人教版九年级物理 第十三章内能第3节内能（教学设计）

人教版九年级物理 第十三章内能
第3节 内能（教学设计）
【课题】第3节 内能
【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.知道影响内能大小的因素，理解内能与机械能的区别。
3.知道热传递可以改变物体的内能。。
4.知道做功可以改变物体的内能，能举出使物体内能增加或减少的一些实例。
【学习重点】内能概念的建立，改变物体内能的两种途径。
【学习难点】1.用类比的方法建立内能的概念。
2.温度、内能、热量概念的辨析。
【教学器材】教材图13.3-5所示演示实验装置一套
【新课导入】
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
【新课学习】知识点一 内能
采用类比的方法建立分子动能、分子势能和物体内能的概念。
引导学生分析归纳：运动的物体具有动能，分子永不停息地做无规则运动，所以分子也具有动能；分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能。
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，叫作物体的内能。
内能的单位是焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳（J）。
一切物体都有内能。
播放视频 影响内能大小的因素
2.影响物体内能大小的因素：物质种类、物体质量、温度、体积和所处的物态。
在物质种类、物体质量和物态一定时，物体的内能大小由物体的温度决定。
3.内能和机械能的区别
【例题1】张老师在火车站乘电梯时随自动扶梯匀速上行，他所携带的背包的重力势能增大，背包的内能是否也增大 为什么 他在高速列车中将书放在小桌板上，列车启动后的一段时间内车速越来越快，书的动能增大，它的内能是否也增大 为什么
【解答】物体的内能大小由物体的温度、质量、物态等决定，跟物体所处的位置、物体的运动速度无关。背包的内能不增大,因为内能大小与物体位置无关; 书的内能不增大,因为内能大小与物体的机械运动情况无关。
【例题2】(2025年上海中考题）江水滚滚向前流，说明江水有________能，0℃的水________(选填”具有”或“不具有”) 能，无风时能闻到花香，说明分子在做____________运动.
【答案】机械 具有 无规则
【解析】江水滚滚向前流，江水从高处向低处流动，既具有动能，也具有重力势能，江水具有机械能；一切物体在任何状态下都具有内能。0℃的水具有内能；无风时能闻到花香，这是物质扩散现象说明分子在做无规则运动。
知识点二 热传递和内能的改变
1.物体内能改变的表现：温度变化或物态不变。
引导学生分析生活现象：
①把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热。
②冬天，用热水袋取暖，人体逐渐感到暖和，热水袋慢慢凉下来。
③ 发烧时用冷毛巾给头部降温，过一段时间后，毛巾温度升高，体温降低。
归纳：内能从温度高的物体传递到温度低的物体或从物体的高温部分传递到低温部分的过程（现象）热传递。
2.热传递可以改变物体的内能。
物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。热量是热传递过程中物体内能改变多少的量度。 Q吸=ΔE内能 ，Q放=ΔE内能
热传递改变物体内能的本质： 内能从温度高的物体转移到温度低的物体上。
热传递传递的是内能，不是温度。
知识点三 做功和内能的改变
问题：除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能
引导学生分析生活现象：
①冬天搓手取暖；②滑滑梯时感觉臀部发热；③ 钻木取火。
摩擦可以生热——摩擦生热
克服摩擦力对物体做功，消耗的机械能转化为物体的内能，使物体的内能增加（温度升高或物态发生变化）
1.做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能会增加。
【演示1】做功改变空气的内能
播放视频 空气被压缩时内能增加
实验现象：棉花燃烧
活塞压缩物（气）体体积对物（气）体做功，消耗的机械能转化为物（气）体的内能，使物（气）体的内能增加（温度升高或物态发生变化）。
归纳得出结论：对物体做功，物体的内能会增加。（做功可以改变物体的内能）
对物体做（机械）功改变物体内能的本质：机械能转化为内能。
【演示2】做功改变空气的内能
播放视频 空气推动瓶塞时内能减少
实验现象：瓶塞跳起，瓶口出现雾。
气体膨胀对其他物体（外）做功，气体的一部分内能转化为其他物体的机械能，使气体的内能减少（温度降低或物态发生变化）
2.做功可以改变物体的内能。物体对外做功，物体的内能会减少。
物体对外做功改变物体内能的本质：内能转化为机械能。
总结：做功可以改变物体的内能。用做功的方法改变物体的内能，实质是不同形式能量之间的转化。
引导学生辨析温度、内能、热量三个物理量之间的关系。
播放视频 温度、内能、热量的区别和联系
【总结】
（1）、温度、内能、热量的区别
1.热量是过程量；温度、内能是状态量
2.单位区别：温度的单位是摄氏度；内能和热量的单位是焦耳。
3.表述区别①温度只能说“是、降低、升高”；②热量只能说“吸收、放出”③内能只能说“有、具有、改变”。
（2）温度、内能、热量的联系：
热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变。
【例题2】在以下过程中，小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小 机械能是在增大还是在减小
（1）小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高.
（2）火箭在从地面向上发射的过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。
（3）于弹击中一块木板，子弹温度升高。
【解答】（1）小孩的臀部温度升高，内能增大；高度减小,机械能减小。
（2）火箭箭体的温度升高，内能增大;发射过程高度增大，速度也增大，机械能增大。
（3）子弹的温度升高，内能增大;速度减小，机械能减小。
【例题3】请说明“烤火取暖”和“钻木取火”分别通过什么方式改变物体的内能。
【解答】“烤火取暖”是通过热传递的方式改变物体的内能的；
“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能的。
【例题4】把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化，并解释发生这种变化的原因。(操作时要注意安全！)
【解答】摩擦后图钉变热（温度升高）；
图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，克服图钉钉帽和硬纸板之间的摩擦力对图钉钉帽和硬纸板做功，将消耗的机械能转化为图钉钉帽和硬纸板的内能，使图钉钉帽和硬纸板的内能增加，温度升高（发热）。
【课时知识总结】
【课堂练习】
1.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，温度一定升高，内能一定增加
D.水放出热量凝固成冰过程中，温度不变，内能减小
【答案】D
【解析】A.影响物体内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和物态等。只凭温度高低，无法比较内能的大小；
B.一杯水和一桶水，质量不等，温度未知，无法比较内能大小；
C.晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变；
D.水凝固成冰的过程中，放出热量，内能减小，温度不变。
2.母亲节，小明为妈妈煮了一锅热气腾腾的面条，下列分析正确的是【 】
A.面条入锅后温度升高，内能不变
B.煮面条时，主要通过热传递的方式改变了面条的内能
C.闻到了面条的香味，表明扩散只在气体中发生
D.面条没有粘到一起，表明分子间有斥力
【答案】B
【解析】A.面条入锅后吸收热量，内能增加，温度升高；
B.煮面条是通过热传递的方式改变面条内能的；
C.闻到了面条的香味，是物质扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，不能表明扩散只在气体中发生；
D.面条没有粘到一起，是因为分子之间的间距较大，分子间的引力较小，不足以使面条粘到一起，不能表明分子间有斥力。
3.如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，下列说法正确的是【 】
A.甲图，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B.乙图，人搓手发热说明物体对外界做功，内能增大
C.丙图钻木取火过程是通过做功将机械能转化为内能
D.丁图水蒸气将塞子冲出过程中，水蒸气通过做功方式使自己内能增大
甲 乙 丙 丁
【答案】C
【解析】热传递和做功的方式都可以改变物体的内能。甲、乙、丙都是摩擦生热现象，克服摩擦对物体做功，将消耗的机械能转化为内能，使物体的内能增加，温度升高。丁中，试管中水面上方的水蒸气膨胀推动管塞做功，将水蒸气的一部分内能转化为管塞的机械能，使水蒸气的内能减少。
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4题