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人教九上物理同步精品课件
人教版九年级上册
第十三章 内能
2023秋人教版九年级（全）物理同步精品课件
13.2 内能
1.火箭升空是靠什么飞入太空并送入月球轨道的？
2.嫦娥二号发射、进入月球轨道三次制动，依靠什么能量做动力呢
提出问题
新课导入
火箭把卫星送上月球，靠的是燃料燃烧产生高温高压的燃气推动火箭做功，把卫星送上月球。
（1）燃气为什么有这么大的能量呢？
（2）这种能量有什么特点？
（3）它与前面学习的机械能有何不同呢？
1.木工用锯锯木头时，工人做的功跑哪里去了？锯条发热，温度升高又是怎么回事呢？
2.装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里？
我们生活中这样的例子很多，你能举出几个例子？
1.冬天里，两手相互摩擦(搓手)，手会变得热起来；
2.用酒精灯给试管中的水加热，一会儿木塞就会飞出去。
以上现象都是因为物体具有内能，或物体内能的变化而产生的现象。
那什么是内能？物体的内能具有哪些特点？
学习目标
1. 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度
和内能的关系。
2. 知道热传递可以改变物体的内能。
3. 知道热量的概念和单位。
4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。
第2节 内能
一、复习
1. 什么是动能？什么是重力势能？什么叫弹性势能？
①物体由于运动而具有的能叫动能。
②物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
③物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。
动能
重力势能
弹性势能
2. 回忆分子动理论的基本内容：
①物质是由分子构成的。
②分子在不停地做热运动。
③分子间存在引力和斥力。
3. 想一想：
我们知道宏观物体由于运动或相互作用而具有机械能。比如飞在空中的足球，由于有高度，具有重力势能；由于飞行，还具有动能.
通过上节课的学习，我们知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的，分子间也有相互作用力，那么分子是否也有能量？这节课我们就来学习有关问题.
第2节 内能
学 习 流 程
一、内能
二、物体内能的改变
三、温度、热量与内能的区别
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
第2节 内能
一、内能
1. 分子具有动能与势能
（1）分子动能
结论：运动的分子也具有动能，叫作分子动能。
分子在做热运动，所以也具有动能
运动的篮球
具有动能
一、内能
（2）分子势能
①被压缩的弹簧各部分互相排斥，被拉伸的弹簧各部分互相吸引；所以具有弹性势能。
压缩的弹簧
拉伸的弹簧
②分子间既相互吸引又相互排斥，所以分子间具有势能，叫作分子势能。
结论：分子间也具有势能，叫作分子势能。
2. 内能
（1）构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
（2）内能的单位是焦（J）。
（3）飞在空中的足球，具有重力势能；足球在空中飞行，还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。机械能与整个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，内能是不同于机械能的另一种形式的能。
一、内能
（4）一切物体，不论温度高低，都具有内能。
炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。
北极的冰山
炽热的铁水有内能
一、内能
一、内能
视频讲解——《内能的概念》
3. 影响内能大小的因素
（1）内能大小与温度的关系
对一杯水加热时，水的温度越高，水内部分子运动越剧烈，内能越大。反之，温度越低， 内能越小.
水的内能增大
分子动能变大
分子无规则
运动剧烈
温度升高
一、内能
（2）内能大小与质量的关系
想一想：温度相同、质量不同的水，内能相同吗？为什么？
温度相同、质量不同的水，质量越大，水分子数目越多，所以分子动能和势能的总和也会越大，即水的内能也越大。
所以在温度相同、状态相同时，物质的质量越大，内能越大。
一、内能
200g、20℃的水的内能要大于100g、20℃水的内能.
（3）内能大小与状态（体积）的关系
一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时内能是否改变
因为0℃的冰熔化成0℃的水时，要吸收热量，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，所以水的内能变大。
可见物体的内能跟物体的状态（体积）有关.
总结：物体的内能跟物体的温度、质量、状态等都有关.
一、内能
4. 内能与机械能的区别
内能 机械能
概念
影响 因素
研究 对象
存在 条件
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
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
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
永远存在
运动或在高处或
发生弹性形变
一、内能
视频讲解——《影响内能大小的因素》
一、内能
【例题1】（多选）四只相同的烧杯中装有水，水量及温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（ ）
A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能
B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能
C．c烧杯中水的内能大于a烧杯中水的内能
D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
A．由图知，a与b质量相同，b的温度高，所以b的内能大，故A错误；
BD．由图知，c与d质量相同，d的温度高，所以d的内能大，故B错误，D正确；
C．由图知，c与a的温度相同，c的质量大，所以c的内能大，故C正确。
故选CD。
CD
一、内能
1. 热量
想一想：在寒冷的冬天，为什么人们喜欢抱热水袋？你从热水袋中得到了什么？
这是因为发生了热传递，热水把内能传递给人，人们获得了内能，而热水减少了内能。
（1）在热传递过程中，传递能量的多少叫热量，单位是焦。
（2）发生热传递的一些实例：
二、物体内能的改变
对手呵气
烧水
棉被晒得暖呼
二、物体内能的改变
2. 热传递改变物体的内能
（1）发生热传递时，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
（2）热传递的过程：实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。（注意：不是传递温度）
二、物体内能的改变
3. 做功改变物体的内能
想一想：除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？
（1）实例分析：人从滑梯下滑时屁股有点发烫。
说明摩擦可以产生热，这部分内能是哪里来的呢？很明显这部分内能并不是热传递得到的。原来，人下滑时要克服摩擦力做功，把一部分机械能转化为了内能。
可见，做功也可以改变物体的内能。
二、物体内能的改变
（2）演示实验
①如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。
棉花会燃烧起来，是因为活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点。
可见，对物体做功，物体的内能增大。
空气压缩引火仪
二、物体内能的改变
②如图，烧瓶（或可乐瓶）内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。在上述实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能？
图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气；当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小。
可见，物体对外做功，物体的内能减小.
二、物体内能的改变
（3）对比“压缩气体做功 ”与“水蒸气膨胀做功”两个实验
外界对物体做功
物体的内能增大
温度升高
空气内能
增大
压缩空气
物体对外做功
物体内能减小
水蒸气
温度降低
水蒸气
做功
给瓶内
打气
结论：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低.
①压缩气体做功
②水蒸气
膨胀做功
（4）生活及自然界中利用做功改变内能的现象
②从滑梯下滑时屁股有点发烫
①冬天人们
搓手感到暖和
做功改变内能
③汽车急刹车时，轮胎克服地面间的摩擦做功，内能增加，温度升高，轮胎表面被烧焦。
④流星穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，达到流星燃点，流星燃烧。
二、物体内能的改变
演示实验——《做功改变内能的演示实验》
二、物体内能的改变
4. 总结：改变物体内能的两种方法
改变物体内能的实质是机械能与内能能量的转化
改变物体内能的实质是能量的转移
结果是
等效的
二、物体内能的改变
【例题2】如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，关于它们的说法正确的是（ ）
A．甲图中，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B．乙图中，人搓手发热说明物体对外做功，内能增大
C．丙图钻木取火过程是机械能转化为内能
D．丁图中水蒸气将塞子冲出的过程中，水蒸气通过做功的方式使自己内能增大
C
解析见下页
二、物体内能的改变
A．坐滑梯时，臀部与滑梯相互摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；故A错误；
B．人搓手时相互摩擦，克服摩擦对手做功，手的内能变大，故B错误；
C．钻木取火过程是克服摩擦做功的过程，机械能转化为内能，故C正确；
D．图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故D错误。 故选C.
二、物体内能的改变
【例题3】如图所示，在烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现了______，说明水蒸气________（填物态变化名称）成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外 ______ ，温度 ______ 内能______。
白雾
液化
做功
降低
减少
给瓶内打气，瓶内气体内能增大，温度升高，气体膨胀，使瓶塞跳起来，同时高温的水蒸气遇冷液化为小水滴，就是我们看到瓶内出现了白雾，说明水蒸气发生了液化。
在上述过程中，气体膨胀对瓶塞，使得瓶内气体温度降低，内能减少。
二、物体内能的改变
1. 温度、热量与内能
（1）温度
温度表示物体的冷热程度。 是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。描述温度时，一般说“物体的温度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天气热，这个“热”表示温度.
（2）内能
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。是一个状态量，所有物体都有内能。描述物体的内能一般说“物体具有内能、改变了内能、传递了内能等”。例如：“摩擦生热”，表示克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，所以这个“热”表示内能.
三、温度、热量与内能
（3）热量
热量表示热传递过程中传递内能的多少。热量是一个过程量，只有发生热传递时，才能用热量来量度内能的变化量（物体吸收或放出的能量的多少）。
不发生热传递，讲热量就没有意义。描述热量时，只能说物体“吸收、放出”热量，不能讲“物体具有热量”。
三、温度、热量与内能
2. 温度与热量
（1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化。
例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变。晶体凝固时，放出热量，温度也不发生变化。
（2）物体温度变化时，不一定要吸收或放出热量。
物体温度降低，可能是物体对外界做功。物体温度升高，可能是外界对物体做功。
三、温度、热量与内能
3. 温度与内能
（1）物体温度变化时，内能一定变化。物体温度降低，内能一定减少；物体温度升高，内能一定增加。
三、温度、热量与内能
（2）物体内能变化时，温度不一定变化。晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。晶体凝固时，放出热量，内能减少，温度不变。
例如冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但是温度不变.
4. 热量与内能
（1）物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，内能减少。
（2）物体内能改变，不一定是由于物体吸收或放出热量。物体内能增加，可能是外界对物体做功。物体内能减少，可能是物体对外界做功。
三、温度、热量与内能
搓手做功，可以使手的内能增大
对手呵气，可以使手的内能增大
三、温度、热量与内能
视频讲解——《温度、热量与内能辨析》
【例题4】关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．一杯水的内能比一桶水的内能小
C．物体吸收热量，温度升高，内能增加
D．水放出热量凝固成冰过程中，温度不变，内能减小
A．影响内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和状态。只凭温度高低，无法比较内能的大小，A错误；
B．一杯水和一桶水，质量不等，温度未知，无法比较内能大小，B错误；
C．晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D．水凝固成冰的过程中，放出热量，内能减小，温度不变，故D正确。
所以选D.
D
三、温度、热量与内能
四、课堂总结（1）
①物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，
叫物体的内能；单位是焦（J）.
②一个物体温度升高时，它的内能就增加；
一个物体温度降低时，它的内能就减少.
③影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态.
内 能
热传递和做功改变物体的内能是等效的.
热传递
实质：内能的转移.
内能改变的量度：热量.
做 功
实质：内能与其它能的转化.
内能改变的量度：功的多少.
改变内能的
两种方法
内 能
温 度 热 量 内 能
定义
表达
单位
温度、热量与内能的区别
四、课堂总结（2）
宏观上：表示物体
的冷热程度
微观上：反映分子
热运动剧烈程度
在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是能量的变化量
物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
只能说“是多少”
或“达到多少”
只能说“放出”
或“吸收”
只能说“有”
内能总不为0
摄氏度（℃）
焦耳（J）
焦耳（J）
五、动手动脑学物理
1. 请分析在以下过程中，冰粒、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是减小？机械能在增大还是减小
（1）云中形成的冰粒在下落中，温度渐渐升高变成了雨滴。
（2）火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。
（3）飞行的子弹，击中一块木板后嵌在木板中，温度逐渐降低。
（1）冰粒在下落过程中克服与空气的摩擦力做功，温度不断升高，内能在增大，机械能在减小。
（2）火箭在加速上升的过程中，高度和速度增大，因此箭体的机械能在增大；由于温度升高，内能增大。
（3）子弹击中木板后克服与木板的摩擦力做功，速度不断减小，因此机械能在减小；温度升高，因此内能增大。
2. 用物体内能改变的方式说明“炙手可热”和“钻木取火”的含义。
”炙手可热”是通过热传递的方式改变内能。“钻木取火”则是通过做功的方式改变物体的内能。
五、动手动脑学物理
3. 生活中有时通过加强热传递直接利用内能，有时又通过阻碍热传递防止内能转移。请你各举两个实例。
煮好的鸡蛋要迅速凉下来，可以把鸡蛋直接放入冷水中浸泡，加快热传递，使鸡蛋的内能减小，温度降低。冬天，用热水袋暖手时，可以用手直接捂住热水袋，加快热传递，使手的内能增加，温度升高。
把金属汤勺放在热汤中，一会儿后用手摸勺柄会感到烫手。所以汤勺的勺柄通常是用橡胶、木头或陶瓷做成的，阻碍热传递，防止内能转移。保温杯的杯壁是双层的，不利于传热，可以阻碍热传递，防止内能转移。冬天穿的羽绒服，不利于传热，可以阻碍身体的热向外传递，防止内能转移。
五、动手动脑学物理
4. 把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用手感觉图钉温度的变化，并解释这种变化。
摩擦后的图钉钉帽变热，是因为通过克服摩擦做功，机械能转化成了内能，图钉帽的温度升高，内能增大。这是通过做功的方式来改变物体的内能。
五、动手动脑学物理
1. 仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是（ ）
A．甲杯中水的内能多
B．乙杯中水的内能多
C．甲杯和乙杯中水的内能一样多
D．无法判断
由图可知，甲和乙杯中水的质量相同，但乙杯中水的温度高于甲杯，因为在质量相同的情况下，物体的温度越高，物体的内能越大，所以乙杯中水的内能大，故B正确，ACD错误。
六、课堂练习
B
故选B.
2. 在下图中，属于热传递改变内能的是（ ）
A． 两手相互摩擦能发热 B． 用火给水壶里的水加热
C． 锯木头锯子发烫 D． 压缩空气引火
ACD.两手相互摩擦能发热，木头锯子发烫，压缩空气引火，这些是做功改变物体的内能，故ACD不符合题意；
B.用火给水加热，是热传递改变物体的内能，故B符合题意。
B
所以选B.
六、课堂练习
A B C D
3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，一定是吸收了热量
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．0℃的冰块，内能一定不为零
D．温度高的物体含有的热量多
A．物体温度升高，内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误.
B．物体吸收热量，温度不一定升高；例如，晶体熔化过程和液体沸腾过程，物质不断吸收热量，但是温度不变，故B错误.
C．一切物体都具有内能，0℃的冰块，内能一定不为零，故C正确.
D．由于热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故D错误.
六、课堂练习
C
所以选C.
4. 如图，在气缸A中密封有压缩空气，B是一个被销钉K锁住的活塞，C是一支温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）运动，气缸A内气体对外做功，温度计的示数________。
右
六、课堂练习
由题意可知，若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞向右运动，气缸A内气体对外做功，内能减小，温度减小，温度计的示数减小。
减小
5. 如图所示，试管内装有水，用塞子塞紧试管口，用酒精灯加热试管底部，一段时间后，塞子从试管口被管内气体推出，试管口附近伴随有白雾出现，这是因为试管内的气体对塞子______时，将管内气体的______能转化为塞子的机械能，导致气体温度降低所致。
做功
六、课堂练习
当塞子从试管口被管内气体推出时，试管口附近伴随有白雾出现，因为试管内的气体对塞子做功，管内气体的内能转化为塞子的机械能，导致气体内能减少，温度降低，发生液化形成小水珠，试管口出现“白雾”。
内
6. 如图所示，是研究做功与内能改变的一个实验装置，玻璃瓶内装入少量的水，用塞子把瓶口塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强增大到一定程度时，塞子会从瓶口跳起来。
（1）在这一实验中，你应该注意观察的是_____；
A．打气的过程 B．打气的过程中瓶中的情况
C．塞子跳起的高度 D．塞子跳起的瞬间，瓶内发生的变化
（2）玻璃瓶内装入少量水的目的是_____；
（3）你所观察到的现象是瓶内出现白雾，这一现象所能说明的问题是_____。
六、课堂练习
D
解析见下页
见解析
物体对外做功，温度降低，内能减少
（1）本实验需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
（2）玻璃瓶内装入少量的水，用打气筒往瓶内打气，瓶内气体温度升高，瓶内水汽化，产生大量的水蒸气，当气体对瓶塞做功，瓶塞跳起时，观察水蒸气的液化现象。
（3）当瓶内气体冲开瓶塞时，因为瓶内气体对塞子做功，内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气液化形成雾，此现象说明物体对外做功，温度降低，内能减少。
六、课堂练习
谢谢
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