享，如杠杆平衡条件的应用。物理竞赛的解题策略，尝试用物理原理解释日常问题。将知识应用于生活才是真掌握。 6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( ) A.0 ℃的冰没有内能 B.物体的温度越高,所含的热量一定越多 C.物体的内能增加,它的温度可能不变 D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 C 课后思考： 1. 如图10-2-8所示，水平地面上有两个质量相同的铁块甲和乙，静止铁块甲的温度为30 ℃；运动铁块乙的温度为10 ℃。比较甲、乙的机械能和内能并简述理由。 图10-2-8 课后思考： 2.主题学习：水与热机 2 大型载重货车在经过连续下坡路段时，为控制车速需要长时间刹车，这会使刹车系统因过热而失效。为避免这种情况发生，有两种解决方案。 一种是加装一个刹车喷淋装置，通过向刹车系统喷水使其降温。另一种是加装一台液力缓速器。如图10-2-10所示，货车下坡时同步带动翼轮在水箱中转动，水对翼轮产生阻力，从而实现辅助制动。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 $