10.2 内能（教学设计）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦内能核心知识，涵盖分子动理论、固液气微观结构、内能概念及改变方式。通过汽车刹车摩擦生热现象导入，衔接宏观机械能与微观内能，搭建学习支架。 资料亮点在于实验探究与模型建构，如扩散实验、铅柱粘合等培养科学探究能力，类比分子动能势能构建微观模型体现科学思维，联系生活实例增强科学态度。助力学生理解抽象概念，提升教师教学效率。

第2节 内能（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 内能 教学 目标 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；认识固液气的微观结构特征；理解内能、热量的概念，掌握改变内能的两种方式。 科学思维 通过扩散现象推理分子运动，培养逻辑推理能力；借助物质微观模型，体会物理建模思想；分析内能改变的实验，提升能量转化的分析能力。 科学探究 观察扩散、铅柱粘合等实验，提升观察分析能力；参与改变内能的实验探究，提高动手操作与归纳总结能力。 科学态度 与责任 养成实事求是的探究态度，认识分子动理论在生活中的应用，关注内能转化的生产生活实例，增强物理学习兴趣。 教材 分析 本节从物质的微观结构入手，建立分子动理论的基本模型，衔接宏观现象与微观解释为核心概念，为内能、热运动奠定基础。内容以“分子存在—分子运动—分子相互作用”为知识主线，通过扩散、压缩等实验现象揭示分子动理论三大观点，进而引出内能及其改变方式，体现从现象到本质的认知逻辑。 重点在于分子热运动与温度关系、内能变化的两种途径；难点在于微观概念的抽象性及内能与热量的区别。教学宜采用类比、模拟和实验探究法，如用墨水扩散类比分子运动，通过活塞压缩引燃硝化棉演示做功改变内能，帮助学生构建微观图景。学习活动中应强化观察、推理与讨论，目标定位在理解物质微观模型及内能变化机制，通过问题驱动和实验验证实现概念转化，达成对热现象本质的初步认识。 学情分析 学生此前已掌握宏观物体的运动、机械能等知识，对物质的宏观特征有直观认知。此阶段学生逻辑思维逐步向抽象过渡，能通过实验现象推理微观规律，但对分子这类抽象粒子的理解仍需依托具象实验，且易混淆分子运动与宏观物体运动。教材重难点是分子动理论的三个核心观点、内能概念及改变内能的两种方式，要求学生能通过实验现象推导微观结论，区分内能与机械能，掌握做功和热传递改变内能的本质，并能联系生活实例分析能量转化。 教学重点 通过扩散现象等实例，理解分子动理论的基本观点；结合实验现象，掌握改变物体内能的两种方式（做功和热传递）。 教学难点 知道内能、温度与热量三者之间的关系。 教学 器材 烧杯（瓶）、冷水、热水、二氧化氮气体、玻璃片、注射器、细铁丝、空气压缩引火器、硝化棉、酒精、橡胶塞、打气筒等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 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。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、物质结构的微观模型 1. 常见物质是由大量分子组成的 【看一看】从古至今，人类始终没有停止对物质结构的探索。现在我们已经知道，常见的物质是由分子或原子（以下统称分子）组成的。 （1）科学研究发现：物质都是由极其微小的粒子——分子、原子构成。 分子、原子的体积非常小，用肉眼直接看不到，用电子隧道扫描显微镜可帮助我们观察到分子、原子。 （2）分子间有空隙. 将机油装入一个筒壁很厚、相当坚固的钢筒中，然后加上2万个标准大气压的高压，结果发现钢筒“出汗”了，也就是说机油从钢筒里渗透出来了。这充分说明钢筒的固体分子之间也存在空隙。 2. 分子在永不停息地做无规则运动 分子是静止的，还是运动的呢？下列现象可以帮助你做出判断。 （1）气体的扩散 【演示实验】在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板后，会发生什么变化？二氧化氮的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗？ 【实验现象】上方的空气瓶慢慢地由无色到有色。 【实验结论】下方的二氧化氮分子运动到空气瓶中。 扩散：不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。 【播放视频】——《气体扩散实验》 （2）液体的扩散 【实验操作】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 【分析归纳】该现象表明清水与蓝色的硫酸铜的分子彼此进入对方中，说明液体可以发生扩散。 【播放视频】——《液体扩散实验》 液体扩散的实例：将一滴红墨水滴入清水中，红墨水分子不停地做无规则运动，清水逐渐变成红色；酱油与醋混合为调料；被污水污染的河流…… （3）固体的扩散 【讲解】历史实验：把铅板和金板紧压在一起，在室温下放置5年。发现铅板里会渗入一些金，金板里面会渗入一些铅，互相渗入1mm。 【分析归纳】该现象表明固体可以发生扩散。 固体扩散的实例：堆放煤炭的墙角，过一段时间后发现会变黑，表明煤炭分子发生了扩散。 总结：扩散的概念 ①一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。 ②一般情况下，固体扩散最慢，液体次之，气体最快。 ③扩散现象表明：一切物质的分子都处在永不停息的无规则运动中，分子间存在间隙。 （4）分子热运动 【演示实验】如图所示在两个烧杯内盛有质量相等的热水、冷水，用滴管注入两滴红墨水，观察现象。 【实验现象】一段时间后，热水先变红。 【实验结论】温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫作分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高。 3. 分子间存在相互作用力 （1）分子之间存在引力 【演示实验】将两个铅柱的底面削平，然后紧紧地压在一起，他们会粘在一起吗？你看到了什么现象？这一现象能否证明分子之间存在吸引力？ 【实验现象】两块铅会结合起来，在下面吊一个重物都不能把它们拉开。 【实验结论】分子之间存在引力。 （2）分子间存在斥力 【演示实验】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。 【实验现象】会发现用力压缩时，活塞内的水会产生“抵抗”。 【实验分析】当分子间距离变小时，分子间相互排斥，存在斥力。 【实验结论】分子之间存在斥力。 大量实验表明：分子间同时存在引力与斥力，大小跟分子间距离有关。 【播放视频】——《分子间存在作用力》 【归纳总结】 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，这就是分子动理论的基本观点。 【例题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。 【例题2】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。 【例题3】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。 观看人类探究《物质构成》的视频，知道物质由分子或原子构成。 参与演示实验，进行分析归纳，建立扩散的概念。 通过观看视频或图片，知道液体与固体也能发生扩散。并列举液体与固体的扩散现象。 参与演示实验，分析归纳出温度越高，分子运动越剧烈的结论，知道分子热运动的含义。 参与实验，分析归纳出分子间存在引力。 参与实验，分析归纳出分子间存在斥力。 做例题1并进行交流回答，知道分子动理论基本观点，并能解决实际问题。 做例题2并进行交流回答，知道分子间存在间隙。 做例题3并进行交流回答，知道分子间存在相互作用力。 学习新课 二、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。 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。 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。 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。 【播放视频】——《固体、液体和气体的特征》 【例题4】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。 通过观看视频，理解固体、液体和气体的特征。 做题并进行解析，理解物质三态的微观特征和宏观特征。知道固体、液体及气体的分子模型情况。 学习新课 三、物体的内能及其变化 1. 内能 与宏观物体由于运动具有动能类似，分子由于热运动而具有的能叫作分子动能；与发生弹性形变的物体具有弹性势能类似，分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作分子势能 （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。 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。 （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。 （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。 内能 机械能 概念 物体内部所有分子动能 与分子势能的总和 物体所具有的动能 和势能的总和 影响因素 物体的温度、体积、 质量、状态等 物体的质量、速度、 高度（或形变程度） 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 运动或在高处或 发生弹性形变 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。 3. 热传递改变内能 【观看视频】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。 【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。 【结论】热传递可以改变物体的内能。 【实质】在热传递中传递的是内能，而不是温度。它的实质是内能的转移。 【播放视频】——《热传递改变内能的演示实验》 4. 做功改变内能 （1）对物体做功 【操作】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。 【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。 【结论】做功可以改变物体内能，对物体做功物体内能增加。 （2）物体对外做功 【操作】向瓶内打气，当看到塞子跳起来时，容器中出现了白雾。 【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。 【结论】做功可以改变物体内能，物体对外做功内能减少。 【实质】内能和其他形式能的相互转化。 【播放视频】——《做功改变内能的演示实验》 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。 【交流讨论】 在图10.1-9 所示的实验中，小球最终停止摆动，机械能减少；用铁锤反复敲击铁丝会使铁丝的温度升高。这些过程中发生了哪些能量转化？请你举例说明生产生活中机械能和内能相互转化的实例，并与同学交流。 【例题5】 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。 【例题6】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。 【例题7】 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。 运用类比的方法理解分子动能和分子势能的概念。 观看视频，进一步理解内能的概念和影响物体内能大小的因素。 列表进一步分析内能与机械能的区别。 直接讲解热量的相关知识。 思考问题，知道热传递可以改变物体的内能。 参与实验，进行分析，归纳出做功可以改变物体的内能；对物体做功，内能增加。 参与实验，进行分析，归纳出做功可以改变物体的内能；物体对外做功，内能减小。 回忆联系上节内容，初步认识内能和机械能之间的转化。 做例题5并进行交流回答，知道内能大小的决定因素。 做例题6并进行交流回答，知道热量、热传递。 做例题7并进行交流回答，知道改变物体内能的两种方式。 课 堂 练 习 1．麻辣拌作为抚顺特产一直深受大家的喜爱，将食材煮熟后，立刻加入拌料，食材很快入味，说明分子无规则运动的速度与____________有关。拌好的食材飘香四溢是一种____________现象。 【答案】 温度 扩散 【详解】由分子热运动规律可知，温度越高分子无规则运动越剧烈，刚煮熟的食材温度高、入味快，故分子无规则运动的速度与温度有关。 拌好的食材的香味分子自发运动到空气中，属于不同物质彼此进入对方的现象，故为扩散现象。 2．如图所示的四个实验现象中，能够说明分子在不停地做无规则运动的是（     ） A．  抽离玻璃板，一段时间后两瓶气体颜色变均匀 B．  用力把两铅块压紧，它们会结合在一起 C．  把与水面接触的玻璃拉离水面时测力计示数变大 D．  注射器中装有水，用力推压活塞体积不变 【答案】A 【详解】A．抽离玻璃板后两瓶气体颜色变均匀，属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A符合题意； B．两铅块压紧结合在一起，说明分子间存在引力，故B不符合题意； C．玻璃拉离水面时测力计示数变大，说明分子间存在引力，故C不符合题意； D．用力推压活塞体积不变，说明分子间存在斥力，故D不符合题意。 故选A。 3．下列说法正确的是（     ） A．温度高的物体，内能一定大 B．0℃的冰块，内能为零 C．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多 D．发生热传递时，热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体 【答案】D 【详解】A．内能由温度、质量、状态、物质种类共同决定，仅温度高无法判断内能一定大，故A错误； B．一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰块内能不为零，故B错误； C．热量是热传递过程中的过程量，不能表述为物体“含有”热量，故C错误； D．热传递的条件是存在温度差，与物体内能大小无关，若内能小的物体温度更高，热量可从内能小的物体传递给内能大的物体，故D正确。 故选D。 4．如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型，下列说法正确的是（     ） A．甲图中的物质具有流动性，物质的状态是气态 B．乙图中分子相距最近，分子间的作用力最小 C．乙图分子静止，甲、丙两图中分子在做热运动 D．分子排列从乙图变为甲图，内能增大 【答案】D 【详解】甲图分子间距较大、分子无固定排布，是液态的分子模型；乙图分子排列最紧密、间距最小，是固态的分子模型；丙图分子极度散乱、间距最大，是气态的分子模型。 A．甲图分子无固定位置，为液态，故A错误； B．乙图分子相距最近，分子间作用力最大，故B错误； C．一切物质的分子都在不停地做无规则热运动，乙图分子也在运动，故C错误； D．分子排列从乙图（固态）变为甲图（液态），需吸热，内能增大，故D正确。 故选D。 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，下列说法错误的是（     ） A．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递 B．铁水放出热量，内能减小，温度不一定降低 C．铁水在凝固的过程中，所含热量逐渐减少 D．铁水温度降低，内能一定减小 【答案】C 【详解】A．热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A正确，不符合题意； B．铁水是晶体，凝固过程中放出热量，内能减小，温度保持不变，故B正确，不符合题意； C．热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故C错误，符合题意； D．铁水质量不变，温度降低，分子热运动减慢，内能一定减小，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．下列事例中，利用做功的方式使物体内能增加的是（     ） A．捂热水袋的手变暖 B．炽热的金属片插入水中后，水温升高 C．放进热汤中的金属汤勺变得烫手 D．用锯子锯木头，锯条的温度升高 【答案】D 【详解】ABC．手变暖、水温升高、金属汤勺变得烫手三个事例均为内能从高温物体转移到低温物体，属于热传递改变内能，故ABC不符合题意； D．锯木头时克服摩擦力做功，机械能转化为锯条的内能，是通过做功方式使物体内能增加，故D符合题意。 故选D 。 7．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（     ） A．物体温度越高，含有的热量越多 B．的水凝固成的冰后，温度不变，内能不变 C．物体的内能减小，一定是放出了热量 D．温度相同的物体接触时不发生热传递 【答案】D 【详解】A．热量是热传递过程中的过程量，仅能表述为吸收或放出热量，不能说物体“含有热量”，故A错误； B．0℃的水凝固成0℃的冰时放出热量，温度保持不变，但内能减小，故B错误； C．改变内能有做功和热传递两种方式，物体内能减小可能是对外做功，也可能是放出热量，故C错误； D．热传递的发生条件是物体间存在温度差，温度相同的物体接触时无温度差，不会发生热传递，故D正确。 故选D。 板 书 设 计 第2节 内能 1.物质结构的微观模型 · （1）组成：物质由大量分子/原子组成，分子直径约10⁻¹⁰m · （2）分子运动：永不停息的无规则运动（热运动），温度越高运动越剧烈 · （3）分子间作用力：同时存在引力和斥力 2.物态特征 · （1）固体：分子排列紧密，有固定形状和体积 · （2）液体：分子可有限移动，有固定体积无固定形状 · （3）气体：分子间距大，无固定形状和体积 3.热量（Q）：单位焦耳（J） 4.内能与改变方式 · （1）内能组成：分子动能+分子势能 · （2）改变方式： 2. 热传递（吸热内能↑/放热内能↓） 2. 做功（外界做功内能↑/对外做功内能↓） 课 堂 小 结 第2节 内能 作 业 1. 完成课后作业：“自我检测”。 2. 配套同步分层作业。 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 内能（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 内能 教学 目标 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；认识固液气的微观结构特征；理解内能、热量的概念，掌握改变内能的两种方式。 科学思维 通过扩散现象推理分子运动，培养逻辑推理能力；借助物质微观模型，体会物理建模思想；分析内能改变的实验，提升能量转化的分析能力。 科学探究 观察扩散、铅柱粘合等实验，提升观察分析能力；参与改变内能的实验探究，提高动手操作与归纳总结能力。 科学态度 与责任 养成实事求是的探究态度，认识分子动理论在生活中的应用，关注内能转化的生产生活实例，增强物理学习兴趣。 教材 分析 本节从物质的微观结构入手，建立分子动理论的基本模型，衔接宏观现象与微观解释为核心概念，为内能、热运动奠定基础。内容以“分子存在—分子运动—分子相互作用”为知识主线，通过扩散、压缩等实验现象揭示分子动理论三大观点，进而引出内能及其改变方式，体现从现象到本质的认知逻辑。 重点在于分子热运动与温度关系、内能变化的两种途径；难点在于微观概念的抽象性及内能与热量的区别。教学宜采用类比、模拟和实验探究法，如用墨水扩散类比分子运动，通过活塞压缩引燃硝化棉演示做功改变内能，帮助学生构建微观图景。学习活动中应强化观察、推理与讨论，目标定位在理解物质微观模型及内能变化机制，通过问题驱动和实验验证实现概念转化，达成对热现象本质的初步认识。 学情分析 学生此前已掌握宏观物体的运动、机械能等知识，对物质的宏观特征有直观认知。此阶段学生逻辑思维逐步向抽象过渡，能通过实验现象推理微观规律，但对分子这类抽象粒子的理解仍需依托具象实验，且易混淆分子运动与宏观物体运动。教材重难点是分子动理论的三个核心观点、内能概念及改变内能的两种方式，要求学生能通过实验现象推导微观结论，区分内能与机械能，掌握做功和热传递改变内能的本质，并能联系生活实例分析能量转化。 教学重点 通过扩散现象等实例，理解分子动理论的基本观点；结合实验现象，掌握改变物体内能的两种方式（做功和热传递）。 教学难点 知道内能、温度与热量三者之间的关系。 教学 器材 烧杯（瓶）、冷水、热水、二氧化氮气体、玻璃片、注射器、细铁丝、空气压缩引火器、硝化棉、酒精、橡胶塞、打气筒等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 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。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、物质结构的微观模型 1. 常见物质是由大量分子组成的 【看一看】从古至今，人类始终没有停止对物质结构的探索。现在我们已经知道，常见的物质是由分子或原子（以下统称分子）组成的。 （1）科学研究发现：物质都是由极其微小的粒子——分子、原子构成。 分子、原子的体积非常小，用肉眼直接看不到，用电子隧道扫描显微镜可帮助我们观察到分子、原子。 （2）分子间有空隙. 将机油装入一个筒壁很厚、相当坚固的钢筒中，然后加上2万个标准大气压的高压，结果发现钢筒“出汗”了，也就是说机油从钢筒里渗透出来了。这充分说明钢筒的固体分子之间也存在空隙。 2. 分子在永不停息地做无规则运动 分子是静止的，还是运动的呢？下列现象可以帮助你做出判断。 （1）气体的扩散 【演示实验】在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板后，会发生什么变化？二氧化氮的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗？ 【实验现象】上方的空气瓶慢慢地由无色到有色。 【实验结论】下方的二氧化氮分子运动到空气瓶中。 扩散：不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。 【播放视频】——《气体扩散实验》 （2）液体的扩散 【实验操作】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 【分析归纳】该现象表明清水与蓝色的硫酸铜的分子彼此进入对方中，说明液体可以发生扩散。 【播放视频】——《液体扩散实验》 液体扩散的实例：将一滴红墨水滴入清水中，红墨水分子不停地做无规则运动，清水逐渐变成红色；酱油与醋混合为调料；被污水污染的河流…… （3）固体的扩散 【讲解】历史实验：把铅板和金板紧压在一起，在室温下放置5年。发现铅板里会渗入一些金，金板里面会渗入一些铅，互相渗入1mm。 【分析归纳】该现象表明固体可以发生扩散。 固体扩散的实例：堆放煤炭的墙角，过一段时间后发现会变黑，表明煤炭分子发生了扩散。 总结：扩散的概念 ①一切气体、液体和固体之间都能发生扩散现象。 ②一般情况下，固体扩散最慢，液体次之，气体最快。 ③扩散现象表明：一切物质的分子都处在永不停息的无规则运动中，分子间存在间隙。 （4）分子热运动 【演示实验】如图所示在两个烧杯内盛有质量相等的热水、冷水，用滴管注入两滴红墨水，观察现象。 【实验现象】一段时间后，热水先变红。 【实验结论】温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫作分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高。 3. 分子间存在相互作用力 （1）分子之间存在引力 【演示实验】将两个铅柱的底面削平，然后紧紧地压在一起，他们会粘在一起吗？你看到了什么现象？这一现象能否证明分子之间存在吸引力？ 【实验现象】两块铅会结合起来，在下面吊一个重物都不能把它们拉开。 【实验结论】分子之间存在引力。 （2）分子间存在斥力 【演示实验】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。 【实验现象】会发现用力压缩时，活塞内的水会产生“抵抗”。 【实验分析】当分子间距离变小时，分子间相互排斥，存在斥力。 【实验结论】分子之间存在斥力。 大量实验表明：分子间同时存在引力与斥力，大小跟分子间距离有关。 【播放视频】——《分子间存在作用力》 【归纳总结】 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，这就是分子动理论的基本观点。 【例题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 【例题2】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 【例题3】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 观看人类探究《物质构成》的视频，知道物质由分子或原子构成。 参与演示实验，进行分析归纳，建立扩散的概念。 通过观看视频或图片，知道液体与固体也能发生扩散。并列举液体与固体的扩散现象。 参与演示实验，分析归纳出温度越高，分子运动越剧烈的结论，知道分子热运动的含义。 参与实验，分析归纳出分子间存在引力。 参与实验，分析归纳出分子间存在斥力。 做例题1并进行交流回答，知道分子动理论基本观点，并能解决实际问题。 做例题2并进行交流回答，知道分子间存在间隙。 做例题3并进行交流回答，知道分子间存在相互作用力。 学习新课 二、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。 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。 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。 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。 【播放视频】——《固体、液体和气体的特征》 【例题4】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______。 通过观看视频，理解固体、液体和气体的特征。 做题并进行解析，理解物质三态的微观特征和宏观特征。知道固体、液体及气体的分子模型情况。 学习新课 三、物体的内能及其变化 1. 内能 与宏观物体由于运动具有动能类似，分子由于热运动而具有的能叫作分子动能；与发生弹性形变的物体具有弹性势能类似，分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作分子势能 （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。 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。 （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。 （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。 内能 机械能 概念 物体内部所有分子动能 与分子势能的总和 物体所具有的动能 和势能的总和 影响因素 物体的温度、体积、 质量、状态等 物体的质量、速度、 高度（或形变程度） 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 运动或在高处或 发生弹性形变 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。 3. 热传递改变内能 【观看视频】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。 【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。 【结论】热传递可以改变物体的内能。 【实质】在热传递中传递的是内能，而不是温度。它的实质是内能的转移。 【播放视频】——《热传递改变内能的演示实验》 4. 做功改变内能 （1）对物体做功 【操作】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。 【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。 【结论】做功可以改变物体内能，对物体做功物体内能增加。 （2）物体对外做功 【操作】向瓶内打气，当看到塞子跳起来时，容器中出现了白雾。 【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。 【结论】做功可以改变物体内能，物体对外做功内能减少。 【实质】内能和其他形式能的相互转化。 【播放视频】——《做功改变内能的演示实验》 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。 【交流讨论】 在图10.1-9 所示的实验中，小球最终停止摆动，机械能减少；用铁锤反复敲击铁丝会使铁丝的温度升高。这些过程中发生了哪些能量转化？请你举例说明生产生活中机械能和内能相互转化的实例，并与同学交流。 【例题5】 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”） 【例题6】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 【例题7】 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 运用类比的方法理解分子动能和分子势能的概念。 观看视频，进一步理解内能的概念和影响物体内能大小的因素。 列表进一步分析内能与机械能的区别。 直接讲解热量的相关知识。 思考问题，知道热传递可以改变物体的内能。 参与实验，进行分析，归纳出做功可以改变物体的内能；对物体做功，内能增加。 参与实验，进行分析，归纳出做功可以改变物体的内能；物体对外做功，内能减小。 回忆联系上节内容，初步认识内能和机械能之间的转化。 做例题5并进行交流回答，知道内能大小的决定因素。 做例题6并进行交流回答，知道热量、热传递。 做例题7并进行交流回答，知道改变物体内能的两种方式。 课 堂 练 习 1．麻辣拌作为抚顺特产一直深受大家的喜爱，将食材煮熟后，立刻加入拌料，食材很快入味，说明分子无规则运动的速度与____________有关。拌好的食材飘香四溢是一种____________现象。 2．如图所示的四个实验现象中，能够说明分子在不停地做无规则运动的是（     ） A．  抽离玻璃板，一段时间后两瓶气体颜色变均匀 B．  用力把两铅块压紧，它们会结合在一起 C．  把与水面接触的玻璃拉离水面时测力计示数变大 D．  注射器中装有水，用力推压活塞体积不变 3．下列说法正确的是（     ） A．温度高的物体，内能一定大 B．0℃的冰块，内能为零 C．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多 D．发生热传递时，热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体 4．如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型，下列说法正确的是（     ） A．甲图中的物质具有流动性，物质的状态是气态 B．乙图中分子相距最近，分子间的作用力最小 C．乙图分子静止，甲、丙两图中分子在做热运动 D．分子排列从乙图变为甲图，内能增大 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，下列说法错误的是（     ） A．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递 B．铁水放出热量，内能减小，温度不一定降低 C．铁水在凝固的过程中，所含热量逐渐减少 D．铁水温度降低，内能一定减小 6．下列事例中，利用做功的方式使物体内能增加的是（     ） A．捂热水袋的手变暖 B．炽热的金属片插入水中后，水温升高 C．放进热汤中的金属汤勺变得烫手 D．用锯子锯木头，锯条的温度升高 7．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（     ） A．物体温度越高，含有的热量越多 B．的水凝固成的冰后，温度不变，内能不变 C．物体的内能减小，一定是放出了热量 D．温度相同的物体接触时不发生热传递 板 书 设 计 第2节 内能 1.物质结构的微观模型 · （1）组成：物质由大量分子/原子组成，分子直径约10⁻¹⁰m · （2）分子运动：永不停息的无规则运动（热运动），温度越高运动越剧烈 · （3）分子间作用力：同时存在引力和斥力 2.物态特征 · （1）固体：分子排列紧密，有固定形状和体积 · （2）液体：分子可有限移动，有固定体积无固定形状 · （3）气体：分子间距大，无固定形状和体积 3.热量（Q）：单位焦耳（J） 4.内能与改变方式 · （1）内能组成：分子动能+分子势能 · （2）改变方式： 2. 热传递（吸热内能↑/放热内能↓） 2. 做功（外界做功内能↑/对外做功内能↓） 课 堂 小 结 第2节 内能 作 业 1. 完成课后作业：“自我检测”。 2. 配套同步分层作业。 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $