10.2 内能（教学课件）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理课件围绕“内能”展开，涵盖分子动理论、固液气微观结构与宏观特性、内能概念及改变方式等核心知识点。课堂导入通过汽车急刹车车胎摩擦生热现象设问，搭建从宏观现象到微观分子运动及内能变化的学习支架，逻辑连贯。 其亮点在于融合43张图片、11个动图和10个教学视频，如气体扩散实验、铅柱压紧等直观呈现分子动理论，体现物理观念和科学探究。典例分析结合钻木取火、神舟返回舱摩擦案例，培养科学思维，帮助学生理解内能与温度、热量关系，教师可高效开展探究式教学，提升学生学科素养。

（本课件包含PPT49张；图片：43张；动图：11个；教学视频：10个） 物理九年级全一册 •北师大版 第2节 内能 第十章 机械能、内能及其转化 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道物质由大量分子组成，了解分子动理论基本观点；理解内能概念，知道改变内能的两种方式；能区分固、液、气的微观结构与宏观特性。 02 科学思维 通过分析扩散、铅柱粘合等现象，培养逻辑推理能力；能从分子模型理解物理建模思想。 03 科学探究 经历改变内能的实验探究，提升观察与分析能力；通过对比实验，归纳改变内能方式的特点，提高归纳总结能力。 04 科学态度与责任 养成实事求是的科学态度，认识到分子动理论、内能知识在生活中的应用价值，增强探索热情。 教学重难点 教学难点 教学重点 分子动力学理论知识；内能的概念和改变物体内能的方式。 理解理解内能的概念；知道内能、温度与热量三者之间的关系。 课堂引入 汽车在急刹车过程中车胎与地面发生剧烈摩擦动能减少，车胎表面温度急剧升高，甚至会出现冒烟的现象。物体摩擦生热是常见的现象，在摩擦生热的过程中，物体的内部会发生什么变化？ 本节课我们将一起来探究这个问题！ 知识点1物质结构的微观模型 1.常见物质是由大量分子组成的 科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子—分子、原子等构成的。 （1）分子的体积非常小，肉眼直接看不到，必须用电子显微镜方能看到。 （2）分子之间有间隙。 知识点1：物质结构的微观模型 知识点1：物质结构的微观模型 2.分子在永不停息地做无规则运动 （1）气体扩散： 如图：上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体。抽去中间的隔板后，空气与二氧化氮逐渐混合均匀。 不同的物质在互相接触时，自发地彼此进入对方的现象，叫做扩散。 知识点1：物质结构的微观模型 2.分子在永不停息地做无规则运动 （2）液体扩散： 如图：将蓝色的浓硫酸铜溶液缓慢注入烧杯内水的底部，几天之后，两种液体混合均匀了。 液体扩散实例：酱油与醋混合为调料；被污水污染的河流…… 知识点1：物质结构的微观模型 2.分子在永不停息地做无规则运动 （3）固体扩散： 如图：把铅板和金板放在一起并压紧。几年之后，金板上渗入了一些铅，铅板上渗入了一些金。 根据扩散现象，我们可以断定分子在永不停息地做无规则运动。 铅板 金板 知识点1：物质结构的微观模型 2.分子在永不停息地做无规则运动 （4）分子热运动： 如图：在冷水和热水中同时各滴人一滴红墨水溶液，比较红墨水在两杯水中的扩散快慢，思考分子运动快慢与温度有什么关系。 可见：分子的运动跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。我们把分子无规则运动叫做分子的热运动。 知识点1：物质结构的微观模型 3.分子间存在相互作用力 （1）分子间存在引力： 如图：将两根铅柱的端面削平后相对，用力压紧。会看到两根铅柱连接在一起了，即使在铅柱下面悬吊一定的重物，它们也不会分开。 实验结论：分子之间存在引力。 知识点1：物质结构的微观模型 3.分子间存在相互作用力 （2）分子间存在斥力： 如图：找一个注射器，桶内加入一些水（或用空气），用手指封住口，另一支手用力压缩活塞时，体验所用力的大小。 实验结论：当分子间距离变小时，分子间相互排斥，存在斥力。 知识点1：物质结构的微观模型 3.分子间存在相互作用力 （3）分子间同时存在引力与斥力，大小跟分子间距离有关。 当分子之间的距离减小时，斥力增大得更快，主要表示为斥力。(如压缩物体） 当分子之间的距离增大时，斥力减小得更快，主要表示为引力。(如拉长物体） 当分子之间的距离很大时，分子间的相互作用力很小，可以忽略不计。(如气体) 大量实验表明： 常见的物质是由大量分子组成的，分子都在永不停息地做无规则运动，分子间同时存在着引力和斥力。 典例分析 例1 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ） A．雾霾在高温天气容易消散，这是因为温度越高，分子无规则运动越剧烈 B．破镜难以重圆，这是因为两片破镜子之间的分子存在相互作用的斥力 C．大雾弥漫是一种扩散现象 D．常见的物质是由大量分子构成的 【答案】D 【详解】A．雾霾是宏观的固体颗粒，其运动属于机械运动，不是分子的无规则运动，故A错误； B．破镜难以重圆，是因为两片破镜子之间的分子间距过大，分子间的作用力几乎为零，并非因为存在斥力，故B错误； C．大雾是由大量小水滴组成的，大雾弥漫属于宏观物体的机械运动，不是分子的扩散现象，故C错误； D．分子动理论的基本内容之一是常见的物质由大量分子构成，故D正确。 故选D。 典例分析 例2 下列现象中能够说明分子间有斥力的是（　　） A．气体很容易被压缩 B．粉笔很难被压缩 C．两块铅压紧后连在一起 D．墨水在热水中扩散得较快 【答案】B 【详解】A．气体很容易被压缩，说明分子之间存在间隙，不能说明分子间有斥力，故A不符合题意； B．粉笔很难被压缩，是因为压缩时分子间距减小，分子间的斥力阻碍进一步压缩，能够说明分子间存在斥力，故B符合题意； C．两块铅压紧后连在一起，说明分子间存在引力，不能说明斥力，故C不符合题意； D．墨水在热水中扩散得较快，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈，和分子斥力无关，故D不符合题意。 故选B。 典例分析 例3 如图，能说明分子间有空隙的是（ ） A．图甲嗅气味来鉴别醋和酱油 B．图乙墨汁滴在热水中很快散开 C．图丙水和酒精充分混合后总体积减小 D．图丁两个铅块没有被重物拉开 【答案】C 【详解】A．用鼻子嗅气味来鉴别醋和酱油，是由于分子的无规则运动，醋和酱油的分子扩散到空气中，鼻子嗅到味道进行区分，故A不符合题意； B．墨汁滴在热水中很快散开，说明分子在不停地运动，故B不符合题意； C．水和酒精充分混合后体积减小，是因为水分子进入酒精分子间的空隙中，说明分子间有间隙，故C符合题意； D．分子间存在着相互作用的引力和斥力，两个铅块没有被重物拉开说明了分子间有引力，故D不符合题意。 故选C。 知识点2 固体、液体和气体的特征 知识点2：固体、液体和气体的特征 物质的状态常分为固态、液态和气态。在不同的物质状态中，其分子排列的状态也是不同的. 1.固体： （1）固体特点：固体可以保持一定的形状和体积，不能流动。 （2）分子状态：固体分子间的距离很小，作用力比较强。 知识点2：固体、液体和气体的特征 2.液体： （1）液体特点：液体没有固定的形状，但占有一定的体积，能够流动。 （2）分子状态：液体分子间的距离比固体大，作用力比较弱，液体分子在一定限度内可以自由运动。 知识点2：固体、液体和气体的特征 3.气体： （1）气体特点：气体没有固定的形状和确定的体积，能够流动。 （2）分子状态：气体分子间的距离很大，作用力很弱，理想情况下气体分子甚至能自由地沿各个方向运动。 固体、液体和气体的结构模型对比 分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。 固体分子 像做操的队伍 液体分子 像跳舞的队伍 气体分子 像自由活动的队伍 知识点2：固体、液体和气体的特征 典例分析 例1 如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，图乙表示______态，物质从图甲变化到图丙时，分子间作用力______。    【答案】固 变小 【详解】【小题1】[1][2]由图可知，甲物质分子排列无序，间距与固态差不多或略大，分子间可移动，是液态；乙物质分子排列规则，间距较小，固定在平衡位置附近，是固态；丙物质分子间距很大，完全无序，自由运动，是气态；物质从图甲变化到图丙是液体变为气态，分子间距变大，分子间作用力减小。 典例分析 例2 如图所示，是某种物质的三种状态的分子微观模型，下列说法正确的是（ ） A．图甲很难被压缩，是因为分子间只存在斥力 B．图乙具有流动性，没有固定的形状 C．图丙分子间没有任何作用力 D．物质从甲直接变为丙的过程叫凝华 【答案】B 【详解】甲：分子排列紧密、有固定结构，为固态；乙：分子间距适中、无固定排布，为液态；丙：分子极度分散、间距很大，为气态。 A．固体难被压缩，是因为分子间距离小时斥力大于引力，并非只存在斥力；分子间同时存在引力和斥力，故A错误； B．乙是液态，液体具有流动性，没有固定形状，有固定体积，故B正确； C．丙是气体，分子间作用力十分微弱，但不是完全没有作用力，故C错误； D．甲是固态，丙是气态，从固态直接变为气态叫升华，凝华是气态直接变固态，故D错误。 故选B。 知识点3 物体的内能及其变化 知识点3：物体的内能及其变化 1.内能 （1）分子动能：运动的物体具有动能，做热运动的分子也具有动能。 （2）分子势能：分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作分子势能。 内能：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能.单位是焦耳(J)，简称焦。一切物体，不论温度高低，任何时候都具有内能。 知识点3：物体的内能及其变化 1.内能 （3）影响物体内能大小的因素： A.温度：同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大。 B. 质量：在温度一定时，物体的质量越大，物体的内能就越大。 C. 状态: 例如0℃的冰吸热熔化成0℃的水时，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，水的内能变大。 知识点3：物体的内能及其变化 1.内能 （4）机械能和内能的区别： 机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。 机械能 内能 定义 运动 与温度的关系 存在 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 物体内所有分子热运动 的动能和分子势能的总和 物体的机械运动(宏观) 分子的热运动(微观) 无关 可为0 有关 不可为0 知识点3：物体的内能及其变化 2.热量 生活经验告诉我们，两个温度不同的物体互相接触时，低温物体从高温物体吸热，高温物体向低温物体放热。 （1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。 （2）热量的单位：在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。 （3）热传递条件：存在温度差。 （4）热传递的方式：传导、对流和辐射。 知识点3：物体的内能及其变化 3.热传递改变物体内能 如图：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。 （1）分析：在热传递过程中，低温物体吸收热量，内能增大；高温物体放出热量，内能减小。 （2）实质： 热传递传递的是内能，而不是温度。实质是内能的转移。 知识点3：物体的内能及其变化 4.做功可以改变物体内能 如图：在一个厚有机玻璃管中放一些火柴头，快速下压有机玻璃管上端的活塞，可以看到火柴头燃烧起来。 （1）分析：表明管内空气温度已升高到火柴头的燃点。管内空气温度升高表明管内空气分子的运动变得剧烈了，气体的内能增加了。 （2）结论： 做功可以改变物体内能，对物体做功物体内能增加。 知识点3：物体的内能及其变化 4.做功可以改变物体内能 如图：向瓶内打气，当看到塞子跳起来时，容器中出现了白雾。 （3）分析：这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气遇冷液化成小水滴。 （4）结论： 做功可以改变物体内能，物体对外做功内能减少。 （5）实质：内能和其他形式能的相互转化。 5.探究改变内能的方式 大量实验表明，做功和热传递是改变物体内能的两种方式。外界对物体做功，或者物体从外界吸收热量，物体的内能增加；反之，物体的内能减少。 热传递 做功 本质 能量的转移 能量的转化 条件 温度差 力的作用与位移 效果 高温物体降温，低温物体升温 机械能与内能相互转化 做功和热传递的区别 知识点3：物体的内能及其变化 知识点3：物体的内能及其变化 6.交流讨论 汽车在急刹车过程中车胎表面温度急剧升高，甚至会出现冒烟的现象。物体的内能会发生什么变化?是用什么方式改变内能的？ 分析：在当汽车急刹车时，轮胎与地面之间的摩擦由滚动摩擦转变为滑动摩擦。导致剧烈摩擦产生大量热量。此时汽车的动能通过摩擦力做功转化为内能，使轮胎表面温度急剧升高（可达数百摄氏度）。高温导致轮胎橡胶发生热分解（碳化），形成微小颗粒并燃烧，表现为冒烟现象。 典例分析 例1 温度为-10℃ 的冰块（选填“具有”或“没有”）内能。质量相同的100℃水蒸气和100℃水，温度 大，内能 大（后两空均选填“水蒸气”、“水”或“一样”）。 【答案】具有 一样 水蒸气 【解析】 分子热运动具有分子动能，分子间存在相互作用力，凭借其相对位置而具有能叫分子势能，物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。 任何物体都具有内能，故-10℃的冰块具有内能。 质量相同的100℃水蒸气和100℃水，温度都是100℃，温度一样大。 100℃水变成100℃水蒸气需要吸收热量，故质量相同的100℃水蒸气的内能比100℃水的内能大。 典例分析 例2 小明常帮助妈妈做饭，并对观察到的一些现象作了如下解释，其中正确的是（　 　） A．煮面条时，主要通过热传递的方式增加了面条的内能 B．煲汤时汤汁在沸腾过程中温度不变，内能不变 C．刚出锅的饭菜很烫，是因为此时饭菜含有的热量多 D．刚从冰箱里取出的冷冻食物温度很低，内能为零 【答案】A 【详解】A．改变内能的方式有做功和热传递两种，煮面条时，面条从高温的水中吸热，主要通过热传递的方式增加内能，故A正确； B．汤汁沸腾时温度不变，但沸腾过程持续吸热，内能会增大，故B错误； C．热量是过程量，只能描述为“吸收/放出热量”，不能说物体“含有热量”，“烫”是因为饭菜温度高，故C错误； D．一切物体在任何温度下都具有内能，冷冻食物温度低，但内能不为零，故D错误。 故选A。 典例分析 例3 古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　） A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热 C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大 【答案】C 【解析】钻木取火实质是通过做功的方式改变物体的内能。 A．搓手取暖，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意； B．小朋友溜滑梯时，臀部克服滑梯摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意； C．热鸡蛋放在冷水中，鸡蛋和水温度不同，内能从鸡蛋传给水，是通过热传递的方式改变物体内能，故C符合题意； D．压缩空气时，对空气做功，使空气内能增大，故D不符合题意。故选C。 典例分析 例4 2025年11月14日，“神舟二十一号”返回舱在东风着陆场成功着陆，如图所示。返回舱进入大气层，与周围大气剧烈摩擦的过程中，返回舱的（忽略返回舱质量的变化）（ ） A．内能转化为机械能，内能变大 B．机械能转化为内能，内能变大 C．内能转化为机械能，内能变小 D．机械能转化为内能，内能变小 【答案】B 【详解】返回舱进入大气层后，与周围大气剧烈摩擦，需要克服摩擦力做功。在这个过程中，返回舱的机械能（主要是动能和重力势能）减少，而这些减少的机械能转化为了返回舱的内能，使得返回舱的温度升高，内能增大。所以此过程是机械能转化为内能，内能变大。 故选B。 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1.以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是（　　） A．菡萏香清画舸浮 B．满架蔷薇一院香 C．一行白鹭上青天 D．醒茶摇香叶初醒 课堂练习 2.如图所示，将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起。这一现象证明（　　） A．分子间有空隙 B．分子间存在吸引力 C．分子间存在排斥力 D．分子处在永不停息的无规则运动中 课堂练习 3.（2026·辽宁抚顺·一模）物质在某种状态的宏观特性表现为无固定的形状、体积，则该种状态与其他两种状态的微观特性相比（　　） A．分子间距离较大，分子间作用力很小 B．分子间距离很小，分子间作用力很大 C．分子间距离很小，分子间作用力很小 D．分子间距离较大，分子间作用力很大 课堂练习 4.（2026九年级上·河南南阳·阶段检测）南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是-25℃，在开展“神奇的南极洲”跨学科项目式学习之前，小宇和小丽两位同学之间进行了一次对话，其中正确的是（ ） A．小宇：南极洲常年平均气温为负值，所以南极洲的内能也为负值 B．小宇：冰川熔化过程中温度会不断升高 C．小丽：再冷的冰山也含有热量 D．小丽：温度一定时，冰山质量越大，具有的内能越大 课堂练习 5.《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图所示是匠人正在将铁水凝固成釜，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．热量可能由温度较低的石勺传递给温度较高的铁水 B．盛铁水的石勺温度升高，这是通过做功改变石勺的内能 C．铁水凝固的过程中，温度不变，内能也不变 D．铁水冷却凝固成釜后，釜的内能不为零 课堂练习 6.如图所示为四个跟热现象有关的实验情境，下列说法正确的是（ ） A．甲图中，抽去玻璃板一段时间后两瓶内气体颜色变得一致，是因为气体分子运动的结果 B．乙图中，两个接触面水平、压紧的铅柱能吊起重物，能说明两根铅柱的分子间存在斥力 C．丙图中，快速压下活塞时筒内气体的内能增大，是用做功的方法改变了内能 D．丁图中，水沸腾一段时间后水蒸气把木塞顶开，把水蒸气的内能转化为木塞的机械能 课堂练习 7.（2026·江苏南京·一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的物体没有内能 B．物体内能增大，温度不一定升高 C．物体的内能越大，含有的热量越多 D．物体温度升高，一定吸收了热量 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我检测” 自主安排 完成“拓展阅读” 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf54.6.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 $