12.1　认识内能 教案

第十二章　内能与热机
12．1　认识内能
1．了解内能的概念，知道内能的单位是焦耳。
2．能简单描述内能与温度的关系。
3．知道对于同一个物体，温度越高，内能越多；温度越低，内能越少。
4．知道做功和热传递可以改变物体的内能。
重点：改变内能的方法。
难点：内能概念。
装有适量冷、热水的烧杯各一只、铁丝一段、空气压缩引火仪、酒精灯、锤子、铁砧、砂纸等。
一、新课引入
装着开水的热水瓶，有时瓶塞会被弹出来。推动瓶塞的能量来自哪里？
二、新课教学
探究点一：内能
想一想：“长征七号”火箭和生活中的汽车、火车、轮船、飞机等交通工具利用燃料燃烧释放的内能提供能量，什么是内能？
议一议：如图所示，运动的汽车、足球由于运动具有动能，被压缩的弹簧各部分相斥具有弹性势能，上下跳跃的人和地球相互吸引具有重力势能，分子是否也具有动能和势能呢？
说一说：分子具有质量，分子又在不停地无规则运动，因此分子具有__动能__。分子之间相互吸引、相互排斥，具有一定的作用力，因此分子具有__势能__。
填一填：物体的动能和势能统称为机械能。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__。内能的单位和功的单位一样，也是__J__。
议一议：铁水和冰块的温度不同，它们都具有内能吗？
下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。
①一块铁温度由15℃升高到55℃，比较内能；
②质量是1kg，50℃的铁块与质量是0.1kg、50℃的铁块，比较内能；
③质量是1kg、100℃的水与质量是1kg，100℃的水蒸气，比较内能。
点拨：①一切物体都有内能，内能大小不仅和物体温度有关，还和质量、物态、体积等因素有关；②机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。物体的机械能可能是零，但物体的内能一定不为零。
探究点二　改变内能的两种方式
议一议：如何判断物体内能是否发生了变化？
活动1：用做功的方式改变物体的内能。
做一做：1.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。现象：棉花燃起来了。原因：被压缩的空气温度升高，达到乙醚的着火点，使棉花燃烧起来。
2．将手中的铁丝同一位置快速地弯折，手对铁丝做了功，铁丝的内能增大，温度升高。
3．如图所示，在大口玻璃瓶内盛一些水。给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，观察瓶口的变化。现象：瓶口出现“白气”。原因：水蒸气对瓶塞做功，内能减少，温度降低，发生液化现象形成“白气”。
举例：①刚刚打开的啤酒瓶，瓶口会冒“白烟”；
②用塞子塞紧保温瓶，常发生“蹦塞”现象。
点拨：外界对物体做功，物体内能增大，实质上是机械能转化为内能；物体对外做功，物体内能减小，实质是内能转化为机械能。
活动2：用热传递的方法改变物体的内能。
读一读：阅读课本P23～24活动1和活动2图文内容。
议一议：(1)发生热传递的条件是什么？
(2)热传递有哪几种方式？
(3)热传递的方向怎样？
(4)热传递改变内能的实质是什么？
(5)教材图12－5所示的三种情况各是通过哪种方式改变物体内能的？
点拨：(1)发生热传递的条件是两物体或同一物体的不同部分之间存在着温度差。
(2)热传递有传导、对流、辐射三种方式。
(3)热传递的方向是热从高温物体传到低温物体，或由物体的高温部分传到低温部分。
(4)用热传递来改变物体内能的实质是一个物体的一部分内能转移给另一个物体，或者内能从同一物体的高温部分转移到低温部分，实际上是内能的转移。
(5)改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。
想一想：如果只知道铁丝的温度升高了，而没有看到改变内能的方式和过程，你能判断是通过哪一种方式使铁丝温度升高的吗？这说明了什么？
答：我们将无法判断用的是哪种方式。这说明做功和热传递对于改变物体的内能是等效的。
练一练：1.在市政建设施工中，我们经常看见工人用切割机切割水泥路面，切割机在施工时要不断地向锯片上浇水，否则锯片会很快损坏，这是由于锯片在切割路面时不断__克服摩擦做功__，使锯片的内能增加，温度升高。向锯片浇水，是通过__热传递__让水吸收锯片的热量，使其内能减少，温度降低。
2．过春节时，同学们总喜欢燃放鞭炮。其中有一种鞭炮，不需用火去点燃，只要稍用力将它抛向地面，鞭炮就可以爆响。鞭炮与地面发生碰撞时，通过__做功__的方式，使它的内能__增大__(填“增大”或“减小”)。
12．1　认识内能
一、什么是内能
1．概念
2．举例
二、怎样改变物体的内能
1．活动1用做功的方式改变物体的内能
2．活动2用热传递的方式改变物体的内能
内能是个较为抽象的概念，在教学中我采用了类比的方法，希望学生在旧知识的基础上能较好地理解内能概念；这种教学方法是我们物理教学中的重要方法，教会学生掌握这种方法意义重大。
本节课通过探究活动，使学生体会到了改变物体内能的方式有两种：一是做功；二是热传递。探究实验帮助学生有了一定的感性认识，从而降低了他们学习知识的难度。在物理教学中实验探究的作用不容忽视，实验探究不但帮助师生攻克教学中的难点而且实验探究方法的设计及小组交流讨论可以培养学生的探究和创造能力及合作精神，本节课就力图让学生通过探究实验及小组讨论来完成本节重要教学内容，在教给学生学习方法的同时，让他们体验到成功的“喜悦”，提高学生学习物理的兴趣，使师生取得良好的教与学的效果。