2.内能和热量
教学目标
知识要点
课标要求
1.温度与热运动
知道热运动的概念；能简单地描述温度与热运动的关系
2.内能
了解内能的概念；能简单地描述温度与内能的关系
3.热传递和内能的改变
知道热传递可以改变物体的内能；知道热量的概念及单位
4.做功和内能的改变
知道做功可以改变物体的内能；能举出做功使物体内能增加或减小的一些实例
5.温度、热量、内能的区分
学会区分温度、热量、内能
6.改变物体内能方式的等效性
理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
情境导入
关于玩具回力汽车运动的情况，知道其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？原来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。那么，什么是内能？从而引入新课。
合作探究
探究点一：温度与热运动
提出问题：温度对扩撒有怎样的影响呢？
演示实验：温度对扩散的影响
观察并思考：观察到什么现象？说明了什么问题？
学生回答：热水中的红墨水扩散得比冷水中快，扩散的快慢与物体的温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
归纳总结：温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。人们把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
探究点二：物体的内能
活动1：出示挂图：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片(如图所示)。
活动2：用乒乓球与弹簧模拟分子间作用力。弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。类比机械能，得出内能的定义和单位，以及机械能和内能的区别。
归纳总结：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫作物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。机械能与整个物体的运动情况(如运动的快慢、高度、位置等)有关，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，跟物体整体运动状态无关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
活动3：引导学生利用类比法理解影响物体内能大小的因素。
内能是储存在物体内部的能量。同一物体，温度越高，物体内分子运动越剧烈，分子动能越大，内能也会越大。例如，一杯水的温度由10℃升高到20℃，那么，这杯水的内能一定也增加了；南极的年平均气温是－25℃，这里的冰山也同样具有内能。
归纳总结：一切物体，都具有内能。一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。
探究点三：改变内能的方式——热传递
活动：出示课件，分析下列现象中物体内能是否改变？改变物体内能的方式是什么？使物体温度升高时的特点分别是什么？
结论：利用热传递的方式改变物体内能，热量从高温物体转移到低温物体。
归纳总结：
(1)当温度不同的两个物体，或温度不同的同一物体的不同部位相互接触时，内能发生转移，高温物体的内能减小，低温物体的内能增加。
(2)条件：存在温度差。
(3)最终结果：直到温度相同。
(4)在热传递过程中，传递能量的多少，叫作热量。其单位是焦耳，符号是J。
探究点四：改变内能的方式——做功
演示实验1：让学生相互搓手，说一下感觉。
学生回答：手心变热。
演示实验2：如图所示，让一学生来回弯折铁丝，并让另一学生感觉一下弯折处的温度变化。
学生回答：一学生对铁丝做功，另一学生感觉铁丝弯折处的温度升高，其内能增加了。
归纳总结：对物体做功，其他形式的能转化为内能，物体的内能增加。
演示实验3：如图所示，玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。
学生回答：当瓶塞跳起时，可看见瓶内出现“白雾”，水蒸气液化成了小水滴，在此过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小。
归纳总结：物体对外做功，内能转化为其他形式的能，物体的内能减小。
交流讨论：学生交流、讨论，列举出做功改变物体内能的实例。
典例剖析：关于温度、内能和热量，下列说法正确的是( )
A．物体的内能越多，放热一定越多
B．温度相同的物体，其内能一定相等
C．物体的内能增加，一定要吸收热量
D．晶体熔化时温度不变，其内能一定增加
【点拨】本题综合考查了对温度、内能和热量的理解。
【自主解答】D
归纳总结：要注意联系各物理量的意义和影响因素来进行区分。同一物体，温度升高，内能增大，但内能增大，温度不一定升高；物体吸收了热量，内能增大(如晶体的熔化、水的沸腾)，但内能增大，不一定是吸收了热量。
注意：温度一般用“降低”、“升高”等来表述；热量一般用“吸收”、“放出”等来表述；内能一般用“有”、“具有”、“增大”、“减少”等来表述。
探究点五：燃烧：放出热量
活动1：自学课本P10图1－2－10 中篝火，交流讨论在篝火旁为什么会感到温暖？从微观上来看，篝火周围空气分子的热运动变得剧烈了，这意味着空气内能增加了，那么这些能量是从哪里来的呢？
归纳总结：燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。在现代社会，人类所用的大部分能量仍然来自各种燃料的燃烧。
活动2：自学课本P11，可得出不同燃料释放热量的能力是不一样的，那么如何比较燃料释放热量的能力呢？进而引入热值的概念及单位、公式及各物理量所代表的物理意义。
归纳总结：(1)把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。(2)热值的单位是J/kg、J/m3。(3)煤油的热值是4.6×107J/kg，代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×107J。 Q＝mq＝Vq，其中m是燃料的质量，单位是kg，V是燃料的体积，单位是m3，q是燃料的热值，单位是J/kg、J/m3。
典例剖析：关于燃料的热值下列说法正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料，其热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
【点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【自主解答】D
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2．内能和热量
教学反思
内能是个较为抽象的概念，在教学中应采用类比的方法，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本课知识的难度。然后通过概念及表述来区分温度、热量、内能之间的区别与联系，让学生进一步能理解和学习。
内能的改变是教学的重点内容，故在教学中首先出示课件，让学生从众多的实例中区分哪些是做功改变物体的内能，哪些是热传递改变物体的内能，然后逐步递进，加大难度，让学生分析有关做功和热传递改变物体内能上的实质，加深对这一知识的理解。
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的教学内容，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。
课件17张PPT。九年级上册（教科版）物理
