初中物理人教版九上第2节 内能教案

内能 第二节 内能
学习目标
在认识动能和势能的基础上，运用类比的方法理解分子动能和分子势能，进一步建立内能的概念
能简单描述温度和内能的关系
通过探究，找到改变物体内能的两种方式，知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的
知道热量的概念及其单位
知道做功可以使物体的内能增加或减少的一些事例
教学重难点
教学重点：内能、热量概念的建立；改变内能的方法
教学难点：温度、内能、热量的辨析
教学过程
新课导入
播放视频：水烧开后，茶壶盖被顶起。
提出问题：茶壶盖被顶起的能量来源？引出本节要讲的内容——内能
新课讲授
内能
回顾八年级下册书中所学习的有关动能和势能和机械能的概念，通过类比的方式引出分子动能、分子势能和内能的定义。接着通过两个事例，让同学们判断物体是否具有内能，加深同学们对动能的理解，一切物体都具有动能，因为组成物体的分子在永不停歇地做无规则运动，因此物体肯定具有分子动能，进而肯定具有内能。
既然所有的物体都具有内能，那么物体的内能大小与什么因素有关呢？由于内能是分子动能和分子势能之和，所以其大小有这两个因素决定。
首先从分子动能考虑，通过两个事例：灯泡亮前后的内能大小，一杯热水和一杯冷水的内能大小该怎样判断？由于分子动能大小和分子运动的速度大小有关，速度越大，分子动能越大，从整体来看此刻分子运动的越剧烈，相应可以推测出来宏观物体的温度越高，因此我们可以得出结论：同一个物体，在状态不变时，温度越高，物体的内能越大。
接着再从分子势能考虑，由于弹簧的弹性势能与弹簧形变程度有关，类比分子势能与分子之间的距离有关，而分子间的距离宏观上表现为物体的状态，体积，因此可以得出结论：同一物体，温度不变时，内能的大小与物体的状态，体积有关。
除此之外，内能还与构成物体的分子的数目有关，即：宏观上物体的质量，因此当其他条件一定时，质量越大，分子数越多，内能则越大。
为了加深同学们对内能的理解，需要将内能和机械能进行对比，内能也是能量，单位同样是焦耳；机械能与物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能；机械能研究的是宏观物体的动能和势能，而内能研究的是微观分子的动能和势能，但不是某个分子的动能和势能，而是构成物体的所有分子的动能和势能的总和；一个物体可以同时具有机械能和动能；一个物体可以没有机械能但是一定具有内能。
物体内能的改变
想要知道改变一个物体内能的方法，首先要知道一个物体的内能是否发生变化该怎样判断。由于影响物体内能大小的因素有温度、物体的状态，以及物体质量，因此可以从这三个方面判断，而由于一般情况下我们需要判断的是同一个物体的内能是否发生变化，因此就不用考虑物体的状态和质量的影响，只需要考虑温度的影响即可。因此我们可以通过判断物体温度是否发生变化来判断物体内能是否改变，即：一个物体温度降低时，内能减小，温度升高时内能增大。
通过对事例：使铁丝温度升高的方法进行分类，让同学们总结归纳出两种改变物体内能的方法：热传递和做功
热传递
让同学们根据刚才对改变铁丝内能方法的分类，总结出热传递的定义：使温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫热传递。然后再对定义进行详细的解释，强调热传递是发生在两个不同温度的物体之间，自发地从高温物体传向低温物体，直到两个物体温度相同，热传递才会停止。强调热传递过程中传递的是热量，而不是温度，这里的热量是本节的一个新的概念，指的是在热传递过程中，传递能量的多少，因此热量是一个过程量，高温物体将热量传递给低温物体，内能减小，但低温物体由于获得热量内能增加，所以热量就像是内能从一个物体转移到另一个物体的量度，从而揭示热传递的实质是：内能的转移。最后为了加深同学们对于热传递的理解，展示几张生活中常见到的有关热传递的生活事例的照片。
做功
在课堂上演示压燃实验，实验前，先提醒同学们注意观察实验是怎么做的，以及实验中的现象。做完实验，提问学生实验中观察到的现象，谁对谁做了功，谁的内能发生变化了，给出硝化棉燃烧的完整解释：活塞压缩空气的体积做功时，空气的内能变大，温度升高，达到了硝化棉的燃点，使棉花燃烧。最终得出结论：对一个物体做功，物体的内能会增加。实质是机械能转化为内能。
接着让一个学生完成瓶塞起跳实验，这位学生操作之前，提醒其余同学们注意观察实验现象。实验完成可以看到，当瓶塞挑起时，瓶中出现了白雾。让学生解释，所看到的实验现象，接着总结学生的解释：瓶子中的空气体积膨胀对瓶塞做功时，内能减小，温度降低，使瓶子中的水蒸气液化。最终得出结论：物体对外做功时，内能会减小。实质是内能转化为机械能。
课堂练习（答案见课件）
1．老师在做“向装有少量水的瓶子内打气”的实验过程中，不断的向瓶内打气，使得瓶内的水蒸气，气压增大，水蒸气的内能 （填“增加”或“减少”），温度 （填“升高”或“降低”）。 当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现 ，这是因为水蒸气对瓶塞 ，内能 （填“增加”或“较少”）。温度 （填“升高”或“降低”）。 水蒸气 而成小液滴。白雾未消失时，如果马上盖上塞子，再次向瓶内打气，则会看到 。
2. 在下列选项中，物体内能的改变是通过做功实现的是（ ）
A．在炎热的夏天，在啤酒中放入一些冰块，啤酒变凉
B．太阳能热水器水箱中的水被晒热
行驶的汽车，轮胎会变热
划火柴，火柴燃烧
3．关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）。
A. 物体运动得越快，内能越大
B. 物体举得越高，内能越大
C. 物体运动得越快，举得越高，内能越大
D. 物体温度越高，内能越大
4.下列属于通过做功途径改变物体内能的是（ ）。
A．在火炉上烧水，水温升高
B．感冒发烧，用冷毛巾敷额头
C．用气筒给轮胎打气，气筒壁发热
D．炎热的夏天，柏油路面温度升高
5.以下事例，通过做功来增加物体内能的是（ ）。
A．古代的人钻木取火　
B．放进太阳能热水器中的水，温度升高
C．点燃的爆竹腾空而起
D．用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起
6.下列生活情景中，通过做功来改变物体内能的是（ ）。
A．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手
B．冬季人们常用热水袋取暖
C．在饮料中放入一些冰块，饮料变凉
D．小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热
作业布置
完成课后习题
五、板书设计
一、内能
定义：分子动能和分子势能之和
影响因素：温度、分子间距离、分子数
二、改变内能的方法：做功和热传递
三、热传递
定义：使温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫热传递
条件：物体间存在温度差
方向：从高温物体自发传向低温物体
热量
四、做功
压燃实验结论：对一个物体做功，物体的内能会增加
瓶塞起跳实验结论：物体对外做功时，内能会减小
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