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第十三章 内能
第1节 分子热运动
第1节 分子热运动
课题
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节课是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。但由于分子的运动无法直接观察，所以本节课主要采用实验演示扩散现象，学生借助显微镜动手观察布朗运动，用电子目镜展示显微镜中的景象，以计算机模拟的方法为辅组织教学。初中时，学生已经初步了解分子的热运动的相关知识，这为本节的教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步在实验的基础上初步理解分子的热运动。
2.学习者分析 九年级开学阶段学生基础参差不齐，部分学生未能养成良好的学习习惯，两极分化较为严重，尖端力量薄弱但后进生颇多，阅读、分析、概括以及计算等能力严重不足，尤其是对所学知识体系的综合运用能力弱。本学期开始，学生将面临来自升学的额外压力，致使心理将产生一定波动，严重时有厌学、弃学等现象与行为，在教学上，应更多的考虑课堂的松弛性，增设趣味内容，缓解多方面压力，增强学习体验与成就感。
3.学习目标确定 1.通过观察宏观物体逐步放大的结构与排布，以及不同物态、不同温度的扩散现象，学生能理解分子热运动的内容并解释相关现象。 2.通过分析观察铅条实验，学生能意识到分子间作用力的存在及作用原理，并从分子间距的角度解释物态变化。
4.学习评价设计 学习评价自我评价表项目评价内容掌握情况很好一般不好科学知识1理解分子热运动的基本概念。2了解温度与分子热运动的关系。3通过实验观察并解释分子热运动的现象学科能力培养观察、归纳、总结的能力。通过实验来验证理论知识的能力。科学态度激发对微观世界的好奇心和探索欲望。培养科学严谨的实验态度。小组评价表评价内容得分标准成员一成员二成员 三团队精神5分：能高效分工合作完成任务 3分：重大问题能有效沟通 1分：各自独立，不能完成任务实施能力5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。结果展示能力5分：小组完成任务并解答正确。 3分：小组 任务，但解答部分正确，部分错误。 1分：小组完成任务，但解答全部不正确。总分
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：创设情境
打开携带的香水，往地面上撒少许。提问：同学们闻到了什么气味？“气味”是怎么“跑到”教室的每个角落里的？ 展示“长喙天蛾悬浮在空中吸食花蜜”的图片。提问：长喙天蛾是怎么找到花蜜的？ 学生体验、回答：香味。 学生观看图片，了解长喙天蛾是根据四溢的花香来寻找花蜜的。 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
任务二：物质的构成
展示在电子显微镜下观察到的不同物质的内部微观照片。提问：物质是由什么构成的呢？ 思考：如果在玻璃管内装入50mL水，再加50mL酒精，混合后总体积应该是多少？ 演示实验：在一个玻璃管内装入50mL水，再在管内装入50mL酒精，直至装满。堵住管口，把试管倒置几次。提问：你观察到什么实验现象？ 现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子构成的，这些粒子就是分子、原子。并且这些粒子间存在空隙。 总结： （1）一切物质都是由分子，原子组成。 （2）分子是保持物质化学性质不变的最小微粒。 （3）分子很小，直径约10-10m(0.1nm)，人的肉眼和普通显微镜无法直接观察到，且数目巨大。 思考：形成雾霾天气的罪魁祸首是“PM2.5”，它是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。 “PM2.5” (填“是”或“不是”)分子。 学生观看电子显微镜下不同物质的内部微观照片。并思考、尝试回答。 学生思考、讨论。 学生观察演示实验现象，并回答：发现试管内出现了空隙，即水和酒精混合后总体积变小。 学生了解水和酒精混合后总体积变小的原因。 学生一起总结归纳物质的构成。并了解分子的体积和质量很小。 学生进行思考，并判断PM2.5不是分子。 通过问题引导学生对微观世界探索意识。 通过演示实验验证学生的猜想，并吸引学生注意，激发学习兴趣。并利用猜想与实验结果上的差异，引起学生对物质的构成的认识。 通过总结物质的构成，培养学生提取有用信息，归纳总结的能力。 通过判断“PM2.5”属不属于分子，让学生对微观分子的有更加准确的认识。
任务三：分子热运动
刚才同学们闻到了香水的气味。那些带有香味的分子，从瓶中挥发出来，进入空气中，向各个方向散发开来，当它们到达鼻子里时，就会闻到香味了。 物质内部分子是如何运动的呢？ 可以用实验来验证气体分子的运动： 演示实验1：我们将一个空瓶子，倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在 二氧化氮瓶上的玻璃板。 提问：二氧化氮气体的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗？ 请你描述实验现象、分析原因。得出什么结论？ 演示实验2：量筒里装一半清水，用细管在水的在下面注入硫酸铜的水溶液。 请你描述实验现象、分析原因。得出什么结论？ 演示实验3：金块和铝块紧压在一起，五年后金中有铅，铅中有金。思考：这说明了什么？ 组织学生总结以上看到的现象，并得出结论？ 结论：不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象, 叫做扩散现象。 扩散现象表明： a、一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 b、分子之间有间隙。 学生聆听，了解闻到香水味的原因。 学生思考、讨论。 学生观看演示实验。 学生叙述观察到的实验现象：抽去中间玻璃片后，上下两个瓶子的颜色逐渐变得均匀。 分析归纳得出微观结论：二氧化氮气体中的分子和空气中的分子都在运动。 学生观察实验2，并描述实验现象：水的颜色逐渐变深，硫酸铜溶液颜色逐渐变浅，最后两种液体颜色基本一样。 分析归纳得出微观结论：硫酸铜溶液分子和水分子在运动。 学生观察实验3，分析归纳得出微观结论：铅分子和金分子在运动。 学生讨论，对固体、液体和气体分子运动进行总结。 通过对实验现象猜想、观察、理解，分析，叙述现象及原因，并深入分析原因，进一步理解生活中闻到各种气味的一些现象。 通过“二氧化氮气体扩散”实验使学生理解分子在无规则运动。 体会由宏观现象推导出微观结论的研究方法和实验设计的科学性，提升学生观察、分析、推理、质疑、总结归纳等科学探究、科学思维能力。 通过问题引导学生思考，建立思维路径，提升学生的科学推理能力。 引导学生关注生活现象，分析归纳的能力。
任务四：分子间的作用力
扩散现象表明，分子在不停地运动。提问：那么分子为什么不会飞散开去，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 演示实验：用美工刀把铅柱的底面刮干净、削平，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。此实验说明了什么？ 为什么无论气体、液体还是固体，被压缩时都会产生“抵抗”？ 总结：分子间既存在着相互作用的引力，又存在相互作用的斥力。 组织学生阅读课本第5页第3段内容，回答固态、液态、气态间的宏观特性和微观特性。分子间距离？分子间作用力？有无固定形状？有无固定体积？ 分子动理论的初步知识： 常见的物质是由分子、原子构成的；物质内的分子在不停地做热运动；分子之间存在引力和斥力。 学生思考、讨论。 学生观察两个铅块紧紧地结合在一起的现象，思考、分析归纳得出：分子间存在相互作用的引力。 结论：分子之间存在斥力。 学生思考、分析归纳得出：分子间存在相互作用的斥力。 学生理解分子间同时存在引力和斥力。 学生阅读、思考，认识到分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。 学生初步了解分子动理论的知识。 通过问题引导学生思考。 通过实验，分析得出“分子间存在相互作用的引力”的结论。同时，也培养学生观察问题、总结现象的能力。 学生通过现象，归纳总结得出分子间的相互作用力。 引导学生阅读教材，从教材上获取有用信息，提高学生自主学习能力。 认识固体、液体、气体的微观特征，提升学生的科学思维能力。
任务五：总结反思
通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？ 归纳本课所学 培养学生总结归纳的能力。
6.板书设计 第1节 分子热运动 一、物质的构成 常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 二、分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 三、分子间的作用力 分子之间存在相互作用的引力和斥力。 四、物质的三种状态 分子动理论的初步知识。
7.作业与拓展学习设计 1.下列事例中，不能说明分子不停地做无规则的运动的是（ C ） A.打开香水瓶，不久满屋子都能闻到香气 B.衣柜中的卫生球，过一段时间后体积变小甚至消失了 C.打扫教室地面时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞 D.将一滴红墨水轻轻滴在一杯水中，过一段时间后，整杯水变红了 2.两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体，用玻璃板隔开后按图2所示放置，抽去玻璃板，保持两瓶口紧贴静置较长时间后，两瓶中气体颜色变得相同。下列说法错误的是（ B ） A.此现象表明分子在永不停息地做无规则运动 B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同 C.该现象不仅能发生在气体之间，也能发生在国固体、液体之间 D.该现象发生的剧烈程度与温度有关 3.用素描笔在纸上画一条线，再用放大镜仔细观察，发现这条线是“断裂”的；将100mL的酒精和100ml的水混合后，发现总体积小于200mL.基于上述现象所设想的物质微观结构模型较为合理的是（ A ） A.物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙 B.固体是由微粒组成的，液体是连成一片的 C.液体是由微粒组成的，固体是连成一片的 D.物质是由微粒组成的，各个微粒在一起，形成我们看到的连续体
8.特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体、 花露水、装有二氧化氮气体的瓶子、空瓶子、两只温度计、一杯凉水、一杯热水、少量红墨水（或黑墨汁）、滴管、注射器管等
9.教学反思与改进 “分子动理论”这节内容比较抽象，与日常生活观念有一定的距离。突出重点和突破难点的重要方法都是加强学生的体验性实验，引导学生通过实验推理得出规律。教师应注意不要把推理分析过程包办过多，要通过情境设疑，适当提问，引导学生思考，更好地训练学生的思维能力和学习能力。
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物理九年级大单元整体教学设计
第十三章 《内能》
本章内容分析
第十三章《内能》学生在八年级物态变化的学习中，已经接触了一些宏观热现象。本章在介绍有关物质是由分子、原子构成的相关知识基础上揭示扩散现象的普遍性。结合固体、液体和气体的特点，联系分子热运动的知识，让学生认识到分子间存在相互作用力，而且不同状态的物质分子间的距离和相互作用力不同。正是这种不同，导致了物质的不同形态。
本章课标要求
1.能简单地说明物质是由分子、原子构成的；知道一切物质的分子都在不停地做热运动：能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；知道分子之间存在着相互的作用力。
2.了解内能的概念，能简单地描述温度和内能的关系；知道做功可以使物体内能增加或减小的一些实例；知道热传递可以改变物体的内能，知道热量的概念及单位：知道做功和改变物体内能的实质；理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
3.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性；能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同；能够利用比热容生物知识来解释生活中的一些现象；会进行简单的吸热计算。
本章核心素养
物理观念：记住并举例分子热运动及与温度的关系、扩散现象及发生范围、分子间作用力及种类、固、液、气态物质微观及宏观特性的物理观念。
物理思维：通过扩散现象、分子间作用力等的本质属性抽象概括出科学研究方法的物理思维。
科学探究：科学探究分子热运动、扩散现象及发生范围、热运动与温度的关系、分子间作用力及种类。
科学态度与责任：在科学，技术，社会，环境（STSE的关系基础上形成科学的态度与责任。
单元教学目标
（一）内容目标
1. 知道：常见物质是由分子或原子组成的；物体的内能；分子热运动的快慢与温度的关系；一切物质的分子都在不停地做热运动；分子间存在作用力；比热容是物质的基本属性；
2.了解：影响物体内能大小的因素；
3.能：识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；通过实验探究比较不同物质的比热容；利用比热容的概念进行相关热量的计算；
4理解：改变物体内能方式；
5.认识：物体内能与温度的关系；内能、温度与热量三者之间的关系：物质的比热容；
6.会：利用比热容的概念解释生活中常见的现象。
（二）学业目标
1. 知道：常见物质是由分子或原子组成的；物体的内能；分子热运动的快慢与温度的关系；一切物质的分子都在不停地做热运动；分子间存在作用力；比热容是物质的基本属性；
2.了解：影响物体内能大小的因素；
3.能：识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；通过实验探究比较不同物质的比热容；利用比热容的概念进行相关热量的计算；
4理解：改变物体内能方式；
5.认识：物体内能与温度的关系；内能、温度与热量三者之间的关系：物质的比热容；
6.会：利用比热容的概念解释生活中常见的现象。
五、教学重点：
分子动理论的基本知识；内能概念的建立；改变物体内能的方法。
六、教学难点：
正确理解内能和比热容的概念。
七、学情分析，教学建议：
学生在八年级上册第三章物态变化的学习中已经接触了一些宏观热现象，如物态变化。本章在此基础上进一步深入分析这些宏观热现象内深层次的微观机制。这就涉及一些热学特有的研究方法和手段。如何从复杂的宏观热现象中分析出其微观机制？微视模型又怎样解释更多的宏观热现象？这些问题的学习是对学生物理能力的一种提高。
八、本章活动主题：
爱因斯坦对内能的探索
著名的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在年轻时，对物理学产生了浓厚的兴趣。他热衷于探索自然界中的各种现象，并试图用物理定律来解释它们。
有一天，爱因斯坦读到了一篇关于热力学的研究论文。论文中提到了一个关于内能的概念，引起了他的极大兴趣。内能是指物体内部所有微观粒子的动能和势能之和，它是一个物体热运动的总和。爱因斯坦觉得这个概念非常有趣，于是决定亲自进行实验来研究内能。
爱因斯坦设计了一个简单的实验：他准备了一个木制的水桶，桶里装满了水。然后，他在水桶中间放了一个隔板，将水桶分成两个部分。在实验开始时，爱因斯坦将一个热源放在桶的一侧，加热其中的水。随着时间的推移，水的温度逐渐升高，内能也不断增加。
然而，爱因斯坦发现了一个有趣的现象：当水温升高时，隔板另一侧的水竟然也跟着升温。这让他感到非常惊讶，因为他知道隔板另一侧的水并没有直接接触到热源。经过一番思考，爱因斯坦意识到这是内能的传递导致的。由于热传导的作用，热量通过水分子之间的相互作用，跨越了隔板，使得另一侧的水分子内能增加。
这个实验让爱因斯坦对内能的理解更加深入。他开始研究各种物质的内能性质，并试图寻找更普遍的热力学规律。最终，爱因斯坦提出了著名的能量守恒定律和质能方程，为物理学的发展作出了巨大贡献。
通过这个趣味物理故事，我们可以看到内能在现实生活中的应用和重要性。希望这个故事能让大家对内能有了更直观的认识，同时也激发了大家对物理学的兴趣。
九、教学过程性评价细目设计
学习任务 分子热运动 内能 比热容
优秀 1、能熟练地说明物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、熟知一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、熟知扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、熟知分子之间存在着相互的作用力。 1、知道内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。 2、熟知热传递可以改变物体的内能：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、熟知做功可以改变物体的内能。 4、能区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、熟知做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 2、知道比热容的概念，熟知比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、能做吸放热计算。
良好 1、能简单地说明物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、知道分子之间存在着相互的作用力。 1、了解内能的概念；能简单地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：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、知道做功可以改变物体的内能。 4、学会区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 2、了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、会进行简单的吸放热计算。
合格 1、了解物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、了解一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、能初步识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、了解分子之间存在着相互的作用力。 1、初步了解内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。 2、了解热传递可以改变物体的内能：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、了解做功可以改变物体的内能。 4、初步学会区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、了解做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、知道物质的吸热能力不同。 2、初步了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、了解吸放热的计算。
十、教学流程图（思维导图展现整个整体单元教学的思路及课时安排）
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