人教版初中物理九年级第十三章第2节 内能 教案

第2节 内 能

一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能.
2．知道热量的概念及单位.
3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程.
4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例.
（二）过程与方法
会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系.
（三）情感、态度与价值观
了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象.
二、教学重难点
重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径.
难点：用类比的方法建立内能的概念.
三、教学策略
内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解.在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能.内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化.内能改变有两种方法：做功和热传递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结出内能改变的两种方法.热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移.做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等.做功改变物体的内能是能量的转化.
四、教学资源准备
空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶.
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情景 演示：给一个回力玩具汽车上紧发条，使其在水平桌面上运动.小汽车的动能是怎么来的？? 学生观察小车运动，得出小车的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的. 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲.
引入新课 演示：从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观察瓶塞.推动瓶塞的能量来自哪里？水蒸气具有能量，这就是我们要研究的内能. 学生观察实验，思考问题.提出猜想，可能是来自于热水（或热的水蒸气）.? 结合实验，提出问题，引入新课.
新课内容 内能展示具有动能的物体的图片和视频.物体由于运动而具有的能量是动能.分子具有动能吗？展示具有势能的物体的图片和视频.弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还具有弹性势能.分子间有分子势能吗？我们把动能和势能统称为机械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能.内能和机械能是同种能量吗？你能说出它们的异同点吗？小结：内能是与机械能不同的一种能量.物体可以没有机械能，但一定有内能.因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能. 结合动能的特点，思考问题.分子也具有动能，根据分子动理论的初步知识，分子在不停地做无规则运动.??结合势能的特点，知识迁移得出：分子具有分子势能，因为分子间也存在相互作用的引力和斥力.??根据前面的定义，学生讨论.机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量.而内能是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.内能和机械能的单位都是焦耳（J）.学生进行讨论补充. ??利用对比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养.??????培养对比的物理方法.
内能的大小猜想：内能大小可能与哪些因素有关？请说说你的猜想依据.小结：1．内能的大小与物体的温度有关.同一物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小.2．内能还与物体的质量、状态等有关.3．一切物体都具有内能.判断下列物体内能的变化.1．太阳下的一瓶水，温度升高.2．一杯水喝掉一半.3．水结成冰.? 学生讨论，进行猜想，同学之间相互补充.1．内能可能与温度有关，因为温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大.2．内能可能与质量有关，因为质量越大，物体所含分子数量越多.学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化. ??培养学生分析问题的能力.
物体内能的改变──热传递如何判断一个物体内能大小的变化？把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中，判断鸡蛋和水的内能的变化.并说出理由.鸡蛋和水的内能发生了改变，它们之间发生了热传递，通过热传递改变了鸡蛋和水的内能.热会从高温物体传递给低温物体；高温物体的温度会降低内能减少，低温物体的温度会升高，内能增加.在鸡蛋和水的例子中，热传递的方向？热量：1．定义：在热传递中，传递能量的多少.2．单位：焦耳（J）.3．物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少.4．内能反映的是热传递过程中内能的变化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”“含有”等词描述.5．热传递中转移的是热量，不是温度.你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗？讨论：结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点.一个物体的温度升高，它的内能增加.物体内能增加，温度是否一定升高？举例说明.小结：内能是能量的一种形式，也是某一时刻的状态量，一切物体都具有内能；热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述.? ?物体的内能与温度有关，物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小.可以根据温度的变化来判断物体内能的变化.?鸡蛋的内能减小，水的内能增大.因为鸡蛋的温度降低，水的温度升高.???热传递从高温的鸡蛋向水传递.????????????学生讨论，举例.冬天利用热水袋取暖、发烧时用冷毛巾给头部降温、夏天把食物放入冰箱冷藏等.??学生讨论，进行交流.物体内能增加，温度不一定升高.如晶体在熔化时，温度不变，内能是增加的；液态晶体在凝固时，温度不变，但要放热，内能减少. ?????????提高学生的物理素养.培养思考、自学能力.???????????????利用生活实例提高学生的学习兴趣.???培养学生合作学习的能力.
物体内能的改变──做功除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等学生讨论实验方法，并尝试完成实验.分析论证：你能给这些方法进行分类吗？你还能举出一些利用做功改变物体内能的一些实例吗？得出结论：改变物体内能有两种方式：热传递和做功.演示实验1．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.（1）实验中硝化棉的作用.（2）实验中谁对谁做功？通过实验可以知道，对物体做功，物体的内能会增加，把机械能转化为内能.利用打气筒给自行车车胎打气，请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度，形成此现象的原因？由此可见，压缩空气做功使空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因，摩擦在这里是次要的.2．在烧瓶内盛少量水.利用打气筒给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化.（1）描述观察到的实验现象，此现象形成的原因是什么？（2）瓶内放水的作用是什么？（3）实验中谁对谁做功？本实验中通过水蒸气液化形成水雾来反映气体对外做功时内能减少、温度降低的，也是利用了转化的物理方法.通过实验可以知道，物体对外做功，内能会减少，把内能转化为机械能.你能再举出一些物体对外做功内能减少的例子吗？ 学生观察图片和视频，这些图片说明了做功可以改变物体的内能.学生进行实验，可能会出现下列方法：1．用打火机去烧铁丝，使铁丝的温度升高.2．把铁丝放在热水袋上，用热水袋焐铁丝.3．把铁丝反复弯折，使铁丝温度升高.4．用砂纸反复摩擦铁丝，使铁丝温度升高.……方法1和2属于一类，采用了热传递的方法使铁丝温度升高、内能增加.另外两种方法采用做功的方法改变了铁丝的内能.结合实际生活，学生举例，如摩擦生热、钻木取火等.学生观察实验，思考提出的问题.实验中利用硝化棉的燃烧反映了筒内空气内能增加，温度升高，采用了转化的方法.空气内能增加是因为活塞压缩筒内空气做功，把活塞的机械能转化为空气的内能.打气筒外壁下面温度比上面的温度高，主要的原因是压缩空气做功增加了内能.???学生观察实验，在瓶塞跳出时，可以看见瓶内出现水雾.它是由瓶内水蒸气遇冷液化形成的.利用打气筒给瓶内打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增加，温度升高，瓶内的水汽化形成大量无色的水蒸气；当瓶内气体冲开瓶塞时，空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴.学生结合实际生活，举例.如打开可乐瓶盖时，会在瓶口出现“雾”；把车胎内的气放掉时，在气门芯处出现小水珠等（可以进行课堂实验）. ?????培养学生实验动手能力.???????利用分类总结的方法得出做功可以改变物体的内能.?结合实例，加强物理与生活的联系.??培养学生的观察能力.???培养利用物理知识解决实际问题的能力.????培养学生观察实验、思考实验的能力.??????结合实例加强物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣.
讨论：1．利用热传递和做功都可以改变物体的内能，你能说说这两种方法的异同吗？2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？ ?结合本节所学内能，学生讨论这两个问题，也可以作为课后的思考题. ?培养学生合作学习的能力.
总结 课堂小结：1．通过这节课你学到了什么？2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系.3．温度、内能与热量这三个物理量的关系.4．改变物体内能的方法. 学生梳理本节课知识内容.1．本节主要内容是内能和内能的两种改变方法.2．内能是构成物质的所有分子热运动的动能与分子势能的总和.内能的大小与温度、质量等因素有关，同一物体温度升高，内能增加.3．热量是热传递过程中转移能量的多少，是能量的变化量.物体的温度升高，内能增大.可以通过物体温度变化反映物体内能的变化.4．物体内能的改变可以利用热传递和做功的方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的. ?培养学生总结归纳的能力.?
作业布置 完成相应的练习. 按要求完成. 知识巩固.