13.3 内能（教学设计）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦“内能”核心知识，涵盖内能概念、单位、特点及改变方式，通过搓手体验导入，衔接分子动理论与机械能，搭建微观模型学习支架，梳理温度、内能、热量关系。 特色在于融合科学思维（类比建模）、科学探究（分组与演示实验），以摩擦生热、压缩引火等实例突破重难点，通过对比辨析强化物理观念，提升学生抽象思维与实验能力，为教师提供清晰教学路径与丰富资源。

13.3 内能（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 飞哥 课题 第3节 内能 教学 目标 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。 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。 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。 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。 教材 分析 本节是第十三章《内能》核心主干内容，承接前两节《热量 比热容》和《分子动理论的初步知识》 ，是热学体系的核心枢纽。本节课从分子动能、分子势能微观角度定义内能，系统讲解改变内能的两种方式：做功和热传递，理清温度、内能、热量三大易混物理量的关系。本节课既是对微观分子热运动知识的升华，也是后续学习热机、热值的基础，是中考选择、填空、简答题高频考点，在整个热学模块中起到承上启下的关键作用。 学情分析 已有基础：学生已经掌握分子动理论、热传递、热量的基础概念，了解分子在永不停息做无规则运动，具备机械能的知识储备，能够理解能量的存在与转化。 认知难点：学生极易混淆温度、内能、热量三者关系，普遍存在“温度为0℃的物体内能为零”“物体吸热温度一定升高”“温度高的物体内能一定大”等错误前概念；难以区分做功和热传递改变内能的本质区别。 学习特点：学生对摩擦生热、取暖降温等生活现象熟悉，但对内能这种微观能量抽象认知不足，需要大量直观实验、对比辨析、实例拆解突破难点。 教学重点 内能的概念与特点； 改变物体内能的两种方式（做功、热传递）及生活应用； 温度、内能、热量的关系辨析。 教学难点 理解一切物体在任何温度下都具有内能；区分做功与热传递改变内能的本质；辨析温度、内能、热量三者的逻辑关系，纠正各类易错误区。 教学 器材 教师演示器材：压缩空气引火仪、硝化棉、砂纸、铁丝、打火机、烧杯、热水、冷水、保温袋； 多媒体资源：内能微观模拟动画、做功改变内能演示视频、热传递三种方式动画、三者概念辨析对比课件。 学生分组器材：细铁丝、砂纸、小手帕、烧杯、温水。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课（5min） 1.生活化体验互动：让学生双手快速搓动10秒，提问学生感受手掌温度变化。 2.分层递进提问： 提问1：冬天搓手为什么会变热？手心温度升高，说明身体获得了什么能量？ 提问2：0℃的冰块放在室内会慢慢融化，冰块温度很低，它有没有能量？ 提问3：用热水袋取暖和搓手取暖，让身体变热的原理一样吗？ 3.导入过渡： 我们之前学过宏观物体具有机械能，而构成物体的微观分子也在不停运动、存在相互作用力，因此物体内部也蕴藏着一种能量——内能。今天我们系统学习《第3节 内能》，解开生活中冷热变化、能量改变的奥秘，板书课题。 设计意图 以全员可参与的小体验切入，贴近生活、直观有趣，快速调动课堂氛围，通过对比提问制造认知冲突，自然引出内能概念，降低抽象知识的学习难度。 亲手搓手体验发热现象，并思考老师提出的3个问题 激发了本节课的求知兴趣，带着神秘学习内能 学习新课 一、内能(10min) 1.类比建模讲解： 宏观运动的物体具有动能，同理：不停做无规则热运动的分子具有分子动能； 发生形变的物体具有弹性势能，同理：存在相互作用力的分子具有分子势能。 2.完整定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 单位：焦耳（J）。一切与能相关的单位均为焦耳（J）. 3.核心特点精讲（重难点突破）： （1）普遍性：一切物体在任何情况下、任何温度下都具有内能。0℃的冰、-20℃的冰雪都有内能，因为分子永远在不停运动； （2）影响因素：内能大小与温度、质量、状态、物质种类有关； 温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大；质量越大，分子数量越多，内能越大；物态改变，分子间距改变，分子势能改变，内能改变 4.易错辨析提问： （1）温度高的物体，内能一定大吗？（错，未控制质量、状态） （2）0℃的水凝固成0℃的冰，温度不变，内能不变吗？（错，凝固放热，内能减小） 【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 【答案】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。 故选D。 通过模型建立，理解了内能的概念 通过老师的总结，知道了影响内能大小的因素 通过例题练习，加深理解内能的概念以及影响因素 学习新课 二、热传递和内能的改变（8min） 1.实例展示：热水放凉、晒太阳取暖、冰块融化、热水袋捂手。 2.概念总结：热传递是温度不同的物体相互接触，高温物体放热、内能减小，低温物体吸热、内能增大。 3.核心条件：存在温度差；能量方向：高温→低温（传递的是内能，不是温度）。 4.对应关系： 物体吸热 → 内能增加；物体放热 → 内能减小。 5.回顾旧知：热传递过程中传递热的多少叫做热量，热量是过程量，只能说吸收、放出，不能说含有。 【典例2】（25-26九年级上·安徽铜陵·期末）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 【答案】C 【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。 故选C。 结合生活实例理解热传递的条件和能量流向； 梳理热传递与内能变化的关系，巩固热量过程量的易错点 通过例题练习，加深理解热传递的方向性 学习新课 三、做功和内能的改变 实验1：摩擦生热（学生分组实验） 操作：学生用砂纸快速反复打磨铁丝，触摸铁丝表面感受温度变化。 现象：铁丝温度升高、变热。 结论：对物体做功，物体内能增加、温度升高。 实例：搓手取暖、钻木取火、磨刀发热、滑梯摩擦发热。 实验2：压缩空气引火（教师演示） 操作：在压缩空气引火仪底部放入少量硝化棉，快速下压活塞。 现象：硝化棉瞬间燃烧。 原理：下压活塞对筒内空气做功，空气内能急剧增加、温度升高，达到硝化棉着火点引燃棉花。 结论：对物体做功，内能增加。 拓展推理：物体对外做功，内能减小 举例：开水壶蒸汽顶起壶盖，蒸汽对外做功，内能减小、温度降低。 完整规律： （1）对物体做功 → 内能增加（机械能→内能） （2）物体对外做功 → 内能减小（内能→机械能） 核心对比总结（2分钟） 热传递改变内能：能量的转移（能的形式不变）； 做功改变内能：能量的转化（机械能与内能相互转化）； 两种方式等效，都可以改变物体内能。 设计意图 学生分组实验+教师演示实验结合，动静搭配，把看不见的内能变化转化为看得见的燃烧、摸得到的升温，彻底突破本节课核心难点，同时区分两种改变内能方式的本质。 【典例3】（25-26九年级上·山东济宁·阶段检测）下列场景中改变物体内能的方式与其他三项不同的是（　　） A． B． C．D． 【答案】A 【详解】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。用柴火燃烧给水加热，水吸收热量，是通过热传递改变内能；压缩空气的过程中，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，是通过做功改变内能；钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功改变内能；摩擦生热，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使手内能增加，温度升高，是通过做功改变内能。故BCD不符合题意，故A符合题意。 故选 A。 重难点突破：温度、内能、热量三者辨析（5分钟） 教师逐条精讲中考必考易错点，学生逐条笔记： （1）温度：状态量，描述冷热程度，只能说“升高、降低、不变”； （2）内能：状态量，物体具有的能量，只能说“有、增大、减小”； （3）热量：过程量，仅热传递过程存在，只能说“吸收、放出”，绝对不能说“含有、具有”。 核心结论： （1）物体吸热，温度不一定升高（晶体熔化、液体沸腾，吸热内能增加，温度不变）； （2）温度为0℃的物体一定有内能； （3）温度高的物体内能不一定大； （4）内能改变，温度不一定改变。 【典例4】（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）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 【答案】B 【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，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，物体具有内能也可以同时具有机械能，故B正确； C．内能与温度、质量、物态都有关系，高温物体的内能不一定比低温物体的大，故C错误； D．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，故D错误。 故选B。 亲手完成铁丝摩擦实验，直观感受做功生热 观察压缩引火实验，理解做功改变内能的微观本质 记录两种方式的区别，熟记生活实例。 通过实例图片，区分理解热传递和做功的区别 通过老师的比较，区分了温度、热量和内能 通过例题练习，加深理解三量间的区别 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（25-26九年级上·四川泸州·期末）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 【答案】D 【详解】A．热传递传递的是热量，不是温度，故A错误； B．夏天室内洒水降温，是利用水蒸发吸热降低室温，故B错误； C．物体温度升高，可能是吸收热量，也可能是外界对物体做功，故C错误； D．内能大小与物体质量、状态、温度有关，同一杯水的质量、状态不变，温度越高内能越大，故D正确。 故选D。 2．（25-26九年级上·全国·单元测试）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 【答案】D 【详解】A．一切物体都有内能，因此机械能为零的物体，内能一定不为零，故A错误； B．热量是热传递过程中转移内能的多少，是过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误； C．物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故C错误； D．物体吸收热量，温度可能不变，比如，晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，故D正确。 故选D。 3．（25-26八年级上·安徽淮北·期中）如图甲所示，用金属镓制成的“小人”在室温20℃时是固态，将其放在人手中就会熔化（如图乙所示），由此可判断    （　　） A．金属镓不会汽化 B．金属镓适合用来制作戒指 C．金属镓的熔点与手的温度相同 D．金属镓熔化过程中，温度比手低 【答案】D 【详解】A．金属镓的沸点是 2403℃，在一定条件下，当温度达到沸点或持续吸热时，金属镓会汽化成气态，故A不符合题意； B．金属镓的熔点较低，在人体温度下就会熔化，不适合用来制作戒指，故B不符合题意； C．金属镓的熔点是 29.76℃。人的体温约为 37℃，手的温度接近体温，高于金属镓的熔点，所以金属镓在手中会熔化，而不是金属镓的熔点与手的温度相同，故C不符合题意； D．热传递的条件是存在温度差，热量从高温物体传递到低温物体。金属镓在熔化过程中，需要从手上吸收热量，所以其温度比手低，故D符合题意。 故选D。 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 【答案】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。 故选C。 5．（2025·天津河西·一模）“蒸”是中国人发明的最早烹饪方法之一，其历史可以追溯到炎黄时代。在改变物体内能方式上，图中的实例与“蒸”相同的是（　　） A．钻木取火 B．搓手取暖 C．围炉烤火 D．压缩空气 【答案】C 【详解】在“蒸”中，食物是通过吸收热水或热汤的热量来变热，这是通过热传递来改变物体的内能。围炉烤火是通过吸收火焰辐射的热量来变暖，是通过热传递来改变物体的内能；钻木取火、搓手取暖、压缩空气是通过做功的方式来改变物体的内能。 故选C 。 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。 【答案】 比热容 做功 机械 内 【详解】[1]水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多的热量，因此常用作冷却物质。 [2][3][4]钻木取火时，通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，达到着火点而燃烧。 7．（25-26九年级上·广东江门·阶段检测）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”。 【答案】 减少 降低 液化 【详解】[1][2][3]塞子被推出的过程中，是试管内高温高压的水蒸气对橡胶塞做功，使水蒸气内能减少，温度降低，水蒸气因降低温度液化成小液滴出现“白雾”。 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）。 (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______。 【答案】(1) 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 (2) 熔化 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。 9．（2025·福建泉州·二模）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。 10．（23-24九年级上·福建南平·期中）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”？ 【答案】(1)热传递 (2)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”。 【详解】（1）在爆米花机工作时，燃料燃烧释放热量，通过热传递的方式将热量传递给玉米粒，使玉米粒的内能增加。 （2）略。 板 书 设 计 第3节 内能 一、内能 1. 定义：物体内部所有分子动能+分子势能的总和 2. 单位：J 3. 特点：一切物体任何温度都有内能 4. 影响因素：温度、质量、状态、物质种类 二、改变内能的两种方式 1. 热传递（能量转移）：条件→温度差 吸热→内能增加；放热→内能减小 2. 做功（能量转化） 对物体做功→内能增加；物体对外做功→内能减小 三、热量、温度和内能易错总结 热量：过程量（吸、放）； 温度、内能：状态量（有、高低） 吸热不一定升温，升温内能一定增大 课 堂 小 结 第3节 内能 作 业 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业 教学反思 本节课学习了内能与改变内能的两种方式的核心知识，掌握了区分做功和热传递改变内能的分析方法，能判断不同过程对应的内能变化。 反思：是否理解内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，单个分子不存在内能？影响内能大小的因素除了温度还有哪些？生活中哪些常见现象分别对应做功和热传递改变内能？还有哪些区分内能、热量、温度三个概念的题目容易判断出错？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $