12.1　认识内能(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理九年级上册同步学案
第十二章　内能与热机
12.1　认识内能
要 点 讲 解
要点一　内能
1. 定义：在物理学中，把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2. 类比法理解内能和机械能
3. 影响内能的因素：
(1)温度：同一物体温度越高，内能越大。
(2)质量：温度与状态相同的同种物质组成的物体，质量大的，内能大。
(3)体积：质量、温度、状态相同的物体，体积不同，内能不同。
(4)状态：同一物体在温度相同时，状态不同，内能不同。
(5)种类：不同物质的分子大小、结构不同，分子间作用力也不同，在其他因素相同时内能不同。
4. 内能与温度的关系：当物体的温度升高时，物体的内能增大，这里温度是通过影响分子的动能来间接的影响内能；当一个物体的内能增大时，物体的温度不一定升高，例如当晶体熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变。
经典例题1　关于物体的内能，下列说法正确的是(　　　)
A. 物体温度升高，它的内能一定会增加
B. 一杯水放在高处比放在低处具有的内能大
C. 温度为0℃的物体没有内能
D. 温度相等的1kg水和100g水内能相同
解析：物体的内能与温度有关，温度越高内能越大，故A正确；物体内能的大小取决于它的温度、体积、质量、状态和物质的种类等，而与物体的位置高低无关，故B错误；物体的内能是由于物体内部大量分子无规则运动而产生的能量，物体在任何温度下都有内能，故C错误；水的内能不仅与温度有关，还和水的质量等有关，故温度相等的1kg水和100g水的内能不同，故D错误。
答案：A
要点二　改变内能的两种方式
1. 改变物体内能的两种方式：即做功和热传递，它们在改变物体内能上“等效”。
2. 做功和物体内能的改变：
(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；物体对外界做功，物体的内能会减少。
(2)做功改变内能的量度：做功的多少。
(3)做功改变物体内能的方式：压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体、体积膨胀等。
(4)做功改变内能的实质：做功改变物体内能的实质是能量的转化过程，是内能与其他形式的能量之间发生相互转化的过程，能量的形式发生改变。
外界对物体做功，物体内能的增加取决于做功的方式，指的是压缩、摩擦、锻打、弯折等这些方式；物体对外界做功，物体的内能减少，特指的是气体的体积膨胀做功这种方式。
3. 热传递和物体内能的改变：
(1)热传递改变物体的内能：就是一个物体的一部分内能转移到另—个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移到低温部分。
(2)热传递改变内能的量度：内能转移的多少。
(3)热传递改变物体内能的方式：传导、对流、辐射。　
(4)热传递改变物体内能的实质：能量的转移过程，能量的形式不发生改变。
热传递时由于物体之间存在着温度差，故内能从高温物体传递到低温物体，此时高温物体的内能减少，低温物体的内能增加，最后持续到物体的温度相同为止。热传递的最终结果是两个物体的温度保持相同，而不是内能保持相等。
经典例题2　在如图所示的实例中，通过热传递改变物体内能的是(　　　)

A. 发烧用冷毛巾给头部降温 B. 冬天搓手取暖

C. 由滑梯上滑下时臀部发热 D. 钻木取火
解析：搓手取暖、从滑梯上滑下时臀部发热、钻木取火都是利用做功的方式来改变物体的内能的，B、C、D错误；发烧用冷毛巾给头部降温是通过热传递改变物体内能的，A正确。
答案：A
易错易混警示　对内能和机械能的理解
经典例题3　关于内能和机械能，下列说法正确的是(　　　)
A. 一个物体的机械能为零，则内能一定为零
B. 一个物体可能没有内能，但一定有机械能
C. 一个物体可能没有机械能，但一定有内能
D. 一个物体的机械能增加时，内能一定减小
解析：机械能存在的条件：一是物体必须运动才能具有动能，二是物体必须被举高或发生弹性形变才具有重力势能或弹性势能；内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和，由于一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，因此一切物体在任何情况下、任何状态下都具有内能。故C选项正确。
答案：C
当 堂 检 测
1. 关于物体的内能，下列说法正确的是(　　)
A. 物体具有内能，也可以同时具有机械能 B. 内能和机械能是同一种形式的能
C. 具有机械能的物体不一定具有内能 D. 物体运动得越快，举得越高，内能越大
2. 下列事例中，通过做功的途径改变物体内能的是(　　)
A. 把饮料放入冰箱，饮料温度会降低 B. 把酒精涂在手上，手会感觉到冰凉
C. 在太阳光的照射下，路面温度升高 D. 给自行车打气，打气筒壁会发热
3. 微波炉是现代家庭中的烹饪工具。微波炉产生的微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，使食品的内能 ，温度 ，达到加热食品的目的。
4. 科学家从理论上推导，世界的最低温度－273.15oC，这是极限温度—绝对零度。现在，科学家已经制造出了仅比绝对零度高出十亿分之一摄氏度的低温。请利用你学习的物理知识回答：在科学家制造的这个低温环境里，有一块与环境温度相同的铁块，它 (选填“有”或“没有”)内能，原因是 (写出一条即可)。
5. 下面四幅图中，属于热传递改变物体内能的是 ，属于做功改变物体内能的是 。
甲：双手相互搓，使手变暖和 乙：打铁时将烧红打制的铁器放入水中“淬火”
丙：用热水袋取暖 丁：铁丝反复弯折处会发热
6. 明明和亮亮用打气筒给自行车胎打气。打完后发现气筒壁发烫，明明认为这主要是由于打气筒内的活塞不断压缩空气造成的，而亮亮则认为这主要是由于打气筒内的活塞不断和筒壁摩擦造成的。请你设计一个简单的实验方案，来验证他俩谁的理由是对的。
(1)具体操作：　 　。
(2)根据 的现象，可判断他俩的对错。
当堂检测参考答案
1. A 2. D
3. 增大 升高
4. 有 任何物体在任何情况下都具有内能
5. 乙、丙 甲、丁
6. (1)将打气嘴对着空中，再打几下气后摸气筒壁(或将打气筒的活塞涂润滑油后再给另一辆自行车胎