教科版物理九年上教案1.2 内能和热量

1.2?内能和热量
教学目标
【知识与能力】
（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）了解热量的概念，知道热量的单位是焦耳。
（4）知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
【过程与方法】
（1）通过探究找到改变物体内能的两种方法。
（2）通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
（3）通过查找资料，了解地球的“温室效应”。
【情感态度价值观】
（1）通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。
（2）通过演示实验，培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
（3）鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。
教学重难点
【教学重点】
内能概念的建立；改变物体内能的两种方法。?????
【教学难点】
做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
教学过程
引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生的过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规则运动有什么关系呢？
新课教学
1．内能
（1）分子具有动能和势能
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类比：运动的足球具有动能；运动的分子也具有动能。
被拉伸的弹簧的各部分互相吸引而具有势能；地球附近的物体受到地球的吸引，被举高的物体具有势能；分子间相互吸引也具有势能。
被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能；互相排斥的分子也具有势能。
结论：构成物质的分子在不停地做热运动，同样具有动能，而分子间具有相互作用力，又使得它们具有势能。
（2）物体的内能
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，叫做物体的内能。
内能的单位是焦耳（J）。
内能：是所有分子热运动的动能和分子势能的总和，与物体是否做机械运动无关。
机械能：物体整体所具有的能，是物体动能和势能之和，与物体机械运动有关。
（3）内能、温度、热量的关系
①内能跟温度的关系
温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，内能也增大，反之，物体温度降低，其内部分子无规则运动的速度减小，物体内能减小。因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。
物体内能的变化，不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时变化有时却不变化。如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能虽然发生了变化，但温度却保持不变，这是因为物体的分子势能发生了变化。
②内能与热量的关系
物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递。即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是外界对物体做了功（或物体对外做了功）。
而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少。因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。
③热量与温度的关系
物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）。这时物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变。物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。
（4）机械能与内能的比较
空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。
①物体宏观运动而具有的能是机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。
②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。
想一想：冰山有内能吗？
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冰冷的冰山，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。一切物体不论温度高低，都具有内能。
2．内能的改变
（1）热传递改变内能
物体吸热 温度升高 内能增加
物体放热 温度降低 内能减少
热传递改变内能的实质是：内能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一部分。
思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？
内能改变多少可用传递的热量的多少来量度。
在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。
热传递的三种方式：生活中常见的热传递改变内能的三种方式。传导：放在热汤中的金属勺子变热了；对流：烧水水变热；辐射：晒太阳。
（2）做功改变内能
演示实验：克服摩擦做功
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克服摩擦做功可以使物体的内能增加。
压缩气体做功也可以使物体的内能增加。
气体膨胀对外做功，物体的内能减少。
结论：对物体做功,内能增加,温度升高。物体对外做功,内能减少，温度降低。
思考：你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？
用火烧、太阳晒、用手焐，用温度更高的物体使铁丝温度升高，热传递。
用手搓、在地上摩擦、用锤敲、反复弯折，温度升高的过程，往往伴随着运动，做功。
热传递和做功改变物体的内能是等效的
随堂练习
1．在0℃的房间里，静止在地面上的铅球[?? ]
A．具有机械能???? B．没有机械能?? C．具有内能????? D．没有内能
2．下列关于物体的内能和温度关系的说法中，正确的是 [?? ]
A．物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高
B．物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大
C．物体的内能只和温度有关，所以温度高的物体，内能一定大
D．物体的内能只和温度有关，内能大的物体温度一定高
3．下面四句话中都有一个“热”字，其中哪一句话中的“热”字表示温度 [??? ]
A．热传递???????? B．物体吸热温度升高????
C．摩擦生热?????? D．今天天气很热
4．物体从粗糙的斜面上滑下来，则 [?? ]
A．机械能不变，内能不变? B．机械能增加，内能不变
C．机械能减小，内能减少? D．机械能减小，内能增加
5．下列说法正确的是 [?? ]
A．一切物体都具有内能????????????
B．一定质量的物体，温度越高，内能越小
C．物体的内能增加，温度一定升高??
D．物体的速度增加，内能一定增加
6．下列关于内能的概念的说法中，错误的是 [?? ]
A．任何物体都具有内能??????????????????????
B．0℃的冰不具有内能
C．一个物体的温度发生变化，它的内能也变化??
D．内能和机械能的单位都是焦耳
7．下列说法正确的是[??? ]
A．有机械能的物体必有内能??? B．无机械能的物体必无内能
C．有内能的物体可能无机械能??? D．内能与机械能是两种不同形式的能
8．下列与物体的内能有关的因素是 [??? ]
A．物体的运动速度???? B．物体的高度??
C．物体的运动速度和高度??? D．物体的温度
9．下列说法错误的是 [??? ]
A．温度越高，分子无规则运动越快??
B．温度越高，气体、液体、固体的扩散越快
C．温度越高，液体蒸发得越快????
D．温度越高，物体的运动速度越大
参考答案：1．BC?? 2．B?? 3．D?? 4．D?? 5．A?? 6．B?? 7．CD?? 8．D?? 9．D