13.3 内能 教学设计 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦内能概念、改变内能的两种方式及热量与内能的关系，通过搓手取暖、热水袋暖手、压缩空气引火仪实验视频导入，衔接分子热运动旧知，搭建从生活现象到物理本质的学习支架。 该资料以核心素养为导向，通过压缩空气引火仪等实验落实科学探究，对比辨析温度、内能、热量培养科学思维，结合蓄能电站科技应用渗透科学态度与责任，帮助学生构建清晰物理观念，为教师提供可操作的实验与分层教学方案。

课题 13.3 内能 教材版本 人教版九年级物理（全一册） 年级 九年级 课时 1课时（45分钟） 课标要求 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 一、教材分析 本节内容是人教版九年级物理第十三章《内能》的第三节。在学习了分子热运动、内能的概念之后，进一步探究改变内能的两种方式，并辨析温度、内能、热量之间的关系。本节是热学部分的核心概念课，既是对分子动理论知识的深化，又为后续学习比热容、热机等内容奠定基础。教材通过压缩空气引火仪、搓手取暖等实验和生活实例，引导学生从能量转化和转移的角度认识内能的变化，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。 二、学情分析 知识基础：学生已经学习了分子热运动、内能的概念，知道一切物体都具有内能，初步了解了内能与温度的关系。但对内能、热量、温度三个概念的辨析容易混淆，对改变内能的两种方式及其本质区别理解不深。 生活经验：学生对“搓手取暖”“哈气取暖”“热水袋取暖”等现象有丰富的生活体验，但对“做功”和“热传递”在改变内能上的等效性缺乏理性认识。 认知特点：九年级学生抽象思维已有一定发展，但内能概念本身较为抽象，热量是过程量这一特点更是学习难点。需要通过实验探究、对比辨析和典型例题帮助学生建立正确的物理观念。 学习困难预估：①易将热量误认为状态量，说“物体含有热量”；②混淆“温度升高”与“吸收热量”的因果关系；③对内能大小与温度、质量、状态的关系理解不全面。 三、物理核心素养目标 核心素养维度 具体目标 物理观念 形成内能、热量、温度等物理观念。知道内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和；知道改变内能的两种方式是做功和热传递；理解热量是热传递过程中传递内能的多少。 科学思维 通过类比机械能理解内能概念；通过对比辨析温度、内能、热量三者的区别与联系；能运用归纳推理得出“做功和热传递在改变内能上是等效的”结论。 科学探究 通过压缩空气引火仪、搓手取暖等实验和生活体验，探究改变内能的两种方式；经历“实验现象—分析原因—归纳结论”的科学探究过程，培养证据意识和分析能力。 科学态度与责任 通过解释生活中内能改变的现象，体会物理与生活的紧密联系；通过了解压缩空气蓄能电站等科技应用，感受物理知识对社会发展的推动作用，增强民族自豪感和社会责任感。 四、教学重难点 类型 内容 突破策略 教学重点 内能的概念；改变内能的两种方式；热量与内能的关系。 通过生活实例和实验探究，引导学生从能量转化和转移的角度理解内能变化；利用表格对比归纳温度、内能、热量的区别与联系。 教学难点 辨析温度、内能、热量三者关系；理解热量是过程量，只能说“吸收”或“放出”，不能说“含有”。 设计对比辨析环节，通过典型例题和易错提示强化认知；利用晶体熔化、凝固图像帮助学生理解“吸热温度不一定升高”等规律。 五、教学准备 类别 内容 教师准备 多媒体课件（含压缩空气引火仪实验视频、压缩空气蓄能电站图片、晶体熔化图像等）；演示实验器材：压缩空气引火仪、薄壁金属管、酒精、软木塞、皮条、烧杯、热水、冷水、温度计等。 学生准备 课前完成讲义“考点梳理”部分预习，收集生活中改变内能的实例（至少2个），准备课堂交流。 资源准备 讲义（解析版已下发）、课堂练习学案。 六、教学过程 环节一：情境导入（约5分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 5 min 1. 创设情境，引发兴趣 （1）播放视频片段：①冬天搓手取暖；②用热水袋暖手；③压缩空气引火仪实验（厚玻璃筒内放浸有乙醚的棉花，迅速压下活塞，棉花燃烧）。 2. 设问激疑 ①搓手时手心为什么会发热？ ②热水袋没有做功，为什么手也变暖了？ ③压缩空气引火仪中，棉花为什么能燃烧？ 3. 引出课题 这些现象都与内能的改变有关。这节课我们就来学习《13.3 内能》，一起探究内能的概念以及改变内能的方式。 观看视频，联系生活经验思考。 1-2名学生分享观点。 明确本节课的学习目标，进入学习状态。 通过三组贴近生活的视频创设情境，激发学生的好奇心和探究欲望。设问由浅入深，紧扣课题，为后续学习内能概念和改变内能的方式做情境铺垫。 过渡语：刚才我们看到的这些现象，有的靠做功改变内能，有的靠热传递改变内能。下面我们就从内能的概念开始，系统地学习。 环节二：新知探究（约25分钟） 探究一：内能的概念（约8分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 探究一：内能的概念 8 min 1. 内能的定义 （1）引导回顾：分子热运动的动能和分子势能。 （2）讲解：内能是构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。内能的单位是焦耳（J）。 2. 一切物体都有内能 （1）提问：0℃的物体有没有内能？为什么？ （2）引导：分子在0℃时仍在不停地做热运动，所以一切物体，不论温度高低，都具有内能。 3. 内能大小的影响因素 （1）提问：同一个物体，温度越高，内能越大还是越小？ （2）追问：内能大小除了与温度有关，还与哪些因素有关？ （3）归纳：内能大小与温度、质量、体积、状态等因素有关。 4. 内能与机械能的区别 （1）引导学生对比：机械能是宏观物体由于运动或发生弹性形变而具有的能量；内能是微观分子热运动的能量。 （2）强调：内能是状态量，可以说物体“具有”内能。 回顾分子热运动知识，回答分子动能和势能的概念。 思考并回答“0℃物体有没有内能”。 小组讨论：内能大小与哪些因素有关？举例说明。 对比机械能与内能的区别，完成讲义“考点一”填空。 通过回顾旧知引入内能概念，利用问题链引导学生逐步理解内能的定义和影响因素。通过对比机械能，帮助学生建立清晰的内能概念，突破“内能是状态量”这一易错点。 探究二：改变内能的方式（约10分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 探究二：改变内能的方式 10 min 1. 做功改变内能 （1）演示实验：压缩空气引火仪实验。迅速压下活塞，观察棉花燃烧。 （2）提问：活塞对气体做功，气体内能如何变化？能量如何转化？ （3）归纳：对物体做功，物体的内能增大；物体对外做功，物体的内能减小。做功改变内能的实质是能量的转化。 2. 热传递改变内能 （1）演示实验：将热水和冷水混合，用温度计测量温度变化。 （2）提问：热量从哪个物体传递到哪个物体？传递的条件是什么？ （3）归纳：物体吸收热量，内能增大；物体放出热量，内能减小。热传递改变内能的实质是能量的转移。热传递发生的条件是物体间存在温度差，热量从温度高的物体传递到温度低的物体。 3. 两种方式的等效性 （1）提问：做功和热传递在改变内能上有什么联系？ （2）归纳：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 4. 实验探究：薄壁金属管实验 （1）演示：用皮条迅速来回拉动缠绕在金属管上的皮条，观察软木塞被顶开。 （2）引导分析：拉动皮条时，克服摩擦做功，金属管内能增大，酒精蒸气将木塞顶开，内能转化为机械能。 观察实验现象，思考并回答：活塞对气体做功，气体内能增大，机械能转化为内能。 观察热传递实验，分析热量传递的方向和条件。 小组讨论：做功和热传递在改变内能上的等效性。 观察薄壁金属管实验，分析能量转化过程，完成讲义“考点二”填空。 通过两个演示实验，让学生直观感受做功和热传递改变内能的过程。引导学生从能量转化和转移的角度分析问题，突破“做功改变内能的实质是能量转化，热传递改变内能的实质是能量转移”这一难点。 探究三：热量与内能的关系（约7分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 探究三：热量与内能的关系 7 min 1. 热量的定义 （1）讲解：在热传递过程中，传递的内能的多少叫作热量，用符号Q表示。 （2）强调：热量是过程量，只能说物体“吸收”或“放出”热量，不能说物体“具有”或“含有”热量。 2. 热量与内能、温度的关系 （1）提问：物体吸收热量，内能一定增大吗？温度一定升高吗？ （2）引导分析：物体吸收热量，内能增大，温度不一定升高（如晶体熔化）。 （3）追问：物体温度升高，内能一定增大吗？一定是吸收了热量吗？ （4）归纳：物体温度升高，内能一定增大，不一定吸收了热量（可能是做功）。 （5）同理分析：物体放出热量，内能减小，温度不一定降低（如晶体凝固）；物体温度降低，内能一定减小，不一定放出了热量（可能是对外做功）。 3. 易错提示 （1）内能是状态量，可以说物体“具有”内能；热量是过程量，不能说物体“具有”或“含有”热量。 （2）温度高的物体内能不一定大，内能大小还与质量、状态、体积等因素有关。 （3）0℃的物体也有内能，分子在0℃时仍在不停地做热运动。 思考并回答：物体吸收热量，内能增大，温度不一定升高，如晶体熔化。 小组讨论：温度升高与吸收热量的关系。 完成讲义“考点三”和“易错提示”的填空。 结合晶体熔化图像，理解“吸热温度不一定升高”的规律。 通过问题链和对比辨析，帮助学生理清温度、内能、热量三者之间的关系。利用晶体熔化、凝固的实例，突破“吸热温度不一定升高”这一难点，强化“热量是过程量”的认知。 环节三：巩固练习（约10分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 巩固练习 10 min 1. 经典例题讲解 （1）呈现【例1】关于内能概念的选择题，引导学生分析每个选项。 （2）呈现【例2】关于内能与机械能区别的选择题，强调“一切物体都具有内能，但机械能可以为零”。 （3）呈现【例3】关于做功和热传递实质的选择题，辨析能量转化与转移。 2. 课堂限时训练 选取讲义“考场演练”中3-4道典型题（如第1题、第2题、第6题、第11题），限时5分钟完成。 3. 展示与点评 请学生展示答案并说明理由，教师针对性点评，着重纠正易错点： ① 热量不能说“含有”； ② 温度升高不一定吸收热量； ③ 内能增大温度不一定升高。 独立完成例题，分析每个选项的正误，说明判断依据。 限时完成课堂练习题，圈画关键词。 展示答案，倾听教师点评，用红笔订正错题，标注易错点。 通过典型例题和限时训练，巩固本课核心知识。展示和点评环节暴露学生的思维过程，便于教师精准纠错。重点纠正“热量是过程量”“温度与吸热的关系”等易错点。 环节四：课堂小结（约3分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 课堂小结 3 min 1. 知识梳理 引导学生回顾本课核心知识： （1）内能的概念：所有分子热运动动能与分子势能的总和。 （2）改变内能的两种方式：做功和热传递，二者等效。 （3）热量：热传递过程中传递内能的多少，是过程量。 （4）温度、内能、热量的关系：吸热内能增大，温度不一定升高；温度升高内能一定增大，不一定吸热。 2. 方法归纳 强调判断内能改变方式的方法：看能量是转化还是转移。 3. 情感升华 展示压缩空气蓄能电站图片，介绍物理知识在储能技术中的应用，激发学生科技报国热情。 跟随教师回顾本课知识，完善笔记。 齐答关键知识点，强化记忆。 记录课后反思中仍存在的问题，课后继续思考。 通过知识梳理帮助学生形成系统化的知识网络。情感升华落实“科学态度与责任”核心素养目标，激发学生科技报国热情。 环节五：分层作业（约2分钟） 教学环节 预估时长 教师活动 学生活动 设计意图 分层作业 2 min 必做（基础巩固）： ① 完成讲义“考场演练”中剩余单选题。 ② 整理温度、内能、热量的区别与联系，用表格列出至少5个实例。 选做（能力提升）： ① 完成讲义“实验题”第15题，分析薄壁金属管实验中能量转化过程。 ② 查阅资料：了解压缩空气蓄能电站的工作原理，写一篇200字左右的科技小短文。 实践拓展（跨学科实践）： 利用家中器材设计一个改变内能的小实验（如搓手、弯折铁丝等），录制短视频并附简要说明，下节课前提交至班级学习群。 记录作业要求，标注必做与选做。 课后自主完成作业，可利用课余时间查阅资料完成选做和实践拓展项目。 分层设计满足不同层次学生的学习需求，必做巩固基础，选做拓展能力，实践作业培养动手操作和创新能力，体现“从物理走向社会”的理念。 七、板书设计 §13.3 内能 一、内能的概念 1. 定义：所有分子热运动动能与分子势能的总和 2. 单位：焦耳（J） 3. 一切物体都有内能 4. 影响因素：温度、质量、体积、状态 5. 内能是状态量，机械能是宏观能量 二、改变内能的两种方式 1. 做功：实质是能量的转化 对物体做功→内能增大 物体对外做功→内能减小 2. 热传递：实质是能量的转移 条件：存在温度差 方向：高温→低温 吸热→内能增大；放热→内能减小 3. 二者在改变内能上等效 三、热量与内能的关系 1. 热量：热传递过程中传递内能的多少，符号Q 2. 热量是过程量，只能说“吸收”或“放出” 3. 吸热内能增大，温度不一定升高（如晶体熔化） 4. 温度升高内能一定增大，不一定吸热（可能做功） 八、教学反思 成功之处 1. 情境创设有效激发兴趣。课堂伊始播放搓手取暖、热水袋暖手、压缩空气引火仪三段视频，快速聚焦学生注意力，三个设问层层递进，顺利引出本节课的核心问题，学生参与热情高涨。 2. 实验探究突破认知难点。压缩空气引火仪实验现象直观鲜明，学生直观感受到了做功改变内能的过程。薄壁金属管实验进一步强化了“做功改变内能”的认识，学生印象深刻。 3. 对比辨析促进概念建构。通过将温度、内能、热量三个概念进行对比分析，以及“吸热温度不一定升高”的实例讨论，学生逐步建立起清晰的区分标准。课堂练习显示，大部分学生能准确判断常见说法的正误。 4. 情感升华落实育人目标。在课堂小结环节介绍压缩空气蓄能电站等科技应用，学生表现出了浓厚的兴趣和自豪感，有效落实了“科学态度与责任”的核心素养目标。 不足与改进 1. 热量是过程量这一难点突破不够充分。部分学生仍然存在“物体含有热量”的错误表述。后续教学中可增设更多对比练习，如“热量”与“内能”的辨析，强化过程量与状态量的区别。 2. 实验探究时间偏紧。由于两个演示实验耗时略超预期，导致巩固练习时间压缩。后续可将薄壁金属管实验改为视频演示，节省时间用于课堂练习。 3. 学生参与度不均衡。小组讨论中部分学生参与度不高。后续可设计更明确的小组分工，确保每位学生都有任务。 再教改进思路 1. 优化时间分配：将薄壁金属管实验改为视频演示，节省3分钟用于热量与内能关系的辨析练习。 2. 增设辨析讨论环节：在讲解热量概念后，立即追问：“物体温度越高，含有的热量越多，这句话对吗？为什么？”通过即时辨析强化理解。 3. 丰富实践作业展示：在下一节课前安排3-5分钟，选取学生提交的“改变内能”小实验视频进行展示和点评，让实践作业真正落地。 学科网（北京）股份有限公司 $