7.1物体的内能 教案
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课题 §7.1物体的内能 第 二 课时 日期
教学
目标 1、了解内能改变的两种方式：做功、热传递．2、理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3、知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．
重点难点分析 重点：改变内能两种方式及内能改变的量度．难点：对做功和热传递对改变内能是等效的理解． 课程资源准备与开发 钢丝、铜丝、酒精灯、火柴、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、凡士林、试管夹、打气筒、自制注射器压缩、红外热像仪(FLUKE Ti400）等
教 学 预 设 调 控 对 策
师： 请问大家知道如何将手的机械能转化为声能？请大家试一试。 学生利用手鼓掌发出声音<1>师：感谢大家的掌声，在掌声中我想到既然能量可以发生转化或转移，那么我们最近学的内能也可发生转化和转移，进而引起内能的改变<2>师：改变即是使内能增加或减少<3>，那位同学知道如何改变物体的内能呢？生：可以改变物体的温度和体积师：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？(比如说我有一烧杯水)生：通过物体温度的变化判断内能是否改变。【新课教学】师：我们今天一起来探讨一下改变内能的方法． 请同学们把实验盒中的钢丝拿出来，请大家想办法让你手中的钢丝的内能发生改变，可以边想边试，同学之间可以交流，尽可能想更多的办法来．<4>下去巡视的过程中提示学生体验内能是不是已经增加了，有何感觉？如何使钢丝的内能减少？“冰”等等师：大家把自己的办法与周围同学交流一下，看看能想出多少种办法．归纳一下，大体上能找出上面的几种办法．教师把学生得到的办法简要地写在黑板上，书写时最好能把写在一起<5>师：刚才同学们能想出许多的办法来，现在我们再把这些办法比较一下，看看它们之间本质上有什么相同或不同点．请大家带着这个问题阅读课本140~141页.<6>师：请大家现在回过头来，再看看刚才我们所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？生：可以分为两类。其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．<7>师：现在我们一起体验一下，做功改变内能的例子．大家请看这个针筒下端插入一个温度探头，并被密封其中，温度探头测量针筒内气体的温度，针筒内气体温度的大小会显示在这个显示器上，<8>当XX同学按下活塞时请观察活塞的运动情况并观察显示器上的温度变化。师：哪位同学描述一下你观察到什么？生：当手压缩活塞时，气体温度升高。师：这个过程中，针筒内的气体的内能如何变化呢？生：压缩活塞时针筒内气体内能增大；师：压缩活塞时活塞对气体有压力，并在压力的方向上移动了一段距离。我们把力与力的方向上的距离的乘积称之为功，将机械能转化成了气体的内能，使气体内能增加。<9>请一位同学来给大家演示一下，课本140页的 《压缩空气发热》的实验．<10>师：刚才的实验中，压缩空气后为什么使硝化棉燃烧起来了？生：由于活塞对筒内空气做了功，空气内能增大，温度升高，达到了硝化棉的着火点，硝化棉就燃烧起来。实验说明：做功可以改变物体的内能，外界对物体做功内能就增大。师：还是这个针筒，请两位同学来演示一下，按下活塞然后松开活塞时请观察活塞的运动情况并观察显示器上的温度变化。师：请另一位同学描述一下他观察到什么？生：当手压缩活塞时，气体温度升高当松开活塞时气体将活塞顶出，气体温度降低师：当气体顶出活塞时，针筒内的气体的内能如何变化呢？生：气体顶出活塞时针筒内气体内能减小。师：请同学们模仿老师对按下活塞时压缩气体的分析方式，分析一下当气体顶出活塞时这一过程中做功及内能变化的情况。生：【板书:气（物）体对外界做功】，将气体的内能转化为活塞的机械能，使气体内能减少。师：同学们还能不能在所给仪器中找出一物品来体验一下通过做功改变物体内能的例子呢？<11> 学生实验：利用打气筒打气；体验打气筒气内筒壁的冷热程度的变化；师：大家刚才好忙啊，都很卖力的按动打气筒，那位同学来说说他的体会。（学生说不全时要引导）生：多次按动打气筒，对打气筒做功，导致打气筒外壁发热，内能增加。师：做功可以改变物体的内能；热传递也可以改变物体的内能。我们用一个仪器来观察一下热传递发生的过程，这个仪器叫做红外热像仪，生活中的一切物体都产生红外线，这个仪器可以接受物体发出的红外线，并且合成图像呈现在屏幕上，温度越高的物体在图像上就表现的越明亮，颜色也就越红越鲜艳。 然后开始实验，并完成实验内容。<12>师：现在我需要两位有爱心的同学上来协助老师完成这个实验。一位同学手持热像仪，先观察黑板上的热成像图像师：大家观察到了，此时黑板所呈现的热像。然后另一位同学用手按在黑板上20秒钟师：请问你将手按到黑板上有何感受？生：黑板冰凉然后观察黑板上的情况。师：这样的图像（在屏幕上看到两个明显的手形）说明按过手的地方温度比原来高了，黑板的局部温度上高的原因是什么？热传递的方向是： <12>手传给黑板的能量是什么能，<12>师：我们把热传递过程中所传递的能量叫做热量。热量可以从高温物体传给低温物体，那么同一个物体能否发生热传递呢，下面我们做一个探究实验<13>，请同学们拿出铜丝，将火柴杆用凡士林黏在铜棒上…学生实验，观察用酒精灯加热铜棒，观察实验现象，现象分析师：热传递什么时候停止呢？<12>师：热传递包括了三种形式，大家阅读课本分析一下前面我们的两个实验是哪种传热形式？<12>师：生活中的一切物体都产生红外线——也是热辐射中的一种。例如大家此时就不断的发出热辐射，我们利用红外热像仪观察一下。利用热成像仪对着大家。<14>所有外面很冷，但人群聚集的教室，由于你们的存在所有温暖如春。师：请问如果一个物体的温度改变了，你能不能根据这一信息，分析判断他是利用什么方式使物体内能改变的呢？生：不能。师：做功可以改变物体内能，热传递也同样可以，所以这两种方法是等效的。<15>师：这节课我们学习改变内能的途径有做功和热传递。他们是等效。 请大家根据上课所学的内容分析一下，方案一、若前面《压缩空气发热》的实验失败，引导学生分析失败原因：1、从做功的角度猜想：用力太小，移动距离太短2、从热传递的角度猜想：压缩过程缓慢，和外界发生热传递 方案二、若实验正常。带领学生回忆当把手的机械能转化为声能的过程中，1、你的手还有什么感觉？并分析原因 2、鼓掌越久感觉热，那么为什么你手的温度没有持续不停的升高？ 我为你们的精彩表现鼓掌，谢谢大家，下课！ <1>心理调适，调动学生的思维，进行热身活动。并类比引入新课。<2>板书：改变内能<3>板书：箭头 增加、减少<4>学生一边想办法，一边做实验，一边讨论。为了给学生一定的启发帮助，可以在不同组的实验盒中放入不同的工具，例如：砂纸、铁锤、钳子、放大镜、热水等。<5>板书：“摩擦”、“弯折”、“敲打”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”<6>教师巡回指导学生看书．约四、五分钟后<7>板书：做功和热传递<8>请一位同学上来配合老师完成实验<9>板书：外界对气（物）体做功<10>指导学生做好实验． 若学生没有一下子成功，请其他人上来重做，在本课最后分析实验现象未达预期的原因。 <11> 学生探究一，按压时间要够久，实验前每个同学先用手感受一下打气筒内筒壁的冷热程度<12>实验过程中的提问学生用集体问答的方式，充分调动学生思考和理解<13>学生探究二、注意酒精灯使用的规范和安全，特别指导学生观察火柴杆掉落的次序。<14>利用热像仪观察教室能同学们的热像并做分析。<15>板书：等效进一步理解内能的改变是有通过热传递和做功，改变即可能增加也可能减少，并且有可能这两个过程同时发生，导致温度并未上升。理解热力学第一定律。
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目标 1、了解内能改变的两种方式：做功、热传递．2、理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3、知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．
重点难点分析 重点：改变内能两种方式及内能改变的量度．难点：对做功和热传递对改变内能是等效的理解． 课程资源准备与开发 钢丝、铜丝、酒精灯、火柴、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、凡士林、试管夹、打气筒、自制注射器压缩、红外热像仪(FLUKE Ti400）等
教 学 预 设 调 控 对 策
师： 请问大家知道如何将手的机械能转化为声能？请大家试一试。 学生利用手鼓掌发出声音<1>师：感谢大家的掌声，在掌声中我想到既然能量可以发生转化或转移，那么我们最近学的内能也可发生转化和转移，进而引起内能的改变<2>师：改变即是使内能增加或减少<3>，那位同学知道如何改变物体的内能呢？生：可以改变物体的温度和体积师：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？(比如说我有一烧杯水)生：通过物体温度的变化判断内能是否改变。【新课教学】师：我们今天一起来探讨一下改变内能的方法． 请同学们把实验盒中的钢丝拿出来，请大家想办法让你手中的钢丝的内能发生改变，可以边想边试，同学之间可以交流，尽可能想更多的办法来．<4>下去巡视的过程中提示学生体验内能是不是已经增加了，有何感觉？如何使钢丝的内能减少？“冰”等等师：大家把自己的办法与周围同学交流一下，看看能想出多少种办法．归纳一下，大体上能找出上面的几种办法．教师把学生得到的办法简要地写在黑板上，书写时最好能把写在一起<5>师：刚才同学们能想出许多的办法来，现在我们再把这些办法比较一下，看看它们之间本质上有什么相同或不同点．请大家带着这个问题阅读课本140~141页.<6>师：请大家现在回过头来，再看看刚才我们所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？生：可以分为两类。其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．<7>师：现在我们一起体验一下，做功改变内能的例子．大家请看这个针筒下端插入一个温度探头，并被密封其中，温度探头测量针筒内气体的温度，针筒内气体温度的大小会显示在这个显示器上，<8>当XX同学按下活塞时请观察活塞的运动情况并观察显示器上的温度变化。师：哪位同学描述一下你观察到什么？生：当手压缩活塞时，气体温度升高。师：这个过程中，针筒内的气体的内能如何变化呢？生：压缩活塞时针筒内气体内能增大；师：压缩活塞时活塞对气体有压力，并在压力的方向上移动了一段距离。我们把力与力的方向上的距离的乘积称之为功，将机械能转化成了气体的内能，使气体内能增加。<9>请一位同学来给大家演示一下，课本140页的 《压缩空气发热》的实验．<10>师：刚才的实验中，压缩空气后为什么使硝化棉燃烧起来了？生：由于活塞对筒内空气做了功，空气内能增大，温度升高，达到了硝化棉的着火点，硝化棉就燃烧起来。实验说明：做功可以改变物体的内能，外界对物体做功内能就增大。师：还是这个针筒，请两位同学来演示一下，按下活塞然后松开活塞时请观察活塞的运动情况并观察显示器上的温度变化。师：请另一位同学描述一下他观察到什么？生：当手压缩活塞时，气体温度升高当松开活塞时气体将活塞顶出，气体温度降低师：当气体顶出活塞时，针筒内的气体的内能如何变化呢？生：气体顶出活塞时针筒内气体内能减小。师：请同学们模仿老师对按下活塞时压缩气体的分析方式，分析一下当气体顶出活塞时这一过程中做功及内能变化的情况。生：【板书:气（物）体对外界做功】，将气体的内能转化为活塞的机械能，使气体内能减少。师：同学们还能不能在所给仪器中找出一物品来体验一下通过做功改变物体内能的例子呢？<11> 学生实验：利用打气筒打气；体验打气筒气内筒壁的冷热程度的变化；师：大家刚才好忙啊，都很卖力的按动打气筒，那位同学来说说他的体会。（学生说不全时要引导）生：多次按动打气筒，对打气筒做功，导致打气筒外壁发热，内能增加。师：做功可以改变物体的内能；热传递也可以改变物体的内能。我们用一个仪器来观察一下热传递发生的过程，这个仪器叫做红外热像仪，生活中的一切物体都产生红外线，这个仪器可以接受物体发出的红外线，并且合成图像呈现在屏幕上，温度越高的物体在图像上就表现的越明亮，颜色也就越红越鲜艳。 然后开始实验，并完成实验内容。<12>师：现在我需要两位有爱心的同学上来协助老师完成这个实验。一位同学手持热像仪，先观察黑板上的热成像图像师：大家观察到了，此时黑板所呈现的热像。然后另一位同学用手按在黑板上20秒钟师：请问你将手按到黑板上有何感受？生：黑板冰凉然后观察黑板上的情况。师：这样的图像（在屏幕上看到两个明显的手形）说明按过手的地方温度比原来高了，黑板的局部温度上高的原因是什么？热传递的方向是： <12>手传给黑板的能量是什么能，<12>师：我们把热传递过程中所传递的能量叫做热量。热量可以从高温物体传给低温物体，那么同一个物体能否发生热传递呢，下面我们做一个探究实验<13>，请同学们拿出铜丝，将火柴杆用凡士林黏在铜棒上…学生实验，观察用酒精灯加热铜棒，观察实验现象，现象分析师：热传递什么时候停止呢？<12>师：热传递包括了三种形式，大家阅读课本分析一下前面我们的两个实验是哪种传热形式？<12>师：生活中的一切物体都产生红外线——也是热辐射中的一种。例如大家此时就不断的发出热辐射，我们利用红外热像仪观察一下。利用热成像仪对着大家。<14>所有外面很冷，但人群聚集的教室，由于你们的存在所有温暖如春。师：请问如果一个物体的温度改变了，你能不能根据这一信息，分析判断他是利用什么方式使物体内能改变的呢？生：不能。师：做功可以改变物体内能，热传递也同样可以，所以这两种方法是等效的。<15>师：这节课我们学习改变内能的途径有做功和热传递。他们是等效。 请大家根据上课所学的内容分析一下，方案一、若前面《压缩空气发热》的实验失败，引导学生分析失败原因：1、从做功的角度猜想：用力太小，移动距离太短2、从热传递的角度猜想：压缩过程缓慢，和外界发生热传递 方案二、若实验正常。带领学生回忆当把手的机械能转化为声能的过程中，1、你的手还有什么感觉？并分析原因 2、鼓掌越久感觉热，那么为什么你手的温度没有持续不停的升高？ 我为你们的精彩表现鼓掌，谢谢大家，下课！ <1>心理调适，调动学生的思维，进行热身活动。并类比引入新课。<2>板书：改变内能<3>板书：箭头 增加、减少<4>学生一边想办法，一边做实验，一边讨论。为了给学生一定的启发帮助，可以在不同组的实验盒中放入不同的工具，例如：砂纸、铁锤、钳子、放大镜、热水等。<5>板书：“摩擦”、“弯折”、“敲打”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”<6>教师巡回指导学生看书．约四、五分钟后<7>板书：做功和热传递<8>请一位同学上来配合老师完成实验<9>板书：外界对气（物）体做功<10>指导学生做好实验． 若学生没有一下子成功，请其他人上来重做，在本课最后分析实验现象未达预期的原因。 <11> 学生探究一，按压时间要够久，实验前每个同学先用手感受一下打气筒内筒壁的冷热程度<12>实验过程中的提问学生用集体问答的方式，充分调动学生思考和理解<13>学生探究二、注意酒精灯使用的规范和安全，特别指导学生观察火柴杆掉落的次序。<14>利用热像仪观察教室能同学们的热像并做分析。<15>板书：等效进一步理解内能的改变是有通过热传递和做功，改变即可能增加也可能减少，并且有可能这两个过程同时发生，导致温度并未上升。理解热力学第一定律。