【教学评一体化】人教版 初中物理 九年级全册 第十三章 内能 13.2精品课件:内能(38页ppt)+整体教学设计+分层作业

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名称 【教学评一体化】人教版 初中物理 九年级全册 第十三章 内能 13.2精品课件:内能(38页ppt)+整体教学设计+分层作业
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2024-07-04 01:13:19

文档简介

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九年级全一册物理大单元整体设计
第十三章《内能》
一、单元内容分析
本章是人教版九年级上册物理的第一章,讲述的内容围绕内能而展开的,同时也会涉及八年级物理中物态变化和机械能等相关内容。对于内能,一方面要从物质的微观角度认识物质的结构、分子的热运动等;另一方面,还要从物体的宏观角度认识内能、改变内能的方式、物体吸放热计算等。本章章首图和章首语描述了雪山中的火山喷发时的情景,并且提出炽热的岩浆与冰冷的白雪是否具有相同形式的能量?通过温度高低的巨大反差,能使学生对问题产生极大的兴趣,增强学生探索新知的热情。
本章教材的安排先认识物质的微观结构,再通过物体的宏观表现反映构成物体的分子情况。例如气体、液体、固体间的扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。同时教材也安排较多的实验作为知识点的引入,帮助学生更好地理解和掌握新知识。其次在呈现内能的内容时,教材首先以日常生活现象提出问题引入课题,再类比踢足球和弹簧给出内能的概念。通过生产生活中的事例和课堂演示实验知道改变内能的两种方式:热传递和做功。最后,将学习的内能知识运用到实践中并能解释相关热现象。因此教材把比热容的内容安排在本章第三节,通过实验比较不同物质的吸热能力,从而引出比热容的概念,进而知道水比热容大在生活中的应用。通过热量的计算,不仅能提高学生的计算能力,也提高了学生解决实际问题的水平。
二、本章课标要求
本章一部分内容属于课程标准中课程内容的第一个一级主题“物质”,是该主题下的二级主题“物质的结构和物质世界的尺度”中的部分内容。内容标准要求如下:
1.3.1知道常见的物质是由分子、原子构成的。
本章一部分内容属于课程标准中课程内容的第二个一级主题“运动和相互作用”,是该主题下的二级主题“多种多样的运动形式”中的部分内容。内容标准要求如下:
2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
例 观察扩散现象,能用分子动理论的观点加以说明。
本章最后一部分内容属于课程标准中课程内容的第三个一级主题“能量”,是该主题下的二级主题“内能”中的部分内容。内容标准要求如下:
3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.2通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
例1 能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。
三、本章核心素养
物理观念:物质的构成、扩散现象、分子热运动、分子间的引力、分子间的斥力、内能、热传递、做功、比热容、热量的计算
物理思维:通过演示实验以及日常生活中的事例,理解扩散现象,知道扩散的快慢与温度有关,从而了解分子在不停地无规则运动。通过类比弹簧,理解分子间的作用力。建立分子动理论的初步知识。类比机械能知道内能的概念和影响因素,通过日常现象和演示实验了解改变内能的两种方式及区别。通过探究不同物质的吸热的情况理解比热容的概念,了解比热容大在生活中的应用。
科学探究:比较不同物质的吸热情况。
科学态度与责任:通过探究实验,锻炼提升学生进行科学探究能力,养成实事求是的科学态度;通过联系生产生活实际,认识物理内在规律,并能运用到实践中,培养学生的实践能力,更能激发学生的学习兴趣,成为学生探索自然的内在动力。
四、本章教学目标
(一)内容目标:
1.知道常见物质是由分子或原子组成的;
2.知道一切物质的分子都在不停地做热运动;
3.能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释;
4.知道分子热运动的快慢与温度的关系;
5.知道分子间存在作用力。
6.知道物体的内能。
7.了解影响物体内能大小的因素;
8.理解改变物体内能方式;
9.初步认识内能、温度与热量的关系。
10.认识物质的比热容;
11.会通过实验探究比较不同物质的比热容;
12.会利用比热容的概念解释生活中常见的现象;
13.能利用比热容的概念进行相关热量的计算。
(二)学业目标:
通过学生分组讨论提出问题、猜想假设设计方案、实验验证得出结论、总结评估交流感受等一系列探究过程,让学生在自主科学探究的过程中找出规律,学习科学探究的方法,培养观察、实验能力。
五、教学重点
内能、热量概念的建立,改变物体内能的两种途径
六、教学难点
用类比的方法建立内能的概念
七、学情分析和建议
九年级的学生已具有了一定的物理知识,能力也得到一定的发展。虽然学生已经学习了分子动理论的相关知识但大多数学生思维还是以形象思维为主,感性认识比较匮乏。因此,教学中仍需以一些感性认识作为依托,借助实验等手段加强直观性和形象性,把抽象的概念具体化、生活化,从学生的体验、经历和身边的事物来建立和强化内能的概念,让学生逐步认识到内能的存在、什么是内能、内能有什么特点、内能是怎样变化和量度的。
八、本章活动主题
1.在量筒里装一半清水,用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液,过一段时间观察现象,交流现象体验液体之间的扩散。
2.交流合作设计一些关于气体对外做功的小实验。例如,在空矿泉水瓶中喷入适量酒精,点火瞬间瓶子被冲出。(注意安全)
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
内能 任务一:分子热运动(1课时) 问题1:物质的构成? 活动一:小组之间交流讨论物质的变化情况、无限度地分下去时出现的情景。
问题2:气体、液体、固体都能发生扩散现象吗?扩散现象说明了什么? 活动一:学生观察实验现象、讨论。活动二:交流生活中的扩散现象。活动三:展示扩散快慢的实验。
问题3:分子间存在相互作用吗?气态、液态、固态宏观和微观特性的区别? 活动一:模拟体会一下当分子之间的距离变化时作用力的变化。
任务二:内能(1课时) 问题1:内能的概念?影响内能的因素? 活动一:学生思考、对比得出结果并展示。
问题2:改变内能的方式有哪些?它们的实质是什么? 活动一:尝试用多种方法使铁丝的温度升高,即增大铁丝的内能。活动二:学生观察实验现象并分析原因。
任务三:比热容(1课时) 问题1:不同物质的吸热能力相同吗? 活动一:学生猜想、设计实验方案并进行实验。
问题2:水的比热容大在生活中的应用? 活动一:解释生活中应用水比热容大事例。
问题3:热量如何计算? 活动一与老师一起推导出热量公式,会正确运用热量公式进行计算。
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度(20%) 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责,努力完成预定任务 认真参与,在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与,在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流(20%) 与人合作 主动和同学配合,分工合作,乐于帮助同学 能和同学配合,做好自己分内的事 有需要时才和同学合作,喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚,认真倾听同学意见,能合作解决问题 会倾听同学意见,基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见,不喜欢和同学合作解决问题
探究实验(30%) 动手操作 能熟练操作实验器材,并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练,能够完成实验任务,但有缺陷 不能熟练操作实验器材,不能完成实验任务,或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论,并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论,不能和同学交流反思 能记录现象和数据,不能得出对应的结论,或不能得出完整的结论
学习成果(30%) 获取知识 能够完成本节课的学习目标,能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标,能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标,不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习,能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习,能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习,在解决实际问题时存在较大困难
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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十三章 分课时设计
课题 内能
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 内能是在学生初步学习动能、势能、机械能的基础上引入的,为下一节“内能与机械能的相互转化”打下基础。在教材内容的选择上比较注重联系生活、社会实际能使学生保持对自然界的好奇,发展科学的探究兴趣,从而使其产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。内能在日常生活和生产技术中有着广泛的应用,它科学地反映了大量分子运动的本质,是分子运动论初步知识的进一步深化,也是能的概念的具体化;它与电功和电能、家庭安全用电知识、能源与能量守恒的学习有着密切的联系。
2.学习者分析 九年级的学生已具有了一定的物理知识,能力也得到一定的发展。虽然学生已经学习了分子动理论的相关知识,但大多数学生思维还是以形象思维为主,感性认识比较匮乏。因此,教学中仍需以一些感性认识作为依托,借助实验等手段加强直观性和形象性,把抽象的概念具体化、生活化,从学生的体验、经历和身边的事物来建立和强化内能的概念,让学生逐步认识到内能的存在、什么是内能、内能有什么特点、内能是怎样变化和量度的。
3.学习目标确定与教学重难点 (1)了解内能的概念,能简单的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;(3)知道做功可以使物体内能增加或减小的一些实例;(4)通过演示实验使学生养成观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。本节教学的重点是内能、热量概念的建立,改变物体内能的方法。教学难点是温度、内能、热量概念的辨析。
4.评价量表 《内能》的评价量表任务列表任务要求(满分:25分)学生自评同学互评教师评价任务一:理解内能的概念知道内能的概念;知道内能和机械能的区别;知道影响内能的因素(5分)任务二:知道改变内能的两种方式知道热传递和做功能改变内能;能分别举例说明热传递和做功改变内能;能正确判断热传递和做功(10分)任务三:能辨别温度、热量、内能知道温度、热量、内能的区别和联系;知道热量的描述;(10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:引入新课
提出问题:装着开水的热水瓶有时会把瓶盖弹出来,推动瓶盖的能量来自哪里? 学生思考、交流想法 激发学生学习新课的兴趣,引入新课。
任务二:内能
提出问题:(1)运动的篮球具有动能,运动的分子具有动能吗?(2)树上苹果由于地球的吸引而具有势能,分子同的距离较大时,作用力表现为引力,分子具有势能吗?(3)被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能,分子间的距离较小时,作用力表现为斥力,分子具有势能吗?总结:(1)物体内部所有分子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。物体的内能与物体温度有关。物体温度降低时内能减少,物体温度升高时内能增加。提出问题:温度会影响物体内能的大小,还有没有其他因素也会影响物体内能的大小?(1)内能大小与质量的关系温度相同、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。(2)内能大小与状态(体积)的关系 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。归纳总结:物体的内能跟物体的温度、质量、状态等因素有关。 学生思考、对比得出结果并展示:(1)分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能;(2)互相吸引的分子具有势能;(3)互相排斥的分子也具有势能,所以由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能。学生思考,合作讨论得出:物体的质量、状态(体积)可能会影响物体内能的大小。 培养学生分析问题,解决问题的能力及学会口头表述自己的观点。【评价标准】知道内能的概念;知道内能和机械能的区别;知道影响内能的因素(5分)知道内能的概念;知道内能和机械能的区别;不知道影响内能的因素(3分)
任务三:内能的改变
方法分类:(1)做功:B.用力来回弯折;E.在砂纸上打磨;F.用锤子敲打。(2)热传递:A.用酒精灯直接加热;C放在太阳下晒;D.放在热水中烫。总结:做功和热传递都能改变物体的内能。一、热传递1. 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)发生条件:存在温度差。发生热传递的唯一条件 是存在温度差,与物体的状态无关。(3)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)(4)最终结果:直到温度相同。2. 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;棉被被太阳晒得暖呼等。二、做功演示实验(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。(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?归纳总结外界对物体做功,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①冬天人们搓手感到暖和;②从滑梯下滑时屁股有点发烫;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。做功和热传递在改变内能上是等效的,做功的实质是能量之间的转化,热传递的实质是能量的转移。 学生活动:每个小组拿出准备好的铁丝,尝试用多种方法使铁丝的温度升高,即增大铁丝的内能。方法记录:A.用酒精灯直接加热;B.用力来回弯折;C.放在太阳下晒;D.放在热水中烫;E.在砂纸上打磨;F.用锤子敲打。学生观察实验现象并分析原因:(1)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)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。 由感性认识归纳出结论,通过探究实验,达到使学生自主学习的目的,激发其学习兴趣。培养学生逆向思维能力,树立辩证思想。【评价标准】知道热传递和做功能改变内能;能分别举例说明热传递和做功改变内能;能正确判断热传递和做功(10分)知道热传递和做功能改变内能;不能分别举例说明热传递和做功改变内能(8分)知道热传递和做功能改变内能;不能分别举例说明热传递和做功改变内能;不能正确判断热传递和做功(6分)
任务四:温度、热量与内能
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)内能内能表示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.(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”。2. 温度与热量 (1)物体吸收热量,温度不一定变化。晶体熔化时,吸收热量,温度不变。晶体凝固时,放出热量,温度不变。(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。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。 (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。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。 与老师一起分析温度、热量与内能这三个物理量的含义,比较出它们的不同。 切身体验,加深影响,让学生进一步体会到物理是有用的。 分类总结,便于记忆。【评价标准】知道温度、热量、内能的区别和联系;知道热量的描述;(10分)不理解温度、热量、内能的区别和联系;知道热量的描述;(8分)不知道温度、热量、内能的区别和联系;知道热量的描述;(6分)
6.板书设计一、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。
7.作业与拓展学习设计 1.0℃的冰 (填“有”或“没有”)内能。0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,其温度 ,内能 (选填“不变”、“增大”或“减小”)。【答案】 有 不变 增大【详解】[1]因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的物体也具有内能;所以0℃的冰有内能。[2][3]冰是晶体,0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,在整个熔化过程中其温度保持不变,但是由于吸收热量,内能增大。2.物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。对一个物体来说,温度升高时,内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。质量相等的100℃水的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)100℃水蒸气的内能。【答案】 增加 小于【详解】[1]内能与物质的质量和温度有关,质量越大、温度越高内能越大,对一个物体来说,温度升高时,内能增大。[2]水变成水蒸气时需要吸收热量,故质量相等的100℃水的内能小于100℃水蒸气的内能。3.胡辣汤是很多河南人喜爱的早餐如图所示。热腾腾的胡辣汤香气四溢,很远就能闻到它的香味,这是因为 ,加热胡辣汤是通过 的方式改变汤的内能。【答案】 分子在不停地做无规则运动 热传递【详解】[1]热腾腾的胡辣汤香气四溢,很远就能闻到它的香味,这是因为香气分子在不停地做无规则运动,是扩散现象。[2]加热胡辣汤,胡辣汤吸收热量,内能增大,温度升高,是通过热传递的方式改变汤的内能。4.艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,达到防病治病的目的。如图所示,艾灸燃烧时远远就能闻到艾烟的气味,这是 现象,“艾灸”时通过 方式改变了穴位处的内能。【答案】 扩散 热传递【详解】[1]闻到艾烟的气味,是艾烟分子进入人的鼻子的扩散现象。[2]“艾灸时”,艾灸燃烧放出热量,而穴位处吸收热量,内能增大,是通热传递改变内能的。5.如图,这是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖迅速飞出。盒盖飞出的过程中,盒内气体的内能 (选填“减小”或“增大”);该过程中,通过 的方式改变了盒内气体的内能。【答案】 减小 做功【详解】[1][2]盒盖飞出的过程中,气体对外做功,气体的内能转化为盒盖的机械能,所以盒内气体的内能减小,是通过做功的方式改变气体的内能。6.2024 年 4月 30 日, “神舟十七号”载人飞船返回舱成功着陆。如图是返回舱在进入大气层时要通过一段黑障区,飞船因为摩擦被烧成一个大火球,而舱内的航天员和设备却安然无恙。这一过程中,返回舱“燃烧”是通过 的方式增加了内能。【答案】做功【解析】【小题1】改变内能的方式有两种,分别是做功和热传递。返回舱高速运动过程中,与空气摩擦而温度急剧升高,内能增大,这是以做功的方式改变返回舱的内能。7.下列关于内能知识的描述正确的是(  )A.物体温度越低,内能越小,所以0℃的冰没有内能B.热传递中温度总是从热的物体传到冷的物体C.温度高的物体一定比温度低的物体内能大D.物体吸收热量,内能增加,温度可能保持不变【答案】D【详解】A.一切物体在任何温度下都有内能,所以0℃的冰也有内能,故A错误;B.热传递的实质是热量从高温物体传递到低温物体,热传递过程中传递能量的多少叫热量,而不是温度,故B错误;C.内能与物体的质量、温度高低、状态等因素有关,所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大,故C错误;D.物体吸收热量,内能增加,温度可能保持不变,例如晶体熔化时,吸收热量,内能增加,但温度保持不变,故D正确。故选D。8.下列关于温度、热量、内能的说法中正确的是(  )A.物体的温度升高,内能一定增加B.物体的内能增加,温度一定升高C.同一物体,温度越高,所含热量越多D.物体的内能增加,一定吸收热量【答案】A【详解】AB.同一物体的内能增大温度不一定升高,如晶体熔化过程,但是温度升高内能一定增大,故A正确,B错误;C.热量是过程量,只能说“吸收”或“放出”,不能说“含有”或“具有”,故C错误;D.物体内能增大,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故D错误。故选A。9.如图所示,拿一个大口玻璃瓶,瓶内装少量的水,用塞子塞紧,通过塞子上的开口往瓶里打气。(1)当塞子从瓶口跳起来时,可以看到瓶内会出现 ;(2)产生上述现象的原因是:瓶内的空气膨胀做功时,内能 ,使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠。【答案】 白雾 减小【详解】(1)[1]通过塞子上的开口往瓶里打气,会看到塞子从瓶口跳起来,同时瓶内会出现“白雾”。(2)[2]通过塞子上的开口往瓶里打气,瓶内的空气膨胀对瓶塞做功时,塞子跳起来,空气的内能转化为塞子的机械能,空气的内能减小,温度降低,使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠,从而形成“白雾”。10.如图所示,将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面,用橡皮塞塞紧,来回快速拉动缠在金属管外的皮绳,过一会儿,可以观察到橡皮塞从管口飞出。 同时可以看到管口附近有白雾产生。(1)在实验刚开始,来回拉动皮绳时,金属管会发热,此过程通过 方式改变金属管的内能,将机械能能转化为 能;(2)当橡皮塞从管口飞出去时,管内气体的内能 ,使之温度降低,发生了 ,(填物态变化名称)出现白雾。【答案】 做功 内 减小 液化【详解】(1)[1][2]来回拉皮绳对金属管做功使其内能增加,金属管温度会升高,通过做功的方式改变物体的内能,将机械能转化为内能。(2)[3][4]当橡皮塞从管口飞出去时,气体膨胀对外做功,将乙醚气体的内能转化为橡皮塞的机械能。管内气体内能减小,温度降低,发生液化,出现白雾。
8.教学反思与改进物体的内能是比较抽象的物理概念,微观世界的知识,不像机械能那样直观。内能是指物体内部的能量,是和物体内部的分子有关的能量。物体的内能是所有分子无规则运动具有动能和分子势能的总和。物体内部的分子的能量越大,它的内能就越大,即内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和。 对初中来说来说,最重要的是培养他们对物理的兴趣。由于本节与现实生活联系紧密,我认为对于培养学生认识自然和热爱科学等方面的兴趣有较好的促进作用,在教学中尽量多安排一些体验性活动,让学生多认识一些生活中的内能现象,多积累一些感性经验,让学生体验到学习物理的美妙感觉,提高他们对物理的兴趣。还有,本接教学我要求定位在认内能现象上,不强调知识之间严格的逻辑关系,注重过程,淡化结果。我认为在物理教学中应多联系生活实际,以便更好地提高学生的兴趣,而这点是非常重要的,“兴趣才是最好的老师”。
作业设计
13.2内能课时作业(时间:20min)
【基础训练】
知识点1:内能
1.物体内所有分子的分子动能和分子 的总和叫做内能, 的冰块(选填“具有”或“没有”)内能。质量相同的100℃水蒸气和100℃水,温度 大,内能 大(后两空均选填“水蒸气”、“水”或“一样”)。
【答案】 势能 具有 一样 水蒸气
【详解】[1] 分子热运动具有分子动能,分子间存在相互作用力,凭借其相对位置而具有能叫分子势能,物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
[2] 任何物体都具有内能,故的冰块具有内能。
[3] 质量相同的100℃水蒸气和100℃水,温度都是100℃,温度一样大。
[4] 100℃水变成100℃水蒸气需要吸收热量,故质量相同的100℃水蒸气和100℃水,100℃水蒸气内能大。
2.甲、乙、丙为同种物质,已知甲的温度为10℃,乙的温度为0℃,丙的温度为-10℃。以下说法中正确的是( )
A.乙的内能为零
B.丙的内能有可能大于甲的内能
C.甲的内能最大
D.若甲和乙的内能相同,则它们之间不会发生热传递
【答案】B
【详解】A.一切物体在任何温度下都有内能,故乙的内能不为0,故A错误;
B.内能与物体的质量、状态、温度有关,则丙的内能有可能大于甲的内能,故B正确;
C.仅由温度大小无法判断物体内能大小,故C错误;
D.若甲和乙的内能相同,它们存在温差,会发生热传递,故D错误。
故选B。
知识点2:改变内能的方式
3.“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是(  )
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【答案】A
【详解】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物,这是通过热传递改变内能;
A.热水暖手,这是通过热传递改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上相同,故A符合题意;
BCD.钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴,这是通过做功改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上不相同,故BCD不符合题意。
故选A。
4.下列四个情景中,属于用热传递的方式改变物体内能的是(  )
A.用砂轮磨菜刀,菜刀温度升高 B.用打气筒打气时,筒壁温度升高
C.用锯条锯木头,锯条温度升高 D.在炉子上烧开水,水温升高
【答案】D
【详解】A.菜刀在砂轮上磨得发烫,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故A不符合题意;
B.用打气筒打气时,筒壁发热,是由于压缩气体做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故B不符合题意;
C.用锯条锯木头,锯条温度升高,是由于克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故C不符合题意;
D.在炉子上烧开水,利用火焰直接加热,使物体的温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能,故D符合题意。
故选D。
知识点3:温度、热量、内能的区别和联系
5.关于温度、热量和内能,下列判断正确的是(  )
A.温度越高的物体具有的内能越多
B.温度越高的物体含有的热量越多
C.热传递过程中,温度总是从高温物体向低温物体传递
D.热传递过程中,低温物体一定获得内能
【答案】D
【详解】A.物体具有的内能与质量、状态、温度等有关,则温度越高的物体具有的内能不一定越多,故A错误;
B.热量是过程量,不能说含有热量的多少,故B错误;
CD.热传递过程中,热量总是从高温物体向低温物体传递,则低温物体一定获得内能,故C错误,D正确。
故选D。
5.关于热量、内能的有关知识,下列描述正确的是(  )
A.物体含有热量越多,内能一定越大
B.物体吸收热量,温度不一定升高
C.物体内能增大,一定是吸收了热量
D.烧红的铁钉内能一定比冰山的大
【答案】B
【详解】A.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,故B正确;
C.物体的内能增加不一定是从外界吸收热量,比如:摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能,将机械能转化为内能,故C错误;
D.内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关,所以烧红的铁钉内能不一定比冰山的大,故D错误。
故选B。
【能力提升】
1.2024年4月22日,第六届景德镇一浮梁茶文化节在浮梁古县衙拉开序幕,台上老茶艺师进行炒茶表演,活动现场飘散阵阵茶香,“茶香袭人”是 现象;炒茶过程中茶叶温度升高,这是利用 的方式改变了茶叶的内能。
【答案】 扩散 热传递
【详解】[1]茶香四溢是分子在不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象。
[2]炒茶过程中,茶叶吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能的。
2.烟草燃烧所产生的烟雾中包含7000多种化合物,其中绝大多数都对人体有害。在公共场合吸烟会危害他人健康,这是因为分子在不停地做 。打火机打火时火石受钢轮摩擦升温,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式来改变物体的内能。
【答案】 无规则运动(或热运动) 做功
【详解】[1]在公共场合吸烟会危害他人健康,这是因为分子在不停地做无规则运动,烟雾扩散到空气中引起的,是扩散现象。
[2]打火机打火时,火石和钢轮摩擦产生热量,使火石内能增加,这是通过做功的方式来改变物体的内能的。
3.载人飞船返回舱在返回降落过程中高速进入地球大气层,返回舱表面因摩擦温度升高,此过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式使返回舱表面的内能 。返回舱降至一定高度后,打开降落伞进一步减速,此过程动能 (后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 做功 增大 减小
【详解】[1][2]返回舱进入大气层后的降落过程中,舱体表面与气体分子剧烈摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增加,温度上升,这是通过做功的方式改变了舱体表面的内能。
[3]返回舱降至一定高度后,打开降落伞进一步减速,此过程中返回舱的质量不变,速度变小,动能减小。
4.中国深地科探井钻探深度突破万米,钻头钻探过程中内能增大,下列事例中内能改变方式与之相同的是(  )
A.炙手可热 B.钻木取火
C.围炉烤火 D.抱团取暖
【答案】B
【详解】钻头钻探过程中需要克服摩擦做功,内能增大,是通过做功改变内能。
ACD.炙手可热、围炉烤火、抱团取暖都是通过吸收热量达到升温的目的,是通过热传递改变内能,故ACD不符合题意;
B.钻木取火时克服摩擦做功,内能增大,是通过做功改变内能,故B符合题意。
故选B。
5.如图是小明在家做的色香味美的蛋炒饭,下列说法正确的是(  )
A.炒鸡蛋时能看见白色油烟,说明分子在做无规则运动
B.炒饭时是通过热传递的方式增加饭的内能
C.刚炒熟的蛋炒饭冒“白气”是因为它含有的热量多
D.蛋炒饭放凉后,蛋炒饭内部的分子热运动停止
【答案】B
【详解】A.油烟不是分子,炒鸡蛋时会产生油烟,这是油烟的机械运动,不能说明分子在做无规则运动,故A错误;
B.炒饭时炒饭吸收热量温度升高,内能增大,主要是通过热传递的方式改变物体的内能,故B正确;
C.刚炒熟的蛋炒饭冒“白气”是水蒸气液化形成的,热量是过程量,不能说含有热量,故C错误;
D.分子在不停地做无规则运动,蛋炒饭放凉后,温度降低,分子热运动速度变慢,故D错误。
故选B。
6.自热小火锅深受大众欢迎,将自热小火锅中的发热包放到水中,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是(  )
A.发热包将温度传递给盒中的水
B.被加热的食物吸收热量后自身所含热量增大
C.食物温度升高的过程伴随着内能的转移
D.当加热包和水的温度相同时,它们的内能一定相等
【答案】C
【详解】A.热量是热传递过程中传递内能的多少,是过程量,是从高温物体传向低温物体或从高温部分传向低温部分。发热包将热量传递给盒中的水,故A错误;
B.热量是过程量,不能说所含热量,故B错误;
C.内能与物体的温度、质量、状态等有关。食物温度升高的过程伴随着内能的转移,故C正确;
D.内能与物体的温度、质量、状态等有关,只知道温度高低,不能判断内能的大小,故D错误。
故选C。
7.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是(  )
A.分子既有动能又有势能,一个分子的动能与势能之和称为内能
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.在热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体
D.物体的内能增加,一定是从外界吸收热量
【答案】C
【详解】A.分子既有动能又有势能,但是内能是构成物体的所有分子的动能和分子势能的总和,而不是一个分子的动能和势能,故A错误;
B.不能说含有热量,可以说含有内能,但内能大小与温度和质量等有关,所以无法比较60℃的水与30℃的水的内能大小,故B错误;
C.热传递的条件是:存在温度差;热传递的方向是:热量从高温物体传递给低温物体,故C正确;
D.改变物体内能的方式有做功和热传递;所以物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故D错误。
故选C。
8.下列说法正确的是(  )
A.热量也有可能自发地从内能小的物体向内能大的物体转移
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能也不变
C.铝块的内能增加,它一定吸收了热量
D.温度低的物体内能小
【答案】A
【详解】A.热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,但可能从内能小的物体向内能大的物体传递,如外界对内能小的物体做功,则内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体,故A正确;
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,但需要吸热,所以内能增加,故B错误;
C.铝块的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对铝块做了功,故C错误;
D.内能的大小与物体的质量、温度有关,因此温度低的物体不一定比温度高的物体内能小,故D错误。
故选A。
9.如图所示,为晶体熔化时的分子运动模型,结合相关知识,判断下列说法不正确的是(  )
A.晶体刚被加热时,其分子运动更加剧烈 B.晶体熔化中,吸热用于减少分子间束缚
C.晶体熔化时,其温度保持不变 D.晶体熔化时,其内能保持不变
【答案】D
【详解】A.晶体刚被加热时,温度升高,其分子运动更加剧烈,故A正确,不符合题意;
B.晶体熔化中,吸热用于减少分子间束缚,让分子运动更加剧烈,故B正确,不符合题意;
C.晶体熔化时,吸收热量,其温度保持不变,故C正确,不符合题意;
D.物体吸收热量时内能增加,晶体熔化时,吸热但温度不变,内能增加,故D错误,符合题意。
故选D。
10.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃活塞筒里放入一小团处理过的棉花,把活塞迅速压下可使棉花燃烧。
(1)棉花燃烧是因为压缩气体做功,机械能转化为 能,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),达到棉花的燃点,棉花燃烧起来了;
(2)由此得出结论对物体做功,物体内能 (选填“增加”“减小”或“不变”);
(3)小红发现用打气筒打气时同上述过程相似,打气时筒壁温度会升高,且筒底温度更高,那你认为筒底温度更高的主要原因是
A.打气时活塞与筒壁之间摩擦生热 B.打气时活塞压缩气体做功
【答案】 内 升高 增加 B
【详解】(1)[1][2]活塞迅速向下压时,活塞压缩气体做功,空气内能增加,温度升高,达到棉花的燃烧点,棉花就会燃烧,该过程将机械能转化为内能。
(2)[3]由此可知,对物体做功,将机械能转化为内能时,内能增加。
(3)[4]用打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现筒壁温度会升高,且筒底温度更高,这是因为用打气筒打气时,压缩筒内空气做功,使筒内下部的空气内能增大、温度升高,这样使打气筒下部筒壁的温度较高,故应该选B。
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