13.3 内能（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“内能”核心知识点，涵盖概念、影响因素、改变方式及温度、热量、内能的关系。课堂导入通过“瓶塞跳出来”视频及搓手变热、0℃冰块能量等生活问题链，类比机械能构建内能概念，搭建前后知识学习支架。 其亮点在于融合物理观念、科学思维与科学探究，如用类比法（分子动能类比足球动能）建立内能概念，通过压缩空气引火实验探究做功改变内能，辨析温热内关系培养科学思维。助力学生联系生活现象，教师可高效开展教学，提升学生学科素养。

物理九年级全一册 •人教版 第十三章 内能 第3节 内能 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 明确内能的概念、单位，知道一切物体都具有内能，能准确区分内能、温度、热量三者的区别与联系。 02 科学思维 通过类比机械能建立内能微观模型，通过现象推理改变内能的两种方式，形成宏观现象对应微观能量变化的思维逻辑。 03 科学探究 通过压缩空气引火、摩擦生热、热水降温等实验，观察现象、归纳结论，掌握做功和热传递改变内能的实验规律。 04 科学态度与责任 能用内能知识解释搓手取暖、钻木取火、热水袋取暖等生活现象，体会物理与生活的紧密联系，养成严谨的科学观察习惯。 教学重难点 教学重点 教学难点 1. 内能的概念与特点； 2. 改变物体内能的两种方式及生活应用； 3. 温度、内能、热量的关系辨析。 1. 理解一切物体在任何温度下都具有内能； 2. 区分做功与热传递改变内能的本质； 3. 辨析温度、内能、热量三者的逻辑关系，纠正各类易错误点。 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? 课堂引入 视频：瓶塞跳出来 0℃的冰块放在室内会慢慢融化，冰块温度很低，它有没有能量？ 课堂引入 搓手时为什么会变热？手心温度升高，说明身体获得了什么能量？ 用热水袋取暖和搓手取暖，让身体变热的原理一样吗？ 知识点1 内能 知识点1：内能 探究新知 我们举高一个物体，即对物体做功，会改变该物体的机械能。这是机械运动中与能量有关的现象。 在热现象中，保持一个物体不动，对其加热或者做功（例如摩擦该物体），这个物体的能量会不会发生改变呢？如果有能量的改变，这种能量以什么形式存在呢？ 1. 类比法探究物体的内能 知识点1：内能 探究新知 运动的足球具有动能 运动的分子具有分子动能 弹簧形变时具有弹性势能 相互排斥或吸引的分子具有分子势能 物体的动能和势能之和统称机械能 构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和，即为物体的内能 类比 类比 知识点1：内能 探究新知 2. 分子动能与分子势能 （1）分子动能：做无规则运动的分子，由于运动而具有的能叫做分子动能。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。 （2）分子势能：由于分子间存在相互作用的引力和斥力而具有的能，叫做分子势能。 知识点1：内能 探究新知 2. 内能： （1）概念：构成物体的所有分子，其热运动的分子动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。 （2）单位：焦耳（J），各种形式能的单位都是焦耳。 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。 知识点1：内能 探究新知 （3）一切物体都具有内能 炙热的铁水具有内能；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。 炽热的铁水有内能 冰冷的冰块 知识点1：内能 探究新知 3. 影响物体内能大小的因素 （1）内能大小与质量的关系 想一想：20℃的一桶水和一杯水的内能谁要大一些呢？ 分析：温度相同均为20℃，一桶水质量越大，水分子数目越多，其分子动能和势能的总和也会越大，即一桶水内能更大。 结论：在温度相同、状态相同时，物质的质量越大，内能越大。 知识点1：内能 探究新知 （2）内能大小与温度的关系 原因分析：温度反映了物体内部分子运动的剧烈程度，温度越高，分子运动越剧烈，分子的平均动能越大，同一物体在物态变化不变的情况下，内能就越大。 想一想：质量相等的两杯水，30℃的水和60℃的水，谁的内能大呢？ 30℃的水吸收热量才能变为60℃，故60℃的水内能大 知识点1：内能 探究新知 （3）内能大小与体积的关系 体积反映了分子间平均距离的大小，分子间距的大小变化引起分子力大小的变化，从而影响到分子势能的大小，也就影响到了物体内能的大小。 想一想：0℃的水和0℃的冰相比，谁的内能大呢？ 0℃的冰吸收热量才能变为0℃的水，故0℃的水内能更大 知识点1：内能 探究新知 （5）内能大小与物态的关系 物态不同，其分子间的距离不同，相互作用力也不同，分子势能就会不同。因此同一物体的物态不同，其内能也就不同。 0℃的冰吸收热量才能变为0℃的水，由固态变为液态，即内能大小与物态有关。 知识点1：内能 探究新知 4. 影响物体内能大小的因素 区别 内能 机械能 区别 定义 影响因素 研究对象 存在条件 构成物体的所有分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类和状态 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时 内能是不同于机械能的另一种形式的能。 知识点1：内能 探究新知 【典例1】关于内能，下列说法中正确的是（    ） A．0℃的物体没有内能 B．具有机械能的物体不一定具有内能 C．高温物体的内能一定比低温物体的大 D．物体具有内能也可以同时具有机械能 D 【详解】A．一切物体在任何时候都具有内能，所以0℃的物体也具有内能，故A错误； B．一切物体在任何时候都具有内能，因此具有机械能的物体一定具有内能，故B错误； C．内能与温度、质量、物态都有关系，因此不能根据温度这一个影响因素判定内能的大小，故C错误； D．物体内所有分子有运动速度，有相对距离，具有分子动能和分子势能，所以有内能。物体可以有运动速度和相对高度，可以具有动能和重力势能，就是具有机械能。所以物体可以具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。 知识点2 热传递和内能的改变 知识点2：热传递和内能的改变 探究新知 1. 现象探究：热传递可以改变物体的内能 烧水 现象：一段时间后，铁锅中的水烧开了 现象分析：烧水时，火焰温度高，水和锅的温度低，能量从火焰传递给了锅和水，所以锅和水的温度升高，内能增加。 现象：被子被晒热乎了 现象分析：太阳温度高，被子温度低，能量从太阳传递给被子，被子的温度升高，内能增加。 晒被子 知识点2：热传递和内能的改变 探究新知 现象：手感觉到了温暖，热水袋的温度下降 现象分析：热水袋的温度高，人体的温度低，能量从热水袋传递给了手，手的温度升高，内能增加；热水袋温度降低，内能减小。 热水袋取暖 【探究归纳】 温度不同的物体相互接触时，低温物体吸收热量内能增加，高温物体放出热量内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大，所以热传递可以改变物体的内能。 知识点2：热传递和内能的改变 探究新知 2. 对热传递的理解 物体之间有温度差。 热传递的条件 01 传递方向 02 内能从高温物体向低温物体传递或从物体的高温部分转移到低温部分 热传递的实质 03 内能的转移 【典例2】初温相同的甲、乙两个实心铁块，甲的质量是乙的质量的2倍，使它们吸收各自相等的热量后（不计热损失）立即接触，则（   ） A．热量从甲传到乙 B．温度从甲传到乙 C．热量从乙传到甲 D．温度从乙传到甲 知识点2：热传递和内能的改变 探究新知 【详解】根据吸热公式可知，在吸收的热量和比热容相同的情况下，物体的质量越大，温度变化越小。初温相同的甲、乙两实心铁块，甲的质量是乙的2倍，它们吸收相等的热量后，由于比热容相同，因此，乙的质量小，温度变化大，即乙升高的温度大于甲升高的温度，乙的末温高于甲的末温。当两铁块接触时，热量从高温物体传向低温物体，传递的是热量而不是温度，即热量从乙传向甲。故C符合题意，ABD不符合题意。 C 知识点3 做功和内能的改变 （1）冬天为什么搓手？从滑梯上滑下来，屁股有什么感觉？ 讨论交流 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 【想一想】除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能? 【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。 讨论结果：通过摩擦可以产生热 思考：通过摩擦可以产生热这部分内能是从哪里来的呢？ 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 1. 实验探究：做功可以改变物体的内能 【实验1】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。 【现象】看到脱脂棉燃烧 【分析】当活塞迅速向下压时，活塞压缩桶内的空气做功，从而使桶内空气的内能增加，温度升高。当温度升高到脱脂棉的燃点时，脱脂棉棉开始燃烧，此过程中机械能转化为空气的内能。 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 【实验2】在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气， 当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。 【现象】看到瓶内出现白雾 【分析】向瓶内打气时，压缩瓶内空气，空气的内能增加，温度升高，瓶内水吸热气化，产生了更多的水蒸气。随着打入瓶内的空气增多，气压越来越大，直至冲开瓶塞，瓶内的空气膨胀。推动瓶塞做功时，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化成小水滴，这就是实验中所看到的白雾。这一过程中，空气的内能转化为瓶塞的机械能。 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 视频：做功改变物体的内能 【探究归纳】 做功可以改变物体的内能 （1）当外界对物体做功时，物体的内能增加，温度升高。 （2）当物体对外界做功时，物体的内能减少，温度降低。 （3）内能与机械能可以相互转化。 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 2. 改变物体内能的途径：热传递和做功 特别注意：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 实质是机械能与内能的转化过程，能量的形式发生了改变 实质是内能的转移过程，能量的形式为发生改变 知识点3：做功和内能的改变 探究新知 A 知识点4 温度、热量和内能 1. 温度、热量和内能 （1）温度 温度表示物体的冷热程度。 是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。描述温度时，一般说“物体的温度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天气热，这个“热”表示温度。 （2）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。是一个状态量，所有物体都有内能。描述物体的内能一般说“物体具有内能、改变了内能、传递了内能等”。例如，“摩擦生热”，表示克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，所以这个“热”表示内能。 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 （3）热量 热量表示热传递过程中传递内能的多少。热量是一个过程量，只有发生热传递时，才能用热量来量度内能的变化量（物体吸收或放出的热量的多少）。 不发生热传递，讲热量就没有意义。描述热量时，只能说物体“吸收、放出”热量，不能讲“物体具有热量”。 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 2. 温度与热量 （1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化 例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变。晶体熔液凝固时，放出热量，温度也不发生变化。 （2）物体温度变化时，不一定吸收或放出热量 物体温度降低，可能是物体对外界做功。物体温度升高，可能是外界对物体做功。 观察冰熔化的—温度时间图像可知，BC段是冰的熔化过程，在该过程段吸收热量，温度保持不变。 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 3. 温度与内能 （1）内能与温度有关：物体温度变化时，内能一定变化。物体温度降低，内能一定减少；物体温度升高，内能一定增加。 （2）温度与内能无关 物体内能变化时，温度不一定变化。晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。晶体凝固时，放出热量，内能减少，温度不变。 例如，冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但是温度不变。 观察冰熔化的—温度时间图像可知，AB段是冰吸热温度升高过程，内能增加。 BC段是冰吸热熔化过程，内能增加，温度不变。 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 4. 热量与内能 物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。例如，物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，内能减少。 物体内能改变，不一定是由于物体吸收或放出热量。例如，物体内能增加，可能是外界对物体做功。物体内能减少，可能是物体对外界做功。 搓手做功，可以使手的内能增大 对手呵气，也可以使手的内能增大 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 知识点4：温度、热量和内能 探究新知 【典例4】关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（   ） A．0℃的物体没有内能 B．物体具有内能也可以同时具有机械能 C．高温物体的内能一定比低温物体的大 D．物体吸收热量，温度一定升高 B 课堂小结 课堂小结1 内能 内能 热传递和内能的改变 概念 物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能；单位是焦（J） 影响内能大小的因素 物体温度、质量、状态、体积、种类 做功和内能的改变 热传递 热传递可以改变物体的内能 概念 条件和方向 有温度差 相互接触 做功可以改变物体的内能 物体对外做功 物体内能增加 外界对物体做功 物体内能减少 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、热量、内能的区别 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 课堂小结2 课堂练习 课堂练习 D 1．下列有关热和能的说法中，正确的是（　　） A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体 B．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质 C．物体温度升高，一定吸收了热量 D．同一杯水，温度越高内能越大 课堂练习 2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（    ） A．机械能为零的物体，内能也为零 B．60℃的水一定比30℃的水含有的热量多 C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．物体吸收热量，温度可能不变 D 课堂练习 D 课堂练习 4．（25-26九年级上·重庆大足·期末）如图是模拟“隔水炖汤”的实验，下列说法正确的是（　　） A．试管中的水不会沸腾，其内能一直不改变 B．水沸腾前，温度升高，所含的热量越来越多 C．水沸腾前，温度升高，内能一定增大 D．该实验中是通过做功使水的内能增加 C 【详解】A．试管中的水达到沸点后，无法继续从烧杯的水中吸热，所以不会沸腾；但在沸腾前，它吸收热量，内能是增加的，故A错误； B．热量是一个过程量，只能说“吸收”或“放出”热量，不能说物体“含有”热量，故B错误； C．水沸腾前，吸收热量，温度升高，分子热运动加剧，内能一定增大，故C正确； D．该实验中，水是通过热传递（从火焰和烧杯中的水吸收热量）的方式使内能增加的，而不是做功，故D错误。 课堂练习 C 课堂练习 6．（25-26九年级上·吉林松原·期中）工厂里的冷却塔大多用水作为冷却物质，是因为水的___________较大；在古代，人类学会了钻木取火的方法，这是利用___________的方式改变物体的内能，此过程中___________能转化为___________能。 比热容 做功 机械 内 课堂练习 7．如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾，一段时间后观察现象。发现橡胶塞被推出，塞子被推出的过程中，水蒸气的内能______（选填“增加”或“减少”），温度______（选填“升高”或“降低”），在管口发生______（填物态变化名称）产生“白雾”。 减少 降低 液化 课堂练习 8．（25-26九年级上·福建厦门·期中）桌子上有A、B、C三个质量均为0.1kg的实心铁块。小明用红外成像测温仪拍摄铁块的温度如图1所示（三个铁块未按A、B、C顺序排列）。接着他在A铁块上放上冰块，用手快速摩擦C铁块，再用红外成像测温仪拍得画面如图2所示（冰块未画出）。 课堂练习 (1)图2中，温度是______℃的铁块是C铁块？判断的依据是什么？ _________________________________________________________ (2)A铁块上的冰块发生了哪种物态变化？______；相比放冰块之前，铁块A的内能______。 20.1 用手快速摩擦C铁块，通过摩擦做功会使其内能增加，温度升高 减小 减小 【详解】（1）[1][2]由图1可知，三个铁块温度相同，都为19.2℃，现在用手快速摩擦C铁块，即对C做功，则其内能增大，温度会升高，所以最终C的温度会高于19.2℃，如图2可知，左侧铁块温度最高，所以是C铁块，温度为20.1℃。 （2）[1][2]由图1可知，三个铁块温度相同，都为19.2℃. 冰块的温度比铁块A低，所以冰块会吸收热量，温度升高，达到一定程度后将熔化，铁块A则放出热量，温度降低，内能减小。 课堂练习 9．德化县塔兜村拥有丰富的地热温泉资源，塔兜村温泉具有水温高、出水量大的特点。当地居民把鸡蛋放入温泉池的泉眼中可以煮熟。戴眼镜的游客进入温泉池时，镜片变得模糊不清。根据以上材料，用物理知识回答下列问题： (1)煮鸡蛋时，鸡蛋的内能是通过哪种方式改变的？ (2)为什么镜片会变得模糊不清？ 【答案】(1)煮鸡蛋时，鸡蛋从水中吸收热量，内能增加，故鸡蛋的内能是通过热传递的方式改变的。 (2)戴眼镜的游客进入温泉池时，大量的热的水蒸气遇到冷的镜片，在镜片表面发生了液化，从而使镜片变得模糊不清。 课堂练习 10．如图所示为我国民间传统的手摇式爆米花机，燃料为安全环保矿物油，某同学认真阅读说明书后，经过安全操作，做出了一锅香喷喷的爆米花。试回答下列问题： (1)使玉米粒内能增加的方式是什么？ (2)打开阀门，将爆米花喷出的瞬间，锅内的水蒸气为什么会变成“白气”？ 热传递 打开阀门，将爆米花喷出的瞬间，锅内的水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，这些小水滴聚集在一起就形成了“白气”。 课后作业 探究新知 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 $