第2节 内能
教学目标
1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。
3.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
4.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
教学重点
内能概念的建立、改变物体内能的方法
教学难点
正确理解内能的概念
教学过程
第1课时
一、引入课题
复习提问：1.分子动理论的基本内容是什么？2.能是什么？什么是动能、势能？大小跟什么因素有关？
教师：今天，我们要学习一种新形式的能——内能。
二、新课讲授
1．什么是内能？
演示①：小球在桌面上滚动。问：小球具有什么能？
演示②：在试管里装入一些热水，用橡皮塞塞住，放在酒精灯上加热，使水沸腾，水蒸气膨胀做功冲开塞子。
问：水蒸气对橡皮塞有没有做功？水蒸气是否具有能？
生：做了功，具有能。
问：水蒸气是由什么组成的？有何特点？具有什么能？
生：水蒸气是由大量水分子组成的，这些水分子永不停息地做着无规则的运动，因此具有动能。
演示③：高举起小球。
问：小球与地球相互吸引具有什么能？分子间有什么力？（有相互作用的引力和斥力）启发学生得出结论：由于分子间存在相互作用的引力，因此分子间也具有的分子势能。
结论：物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和，叫物体的内能。
强调：物体的内能是指物体内所有分子具有的能量，而不是指单个分子具有的能量。
说明：因分子势能跟分子间的相互作用关系复杂，初中阶段暂不考虑它的变化，而只考虑分子动能对内能的影响。
2．内能跟温度的关系
启发：猜想是研究物理学的一种科学方法。观察盛有等量热水和冷水的两烧杯。（后面衬以白纸，以便同学们观察比较）问：看到什么现象？现象说明什么？
学生分析：温度高→扩散快→分子运动快→分子动能大→内能大；温度低→扩散慢→分子运动慢→分子动能小→内能小。
小结：物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
教师：可见内能随温度的变化而变化，因此内能改变与否关键看温度，那么如何改变内能呢？
3．改变内能的方式
出示一根火柴，问：如何让上面的火药燃着？
学生甲：和高温物体接触，如与火炉中的炭、烧红的金属块等接触。
学生乙：放在煤油灯罩的上方。
学生丙：太阳光下放凸透镜或凹面镜的焦点处。
学生丁：在火柴盒上擦划。
学生戊：用纸包着，放在石头上用铁锤砸……
教师分析：火药能被点燃，说明温度升高、内能增加，达到了燃点。甲、乙、丙三种情况其实分别是用了热传递中的传导、对流、辐射使火药的温度升高、内能增加的。在这个过程中内能从温度高的物体转移给温度低的物体。
教师举例：在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE，热量的单位是焦耳。
结论：用热传递的方式可以改变物体的内能，其实质是一个物体的内能转移给另一个物体，能量的形式没变。
教师：显然，除了热传递，还有别的方式可以改变物体的内能。
演示④：火柴在火柴盒上擦划、燃着。（纸包着，放在石头上用铁锤砸，可在课后做，但要强调注意安全！1～2根即可。）
演示⑤：在“空气压缩引火仪”的厚管中，放入绿豆大小的硝化棉，用力把活塞迅速压下去，则可见其猛烈燃烧，发出明亮的光。
师生分析：压缩空气→对空气做功→空气内能增加→温度升高→达到硝化棉的燃点燃烧。在这个过程中，人消耗机械能，使空气内能增加，即机械能转化为内能。
结论：做功也可以改变内能，其实质是内能和机械能之间转化，能量的形式发生了变化。
学生实验：①两手合在一起用力搓，说出感觉。②出示一钢锯条，让甲同学摸一下说出感觉，然后请乙同学持锯条在木块上来回急速地摩擦20次，再让甲同学摸一下，说出感觉。
启发归纳：外界对物体做功，物体内能增加。
演示⑥：空气推动塞子时，内能减少。
引导学生分析塞子跳起时的现象及产生现象的原因：由于空气膨胀对塞子做功，空气本身的内能减少，温度降低，使瓶子中的水蒸气液化成小水滴，所以产生雾。
归纳：物体对外界做功，内能减少。
思考：出示钢锯条，问：如果只知道这根钢锯条温度升高了，而没有看到内能改变的过程，能否判断是通过做功还是通过热传递的方式使它的内能增加的？
教师分析点拔：如果不看改变内能的过程，我们无法判断到底是通过什么方式使锯条的内能增加的，从这个意义上说：做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
三、课堂小结
同学们，你本节课都学会了什么？请同学们思考一下。然后请一个学生总结，大家认真听，最后老师补充。
四、反馈练习
1.有关内能大小的说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰全部熔化成0℃的水，内能增大。
B. 0℃的冰内能为0。
C. 20ml的水的内能比200ml水的内能小。
D. 高温物体一定比低温物体内能大。
2.以下说法正确的是（ ）
A. 物体分子总是在做无规则运动，所以分子具有动能。
B. 当物体被举高时，其分子势能随之增加。
C. 当物体运动速度增大时，其分子动能随之增加。
D. 0℃以下时，物体分子既不具有动能也不具有势能。
3.下面有关内能和机械能说法正确的是（ ）
A. 物体具有内能时，就一定具有机械能。
B. 物体具有机械能时，同时也具有内能。
C. 物体不具有机械能时，也不具有内能。
D. 以上说法都正确。
4.在下面的四幅图画中通过做功来改变物体内能的是（ ）
A．阳光照射企鹅变暖。 B.用炉子烧水水温升高。
C．钻木取火。 D.铁锅热得烫手。
5. 在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些，请你用不同的物理知识，写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由。
方法一： ；
理由： 。
方法二： ；
理由： 。
6.关于温度、热传递和热量的说法正确的是（ ）
A．温度高的物体具有的热量多。
B．热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体。
C．温度低的物体含有的热量少。
D．热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体。
答案：1. A 2. A 3. B 4. C 5.火炉旁取暖 热传递可以增加人身体的内能 跑步使人暖和 做功可以增加人身体的内能 6. B
五、板书设计
13.2 内能
1.内能的定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和，叫物体的内能。
2.内能与温度的关系：物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
3.改变内能的方式：做功的实质是内能与机械能之间的相互转化；热传递的实质是内能从高温物体传到低温物体上。
第2课时（习题课）
一、复习提问
1. 什么叫做内能？与机械能有什么区别？
2. 内能与物体的温度有什么关系？
3. 改变物体内能的方式有哪些？从能量转化和转移的角度说出它们的实质。
二、例题解析
学生先自主完成下列例题。
例1. 分别指出下列几句话中“热”的含义（ ）
A．今天的天气真热。
B．物体吸热，温度升高。
C．用打气筒给自行车打气，气筒壁热了。
例2. 下列说法中不正确的是（ ）
A．温度为0℃的物体没有内能。
B．温度高的物体内能一定多。
C．物体的内能增加，它的温度一定升高。
例3.在0℃的房间内，放在地面上的铅球（ ）
A．具有机械能 B．没有机械能
C．具有内能 D．没有内能
例4.一个物体温度升高，则（ ）
A．它含有的热量增加。 B．它一吸收了热量。
C．一定对物体做了功。 D．它的内能增加。
例5.下列事例中，不属于通过热传递改变物体内能的是（ ）
A．用酒精灯加热杯里的水。
B．人晒太阳觉得暖和。
C．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手。
D．用打气筒打气，筒壁会发热。
例6.以下所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是（ ）
A．将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热。
B．放在空气中的一杯热水会冷却。
C．在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热。
学生完成后相互讨论5分钟，根据学生的情况进行分析与解答：
例1分析：今天天气真热的“热”，是表示物体的冷热程度的，说明气温高，指温度；物体吸热，温度升高，表示低温物体吸收热量，温度升高，这个“热”指的是热量；C项说的气筒壁热了的“热”，是由于打气时，压缩气体做功，机械能转化为热能。因此这个“热”表示的是热能。
解答：A中的“热”指温度；B中的“热”指热量；C中的“热”指热能。
日常生活中说的“热”，含义是广泛的。单从热学角度来理解，有的“热”表示物体的温度高低；有的“热”表示物体的内能；有的“热”又是表示在热传递过程中吸收或放出热的多少，即热量。因此，要注意区分。
例2分析：由于组成物质的分子永不停息地做无规则热运动，因此一切物体都有内能，即使在0℃，物体的分子仍在运动，且分子间仍有相互作用力，它们之间仍有动能和势能，也即仍有内能。A错。
内能的多少并不能简单地由温度高低来判断，必须同时考虑到物体所含的分子数以及分子间的势能等。某一物体虽然温度较低，但如果分子数多，内能也可以较大，某一物体温度虽高，但如果分子数少，内能也不一定大。B错。
物体的温度升高，分子运动速度加快，分子的动能增加，因此物体的内能也增加，但不等于说物体的内能增加，它的温度一定升高。因为内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，若分子势能增加了，即使物体的温度不升高，分子动能不增加，物体的内能仍能随分子势能的增加而增加，例如，冰在熔点熔化或同温度的水，温度保持不变，但内能增加。故C也错。
解答：A，B，C。
例3分析：机械能与物体的机械运动的情况有关，物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能。如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，又没有弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体就没有机械能，一切物体不论它的温度高低如何，都具有内能。
解答：C。
例4分析：热量是表示在热传递的过程中，传递能量的多少，因此不能说物体“含有热量”，A错。一个物体温度升高，它的分子运动一定加快，内能增加，D正确。改变物体内能的方法有两种，做功和热传递，两种方法对改变物体的内能是等效的，因此不能肯定是做功或热传递。B、C也错。
解答：D。
例5分析：改变物体的内能有做功和热传递两种方式。A、B、C三项都是通过热传递将一个物体的内能转移到另一物体内。D中，打气筒打气时，压缩气体做功和克服摩擦做功，把机械能转化成内能，不属于通过热传递改变物体的内能。
解答：D。
例6分析：不论物体是发热或是冷却，物体的温度都发生了变化，都是内能的改变，弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功，所以都是通过做功改变物体热能，热水放在空气中，通过热辐射以及对流等方式向外传递了热能，而使自身的热能减少，温度下降，它是通过热传递方式改变内能的，所以应选B。
解答：B。
三、反馈练习
1．物体的内能是物体内部所有分子热运动的_______与_______的总和。
2．在热传递过程中，传递_______的多少叫做热量，热量单位是_______；热传递可以改变物体的_______，物体吸收热量，_______能增加。
3．在高空飞行的子弹具有_______能、_______能，同时还具有_______能，子弹落地后，这三种能不为零的是_______能。
4．物体内大量分子做无规则运动的激烈程度跟_____有关，当物体的温度升高时，它的内能_______；温度降低时，内能_______。
5．当物体对外做功时，它的内能_______，温度_______；当外界对物体做功时，物体的内能_______，温度_______.给自行车打气，筒壁会发热，这是压缩筒内的空气_______，使空气的_______增加，温度升高的缘故。
6．物体的内能是指（ ）
A．物体中个别分子所具有的能。
B．物体做机械运动所具有的能。
C．物体内部大量分子做无规则运动所具有的能。
D．物体做机械运动和热运动的能的总和。
7．甲物体的温度比乙物体的温度高，则（ ）
A．甲的内能比乙大。
B．甲物体中分子的无规则运动比乙剧烈。
C．甲物体的机械能比乙物体的大。
D．甲物体的分子动能的总和比乙大。
8．关于物体的内能，下列说法不正确的是（ ）
A．炽热的铁水有内能。
B．抛在空中的篮球具有内能。
C．物体的温度升高时，内能增加。
D．水结成冰后，就不再有内能。
9．下列现象中，利用做功使物体内能增加的是（ ）
A．铁块放在炉火中烧红了。
B．烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来。
C．木工用锯锯木条时，锯条发烫。
D．冬天，人们在太阳光下取暖。
10．两个物体之间发生热传递，当热传递停止时（ ）
A．两个物体内能相等。
B．两个物体温度相等。
C．两个物体热量相等。
D．以上说法都不正确。
11．用锉刀锉铁块时，过一会儿锉刀和铁块的温度都会升高，这是为什么？
12．放在热汤中的铁勺，勺把儿并没有在汤中，过一会儿也很烫手，这是为什么？
答案：
1．动能 分子势能
2．内能 焦耳 内能 内
3．动 重力势 内 内
4．温度 增大 减少
5．减少 降低 增大 升高 做功 内能
6．C 7．B 8．D 9．C 10．B
11.用锉刀锉铁块，克服摩擦做功，机械能转化为锉刀和铁块的内能，锉刀和铁块的内能都增加，温度都会升高。
12.这是热传递的结果，勺头在热汤中，它的温度高，内能沿着勺子从勺头传递到勺把上，使勺把的内能增大，温度升高。
课件18张PPT。导入新课1.分子动理论的基本内容是什么？
2.能是什么？什么是动能、势能？大小跟什么因素有关？
今天，我们要学习一种新形式的能——内能。第2节 内能 教学目标
1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。
3.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
4.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。重点
内能概念的建立、改变物体内能的方法
难点
正确理解内能的概念想想议议 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？内 能 我们知道，运动的物体具有动能，运动的分子也同样具有动能（下图）。运动着的足球具有动能，运动着的分子也具有动能。 构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。除此之外，由于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，这种势能叫做分子势能（下图）。弹簧形变时具有势能，互相吸引或排斥的分子也具有势能。 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（internal energy）。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。
飞在空中的足球，离开地面，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。物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加。铁水很热，冰块很冷，但它们都具有内能。物体内能的改变 如果把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热，这是因为在此过程中发生了热传递。发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。热传递可以改变物体的内能。
在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量（quantity of heat），热量的单位也是焦耳。物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
冬天用热水袋取暖，人体逐渐感觉暖和，热水袋慢慢凉下来；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。这些都是热传递改变物体内能的例子。 除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？结合下图 思考、讨论。为什么冬天人们常搓手？下滑时有什么感觉？你有过这些体验吗？这是为什么？ 上图所示的情形说明摩擦可以产生热，这部分内能是哪里来的呢？是物体克服摩擦力做功而来的。演示 1. 如图 甲， 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. 如图乙， 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（或玻璃瓶）内空气的内能？甲 空气被压缩时内能增大乙 空气推动塞子时，内能减少。做功改变物体的内能 图甲，棉花燃烧起来，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。图乙，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。
由此可见，做功也可以改变物体的内能。冰雪融化动手动脑学物理 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）子弹击中一块木板，温度升高。参考答案 （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，因此机械能在减少，内能在增大。
（2）火箭在加速上升的过程中，由于高度和速度增大，因此箭体的机械能在增大；由于温度升高，因此内能在增大。
（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。谢谢！
