13.3 内能（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕“内能”展开，涵盖内能的组成（分子动能与势能）、定义及改变方式（热传递和做功），通过“瓶塞弹起”的生活问题导入，追问能量变化，从机械能过渡到内能，搭建宏观到微观的学习支架。 其亮点在于结合科学探究与科学思维，通过压缩空气引火、瓶塞跳起白雾等实验及弹簧势能类比分子势能，帮助学生建立能量观念。学生能直观理解抽象概念，教师可借助结构化设计提升教学效率。

第3节 13.3 内能 从分子热运动看能量的储存与转化 核心问题：推动瓶塞的能量来自哪里？ 学习主线：分子动能 + 分子势能 → 内能 → 改变内能 人教版九年级物理 · 第十三章 内能 同学们，这一节我们学习第十三章第3节“内能”。请先记住一条主线：从分子的热运动出发，认识内能，再解释内能怎样改变。[停顿] 今天所有现象都围绕一个问题展开：能量怎样进入或离开物体内部？ 要点：① 课题定位 ② 微观到宏观 ③ 能量主线 时长：1分钟 02 问题导入：瓶塞为什么会弹起来 13.3 内能 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？ 先不急着回答 我们先追问： 1. 热现象中有没有能量变化？ 2. 能量以什么形式存在？ 3. 能量怎样进入或离开物体内部？ 导入：从生活问题走向物理概念 课堂讲授版 [过渡] 先看一个生活问题：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？不要急着回答，我们先把问题拆开：热现象中有没有能量变化？这种能量以什么形式存在？又通过什么方式改变？ 要点：① 暖水瓶瓶塞问题 ② 能量来源追问 ③ 引出内能 时长：2分钟 03 学习目标与课标指向 13.3 内能 物理观念 认识内能概念 知道内能是能的一种形式 科学思维 解释内能组成 比较机械能与内能 科学探究 观察演示现象 用证据解释内能变化 态度责任 联系生活应用 关注实验安全 课标线索：能量形式、转化与转移；实验探究重证据、重解释、重反思 目标：教—学—评一致 课堂讲授版 [过渡] 这节课不仅要记住概念，还要学会用能量观点解释现象。我们会从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面展开：能说清概念，能比较辨析，能观察实验现象，也能联系生活并注意安全。 要点：① 四维目标 ② 能量转化与转移 ③ 实验证据 时长：2分钟 04 从机械能到热现象中的能量 13.3 内能 机械运动中的能量 举高物体，对物体做功 会改变物体的机械能 例如：重力势能发生变化 热现象中的能量 保持物体不动，对其加热 或摩擦该物体 物体的能量会不会改变？ 今天要认识的另一种形式的能：内能 承接：机械能不是全部能量 课堂讲授版 [过渡] 以前我们知道，举高物体、推动物体，都可能改变机械能。现在换一个情境：如果物体不动，只是被加热，或者被摩擦，它的能量会不会改变？如果改变，这种能量不是整体运动的机械能，而是物体内部的能量。 要点：① 机械能回顾 ② 热现象追问 ③ 转入内能 时长：2分钟 05 分子也具有动能 13.3 内能 运动的物体具有动能，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，分子热运动速度越大，动能越大。 图13.3-1 动能：宏观类比微观 课堂讲授版 [过渡] 要理解物体内部的能量，先看分子。运动的足球具有动能，运动的分子也具有动能。物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动速度越大，它们的动能也越大。 要点：① 宏观动能类比 ② 分子热运动 ③ 温度与分子动能 时长：2分钟 06 分子也具有势能 13.3 内能 弹簧形变时具有势能 类比：形变中的相互作用 分子间也存在相互作用力 因此分子具有分子势能 图13.3-2 势能：从弹簧到分子 课堂讲授版 [过渡] 分子不仅有动能，还可能有势能。弹簧发生形变时，由于相互作用而具有势能；分子之间也存在类似的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫分子势能。 要点：① 弹簧势能类比 ② 分子间相互作用 ③ 分子势能 时长：2分钟 07 内能的定义 13.3 内能 内能 internal energy 分子热运动的动能 温度越高，动能越大 分子势能 由分子间相互作用产生 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。 定义：所有分子的能量总和 课堂讲授版 [过渡] 现在可以给内能下定义了。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。注意这里有两个关键词：所有分子、总和。内能的单位也是焦耳。 要点：① 所有分子 ② 动能与势能总和 ③ 单位焦耳 时长：3分钟 08 机械能与内能有什么不同 13.3 内能 空中运动的足球：整体有机械能，内部也有内能 机械能 与整个物体的机械运动情况有关 如：高度、速度、整体运动 内能 与物体内部分子的热运动有关 也与分子之间相互作用有关 结论：内能是不同于机械能的另一种形式的能。 辨析：宏观整体 vs 微观内部 课堂讲授版 [过渡] 机械能和内能容易混淆。空中运动的足球整体具有动能和重力势能，这是机械能；同时，足球内部的分子还在热运动，分子之间也有相互作用，所以它也具有内能。机械能看整体运动，内能看内部微观情况。 要点：① 足球例子 ② 整体机械运动 ③ 内部分子运动 时长：3分钟 09 一切物体，不论温度高低，都具有内能 13.3 内能 冰冷的冰块温度低，但其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。 图13.3-3 铁水和冰块都具有内能 课堂讲授版 [过渡] 一个重要结论：一切物体，不论温度高低，都具有内能。炙热的铁水有内能，这很好理解；冰冷的冰块温度虽然低，但其中的水分子仍在做热运动，所以冰块也具有内能。 要点：① 一切物体 ② 不论温度高低 ③ 冰块也有内能 时长：2分钟 10 热传递时内能怎样改变 13.3 内能 高温物体 放出热量 内能减少 发生热传递 热量从高温物体传向低温物体 低温物体 吸收热量 内能增加 物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。热传递可以改变物体的内能。 方式一：热传递 课堂讲授版 [过渡] 认识内能以后，我们来看第一种改变内能的方式：热传递。把烧热的工件放入冷水中，高温工件放出热量，内能减少；低温冷水吸收热量，内能增加。热量越多，内能改变越大。 要点：① 高温放热 ② 低温吸热 ③ 热传递改变内能 时长：3分钟 11 生活中的热传递 13.3 内能 冬天用热水袋取暖 人体逐渐感觉暖和 热水袋慢慢凉下来 人体吸收热量，内能增加 轻度发热时用冷毛巾降温 毛巾温度升高 头部温度降低 头部放出热量，内能减少 共同点：都通过热传递改变物体的内能。 应用：从生活现象回到物理解释 课堂讲授版 [过渡] 生活中这类现象很多。冬天用热水袋取暖，人体吸收热量，感觉暖和；热水袋放出热量，慢慢凉下来。发热时用冷毛巾降温，头部放出热量，毛巾吸收热量，温度升高。 要点：① 热水袋取暖 ② 冷毛巾降温 ③ 用热传递解释 时长：2分钟 12 还有什么途径能改变内能 13.3 内能 观察与讨论 为什么冬天人们经常搓手？ 下滑时有什么感觉？ 摩擦可以产生热，这部分内能从哪里来？ 克服摩擦力做功 → 内能增加 图13.3-4 摩擦可以产生热 课堂讲授版 [过渡] 除了热传递，还有没有别的途径？看图中的搓手和下滑情境。冬天搓手会变暖，下滑时接触处也会发热。摩擦时物体克服摩擦力做功，这部分内能就是由做功转化而来的。 要点：① 搓手变暖 ② 摩擦生热 ③ 做功转化为内能 时长：3分钟 13 演示一：空气被压缩时内能增加 13.3 内能 实验步骤 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 解释：活塞压缩气体做功，使空气内能增加，温度升高，达到脱脂棉的燃点。 现象：脱脂棉燃烧起来。 图13.3-5 甲：空气被压缩时内能增加 课堂讲授版 [过渡] 接下来观察演示实验。厚玻璃筒内放一小团脱脂棉，迅速压下活塞，空气被压缩。活塞对气体做功，使空气内能增加，温度升高，达到脱脂棉燃点，脱脂棉就会燃烧起来。 要点：① 压缩空气 ② 外界对气体做功 ③ 内能增加温度升高 时长：3分钟 14 演示二：空气推动瓶塞时内能减少 13.3 内能 实验步骤 烧瓶内盛少量水并盖紧瓶塞 向瓶内打气 瓶塞跳起时观察瓶内变化 解释：气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低。 现象：瓶内出现白雾，水蒸气液化成小水滴。 图13.3-5 乙：空气推动瓶塞时内能减少 课堂讲授版 [过渡] 再看相反过程：向烧瓶内打气，瓶塞跳起。此时瓶内气体膨胀，对瓶塞做功，气体自身内能减少，温度降低。瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了小水滴。 要点：① 气体膨胀 ② 气体对外做功 ③ 内能减少温度降低 时长：3分钟 15 做功改变内能的更多现象 13.3 内能 搅拌水 通过搅拌让水温升高 做功使水的内能增加 捶打铁块 通过捶打使铁块变热 机械能转化为内能 摩擦物体 摩擦时克服摩擦力做功 物体温度升高 这些过程都伴随着做功。由此可见，做功也可以改变物体的内能。 方式二：做功 课堂讲授版 [过渡] 教材还给出几个类似现象：搅拌让水温升高，捶打使铁块变热，摩擦让物体温度升高。共同点是这些过程都伴随着做功，由此可见，做功也可以改变物体的内能。 要点：① 搅拌 ② 捶打 ③ 摩擦 时长：2分钟 16 改变内能的两种方式 13.3 内能 物体 内能改变 热传递 吸热：内能增加 放热：内能减少 能量发生转移 做功 外界对物体做功：内能增加 物体对外做功：内能减少 能量发生转化 加热或做功，就是使能量流入物体内部；放热或对外做功，则释放内能。 归纳：转移与转化都能改变内能 课堂讲授版 [过渡] 现在归纳两条路径。热传递改变内能，实质是能量的转移；做功改变内能，常表现为能量的转化。加热或做功，使能量流入物体内部，内能增加；放热或对外做功，则释放内能。 要点：① 热传递 ② 做功 ③ 能量流入和释放 时长：3分钟 17 易错辨析：机械能变了，内能一定变吗 13.3 内能 判断内能，要看物体内部的分子热运动和相互作用情况，而不是只看整体机械运动。 背包随自动扶梯匀速上行 重力势能增大 但不能据此判断内能增大 要看温度、状态等内部因素 高速列车启动时书的动能增大 书的动能增大 但不能据此判断内能增大 机械能与内能不是同一种能 练习与应用 1 课堂讲授版 [过渡] 回到容易出错的判断。背包随自动扶梯匀速上行，重力势能增大，但不能因此说内能增大；列车启动时书的动能增大，也不能因此说内能增大。机械能与内能是不同形式的能，判断依据不同。 要点：① 自动扶梯 ② 列车启动 ③ 机械能不等于内能 时长：3分钟 18 课堂练习：判断内能与机械能 13.3 内能 小孩滑梯 匀速下滑 臀部与滑梯摩擦后温度升高 判断：内能增大还是减小？ 机械能增大还是减小？ 火箭发射 从地面向上发射 外壳和大气摩擦后温度升高 判断：内能增大还是减小？ 机械能增大还是减小？ 子弹击中木板 子弹温度升高 机械能转化为内能 判断：内能增大还是减小？ 机械能增大还是减小？ 请先独立判断，再说出能量从哪里来、到哪里去。 练习与应用 2 课堂讲授版 [过渡] 下面三种情境，请大家分别判断内能和机械能怎样变化。小孩滑梯、火箭发射、子弹击中木板，都涉及摩擦或碰撞导致温度升高。回答时不要只说结论，还要说明能量从哪里来、到哪里去。 要点：① 三情境判断 ② 内能变化 ③ 机械能变化 时长：4分钟 19 小实验：图钉摩擦硬纸板 13.3 内能 1 准备 把图钉按在铅笔一端 2 摩擦 钉帽在粗糙硬纸 板上来回摩擦 3 感觉 用指尖感觉钉帽 温度变化 4 解释 克服摩擦力做功， 内能增加 安全提示：操作时要注意安全！不要用尖端接触皮肤。 练习与应用 4：小实验 课堂讲授版 [过渡] 这个小实验可以课后或课堂中安全完成。把图钉按在铅笔一端，让钉帽在粗糙硬纸板上来回摩擦，再用指尖感觉钉帽温度变化。注意只接触钉帽，不要接触尖端。现象应从做功改变内能来解释。 要点：① 操作步骤 ② 温度变化 ③ 安全提醒 时长：2分钟 课堂小结：一条能量主线 内能 分子动能 + 分子势能 概念 所有分子的热运动动能 与分子势能的总和 事实 一切物体不论温度高低 都具有内能 改变内能：热传递 或 做功 退出问题：烤火取暖和钻木取火分别通过什么方式改变内能？ [过渡] 最后用一条能量主线收束。本节课的核心概念是内能，它是所有分子的热运动动能与分子势能的总和。一切物体都有内能。改变内能有两种方式：热传递和做功。请用这条主线回答退出问题：烤火取暖和钻木取火分别通过什么方式改变内能？ 要点：① 内能定义 ② 一切物体都有内能 ③ 热传递和做功 时长：2分钟 $