内容正文:
12.1 内 能
◇教学目标◇
1.能通过类比法理解内能的概念,知道内能的单位,并掌握类比法。
2.能简单描述温度和内能的关系。
3.让学生动手实验,探究改变物体内能的两种途径。
4.通过讨论,了解做功和热传递在改变内能时是等效的。
◇教学重难点◇
教学重点
探究改变物体内能的两种方法。
教学难点
知道内能与温度的关系。
◇教学过程◇
一、新课导入
运动的汽车具有动能,这个能量从何而来?
二、教学步骤
探究点1 物体的内能
[阅读课本]P23“物体的内能”
[思考]什么叫做内能?
[提示]在物理学中,把物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
[小组讨论]物体的内能与什么因素有关?
[归纳提升]一般来说,同一物体的温度越高,表明分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越多;反之,同一物体的温度越低,内能就越少。对于温度相同的同种物质,质量越大,内能就越多。
[思考]什么是类比法?
[提示]如图12-1-1,将未知事物与已知事物进行比较,根据它们的相同之处或相似性,推测未知事物也可能有某种相似的属性,这是科学研究的一种重要方法——类比法。
[思考]如图,仔细观察甲、乙、丙三杯水,判断下列说法正确的是 ( )
A.甲杯中水的内能最大
B.乙杯中水的内能最大
C.丙杯中水的内能最大
D.乙、丙杯中水的内能一样大
[分析]解答此题要知道物体内能的大小与物体的质量和温度有关,物体的质量和温度越大,物体的内能越大,C项正确。
[答案]C
探究点2 改变物体内能的方式
[阅读课本]P24~25“改变物体内能的方式”
[思考]用钻头在金属块上钻孔时,钻头和金属块会发热。在橙汁中放入冰块,橙汁温度降低,这些现象说明了什么?
[提示]做功和热传递都可以改变物体的内能。
[思考]在“用做功的方式改变物体的内能”的实验中,如图12-1-3(a)所示,快速来回搓动双手,会发生什么现象?这说明了什么?
[提示]手的温度会升高。快速来回搓动双手时,手掌之间的摩擦力做功,将机械能转化为内能,使手掌温度升高。这说明通过做功可以改变物体的内能。
[思考]在图12-1-3(b)中,一个厚壁筒里放有一块浸透乙醚的棉花球,用力把活塞迅速向下压,会发生什么现象?这说明了什么?
[提示]棉花球会燃烧起来。用力迅速向下压活塞时,活塞对筒内的气体做功,将机械能转化为气体的内能,导致气体温度迅速升高。当温度达到乙醚的燃点时,浸透乙醚的棉花球燃烧起来。这说明通过做功可以改变物体的内能。
[思考]在“用热传递的方式改变物体的内能”的实验中,如图12-1-4所示,以下三种情况各是通过哪种热传递的方式改变物体内能的?
[提示]图12-1-4(a)中,酒精灯燃烧时,热从金属棒的一端传导至另一端,从而使水的温度升高,内能增加,使用的方式是传导;图12-1-4(b)中,烧水时,热通过水的对流从壶底传向壶内各处,从而使水的温度升高,内能增加,使用的方式是对流;图12-1-4(c)中,太阳向地球辐射太阳能,水吸收太阳能,温度升高,内能增加,使用的方式是辐射。
[小组讨论]做功和热传递改变内能的实质是什么?
[归纳提升]做功改变内能属于能量的转化;热传递改变内能属于能量的转移。
[思考]改变内能的方式有哪几种?
[提示]两种。改变内能的方式有做功和热传递。这两种方式对于改变物体的内能是等效的。
[思考]下列现象属于用热传递的方法改变物体内能的是 ( )
A.冬天天冷,通过搓手取暖
B.做饭时,用炉火对锅里的水加热
C.用锤子敲打铁丝时,铁丝发热
D.给自行车车胎打气,打气筒壁变热了
[分析]改变物体的内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功等,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。综上所述,B项正确。
[答案]B
三、板书设计
内 能
◇教学反思◇
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