【核心素养目标】13.2内能教学设计教案（表格式） 2023-2024学年人教版物理九年级上学期

课题 第十三章 第2节 内能
教材与学情分析 本节知识为人教版九年级物理上册第十三章第2节内容。本节是在分子动理论知识的基础上，具体说明内能是物体内部的能量。与机械能相比，内能不直观、更抽象，学生难于直接接受和理解，所以教科书一开始通过与机械能中动能和势能作类比建立内能的概念，应用学生已有的知识和经验学习新的知识，符合学生的认知规律。学生在机械能的学习中，对动能和势能的产生有了一定的理解基础，通过类比法，学生对分子动能和分子势能的理解是比较容易的。学生对于生活中的热现象有一定的观察和思考，有的解决了，而有的没有解决，通过内能的学习，学生对于生活中的热现象会有一个很好的理解。
设计理念 通过各个活动、实验、讨论等方式去激发学生的学习兴趣，努力创设情境，促使学生提出问题，思考问题，通过思考、归纳、表达、动手操作等去提升学生的能力。
核心素养目标 物理观念 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。
科学思维 通过内能概念的理解，提升用类比法分析问题的能力。
科学探究 通过观察让学生能发现问题、提出问题，形成猜想与假设，具有初步的观察能力和提出问题的能力。
科学态度与责任 知道物理学是对相关自然现象的描述与解释。
教学重点 1.内能、热量概念的建立。 2.改变物体内能的两种途径
教学难点 用类比的方法建立内能的概念。
课时安排 1 课时：
教法学法 教法：探究式 引导式 学法：合作式、归纳式
教学准备 多媒体课件、压缩空气引火仪、烧瓶（带塞子）、打气筒、乙醚、硝化棉等。
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
（一）引入新课 问题：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呢？ 思考问题，进入情景。 创造课堂情景，激发学生的兴趣。
（二）新课教学 一、内能 1. 分子具有动能与势能 （1）分子动能 【提出问题】运动的宏观物体（如篮球、车辆等）具有动能；物体内的分子在做热运动，是否也具有能量？ 【结论】运动的分子也具有动能，叫作分子动能。 （2）分子势能 【提出问题】一根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，具有弹性势能。分子间既相互吸引又相互排斥，是否也具有能量？ 【结论】分子间也具有势能，叫作分子势能。 2. 内能 【给出概念】（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。 （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。 3. 影响内能大小的因素 【提问】物体内能的大小与哪些因素有关？ （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. （2）内能大小与质量的关系 【提问】温度相同、质量不同的水，内能相同吗？为什么？ 【分析】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。 （3）内能大小与状态（体积）的关系 【提问】一块0℃的冰熔化成0℃的水时内能是否改变 【分析】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。 【结论】物体的内能跟物体的温度、质量、体积、状态等因素有关。 4. 内能与机械能的区别 同学们能归纳出二者的区别吗？ 二、物体内能的改变 【提问】寒冷的冬天，为什么人们喜欢抱热水袋？人从热水袋中得到了什么？ 【分析】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. 热量 （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： 用火烧水做饭；冬天对手呵气感到暖和；棉被太阳晒得暖呼等. 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） 可见热传递可以改变物体的内能。 3. 做功改变物体的内能 【提问】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。 【分析】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。 （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。 【分析】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。 ②如图所示，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？ 【分析】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，内能减小. 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. （3）生活及自然界中利用做功改变内能的现象 三、阅读“科学世界”材料，了解“温室效应”。 思考：根据材料内容并结合生活实际，你能说说温室效应对我们的生活环境有哪些影响？又有哪些应对策略呢？ 交流与思考，运用类比的方法理解分子动能和分子势能的概念。 建立内能的概念；知道内能与机械能的区别。 通过身边中的实例分析，得出影响内能大小的因素。 思考问题，知道热传递可以改变物体的内能；理解热量的概念。 通过1个实例、2个演示实验的分析，知道做功改变物体的内能. 分析归纳出做功改变内能的两种情况。 列举生活及自然界中利用做功改变内能的事例。 提升学生用物理方法解决问题的能力。 培养学生归纳与总结的能力 提高学生的物理素养。 培养学生的思考、归纳能力。 培养学生的总结能力。 培养学生观察问题、总结现象的能力。
随堂训练 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 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 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 4. 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）请你用所知识解释瓶内出现白雾出现白雾的原因？
小结 通过学习大家有哪些收获？还有什么疑问吗？
作业布置 课本P10页“动手动脑学物理”3、4题
板书设计 第2节 内能 一、物体的内能 1. 概念：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和. 2. 影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态. 二、改变物体内能的方法 1. 热传递：高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加. 2. 做功：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少. 热传递和做功改变物体的内能是等效的.
教学反思