13.3 内能 教学设计 第2课时 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第3节 内能 教学设计(第2课时) 课题 内能 课时 第2课时 授课类型 新授课 授课教师 授课时间 教材 分析 本节课是第3节《内能》的第2课时,在第1课时建立内能概念的基础上,完成"热传递与内能的改变""做功与内能的改变"两部分内容。教材先由生活实例认识热传递可以改变内能,再通过"压缩气体点火""气体膨胀推塞"两个演示实验认识做功可以改变内能,最后归纳出改变内能的两种方式。 本课时实验丰富、现象直观,是发展学生科学探究素养的重要载体;"热传递是内能的转移、做功是能量的转化"的对比,有助于学生形成能量观念,也为第十四章"内能的利用"(热机正是利用内能对外做功)奠定直接基础。 热传递和做功改变内能的实质、运用两种方式解释现象是本课时的重点;从能量转移与转化的角度区分两种方式、解释实验现象是本课时的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析:学生已建立内能概念,知道一切物体都具有内能;第1节已学习热量的概念(热传递过程中传递热的多少,单位焦耳);生活中有搓手取暖、用热水袋取暖等丰富经验。(依据本节第1课时教学进程推断) 2. 思维能力分析:学生容易把"热传递"片面理解为"传递温度",或认为"物体吸收热量温度一定升高";对压缩气体点火、气体膨胀出现白雾等现象背后的能量分析(做功 内能变化 温度变化 物态变化)需要教师搭建台阶。(常见情形,待你确认) 3. 学习态度分析:演示实验现象出人意料(棉花燃烧、瓶塞跳起),学生兴趣浓厚、参与意愿强。 核心素养 教学目标 物理观念:知道热传递可以改变物体的内能,热传递中高温物体内能减少、低温物体内能增加;知道做功也可以改变物体的内能,对物体做功内能增大、物体对外做功内能减小;能从能量转移与转化的角度区分两种方式。 科学思维:经历"观察现象—分析能量变化—归纳规律"的过程,建构"热传递—内能转移、做功—能量转化"的认识框架;能对生活与实验现象进行科学推理与论证。 科学探究:能观察压缩气体点火、气体膨胀推塞两个演示实验,描述现象并尝试从内能变化的角度加以解释,体会证据与结论之间的关系。 科学态度与责任:养成细致观察、如实描述实验现象的习惯;体会能量观念在解释生产生活现象中的价值。 教学重点 1. 热传递可以改变物体的内能及其方向(高温 低温); 2. 做功可以改变物体的内能;改变内能的两种方式的实质(转移与转化)。 教学难点 1. 压缩气体点火、气体膨胀白雾等现象的多环节能量分析(做功 内能 温度 物态变化)(常见难点,待你确认); 2. 辨析"热传递传递的是温度""吸收热量温度一定升高"等错误认识。 教学方法 实验演示法、问题驱动法、对比归纳法 学习方法 观察法、分析归纳法、合作交流法 教学准备 教师:多媒体课件(含教材图13.3-4、图13.3-5);演示器材——配有活塞的厚玻璃筒与脱脂棉、烧瓶与瓶塞、打气筒、冷水与烧杯等。 学生:课本、练习本、笔。 教学过程 二次备课 导入新课(5分钟) 【复习提问】什么叫内能?一切物体都有内能吗?(预设:构成物体的所有分子热运动动能与分子势能的总和;一切物体不论温度高低都具有内能) 【提出问题】一个物体的内能可以改变吗?怎样改变?请同学们结合生活经验猜想。(预设:加热、晒太阳、摩擦、捶打……) 【引入】同学们的猜想可以归成两类——"热传递"和"做功"。这节课通过实验研究这两种方式是怎样改变内能的。 【设计意图】由复习引出问题,让学生先猜想再验证,明确本课时的探究主线。 新课讲授(28分钟) 一、热传递与内能的改变(10分钟) 【实例分析】如果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。 【教师讲解】发生热传递时,高温物体放出热量、内能减少,低温物体吸收热量、内能增加。物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。热传递可以改变物体的内能。 【联系旧知】热传递过程中传递热的多少就是热量——第1节学过,热量的单位是焦耳。热量是热传递过程中内能转移多少的量度。 【生活实例】冬天用热水袋取暖,人体逐渐感觉暖和,热水袋慢慢凉下来;人轻度发热时用冷毛巾给头部降温,过一段时间后毛巾温度升高、头部温度降低。这些都是热传递改变物体内能的例子。 【强调方向性】热传递发生的条件是物体之间存在温度差;热传递总是由高温物体传向低温物体(高温物体放出热量、内能减少,低温物体吸收热量、内能增加),直到温度相同。 【随堂辨析】"热传递传递的是温度"对吗?(预设:不对。热传递传递的是能量(内能),不是温度) 二、做功与内能的改变(13分钟) 【情境过渡】除了热传递,还有什么途径可以改变物体的内能?出示图13.3-4:冬天人们经常搓手;从滑梯上下滑时臀部发热。图13.3-4所示的情形说明摩擦可以产生热,这部分内能是从哪里来的呢? (教材截图:图13.3-4 摩擦可以产生热) 【分析】摩擦时物体克服摩擦力做了功,这部分内能是物体克服摩擦力做功转化而来的。 【演示1】压缩气体做功:在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。(现象:脱脂棉燃烧起来) 【分析】活塞压缩气体做功,使空气的内能增加,温度升高,达到脱脂棉的燃点,所以脱脂棉燃烧起来。 【演示2】气体膨胀做功:在烧瓶内盛少量水,并盖紧瓶塞。向瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察瓶内的变化。(现象:瓶内出现白雾) (教材截图:图13.3-5 做功改变内能) 【分析】瓶内水上方存在无色透明、无法看到的水蒸气;当瓶塞跳起时,瓶内气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成可以看到的小水滴,形成白雾。 【归纳】类似的现象还有通过搅拌让水温升高、通过捶打使铁块变热等,这些过程都伴随着做功。由此可见,做功也可以改变物体的内能:对物体做功(压缩、摩擦、搅拌、捶打等),物体内能增大;物体对外做功(如气体膨胀),物体内能减小。 【设计意图】两个演示实验现象出人意料,通过"现象—能量分析—解释"的完整链条,让学生经历基于证据的推理,突破多环节能量分析的难点。 三、两种方式的对比与能量观念(5分钟) 【对比归纳】(师生共同完成表格)热传递改变内能——能量的转移:内能从高温物体转移到低温物体,能量形式不变,用热量量度转移的多少;做功改变内能——能量的转化:机械能等其他形式的能与内能相互转化。 【升华】有了内能的概念后我们就能理解:对一个物体加热或者做功,就是使能量"流入"了物体的内部,物体的内能增加,能量通过这种方式被储存起来;反过来,物体也可以对外放热或者对外做功,从而释放内能。 课堂小结(4分钟) 【师生共同总结】 1. 热传递可以改变内能:高温物体内能减少、低温物体内能增加;传递能量的多少用热量量度;条件是存在温度差。 2. 做功可以改变内能:对物体做功,内能增大;物体对外做功,内能减小。 3. 两种方式的实质:热传递是内能的转移,做功是其他形式能与内能的转化。 4. 内能的应用预告:内能对外做功——热机(第十四章将学习)。 课堂练习 PPT出示练习题,学生独立限时完成(8分钟),教师巡视后口答讲评。题目选自课本"练习与应用": 1.(课本第3题)请说明"烤火取暖"和"钻木取火"分别通过什么方式改变物体的内能。 (答案要点:烤火取暖——热传递改变内能;钻木取火——做功改变内能。) 2.(课本第2题)(1)小孩在滑梯上匀速滑下的过程中,臀部与滑梯摩擦后温度升高;(2)火箭从地面向上发射的过程中,外壳和大气摩擦后温度越来越高;(3)子弹击中一块木板,子弹温度升高。以上过程中小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小?机械能是在增大还是在减小? (答案要点:三者都是克服摩擦做功,机械能减小、内能增大。) 3.(课本第4题)把图钉按在铅笔的一端,手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦,然后用指尖感觉钉帽温度的变化,并解释原因。 (答案要点:钉帽变热。摩擦时克服摩擦力做功,机械能转化为内能,钉帽内能增大、温度升高。) 板书设计 第3节 内能(第2课时) 一、热传递改变内能(内能的转移) 高温物体 放出热量、内能减少;低温物体 吸收热量、内能增加 条件:存在温度差;量度:热量(J) 二、做功改变内能(能量的转化) 对物体做功(压缩、摩擦、搅拌、捶打) 内能增大 物体对外做功(气体膨胀) 内能减小 三、对比:热传递——转移(形式不变);做功——转化(形式改变) 作业设计 1. 完成课本"练习与应用"第1题(从内能与机械能两个角度分析背包和书)。 2. 整理"改变内能的两种方式"对比表(方式、实质、实例、判断方法),下节课交流。 3. 预习第十四章《内能的利用》第1节,思考:内能可以用来做功吗?举例说明。 教学反思 学科网(北京)股份有限公司 $