物体的内能
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递可以改变物体的内能。
3.知道热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
二、情感态度与价值观
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和内能变化的关系。
3.通过分析、类比、学会用类比的方法研究问题。培养良好的科学态度和求实精神,帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向。
【教学重难点】
重点:
1.内能概念的建立。
2.改变物体内能的方法。
难点:
正确理解内能的概念。
【教学过程】
1.复习:通过提问,让学生回答下列问题。
(1)什么是动能?
(2)什么是势能?
(3)分子热运动的内容是什么?
2.引入新课:
通过上面内容的复习,指出动能是物体由于运动而具有的能量,物体由于被举高而具有重力势能,物体发生弹性形变而具有弹性势能。然后引导学生得出:物体内部的分子在不停地做无规则的热运动,运动的分子也具有动能;分子间有相互作用力,所以分子间还具有势能。从而得出内能的定义,并板书。
板书:内能的定义;物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
思考与讨论:哪些物体具有内能?为什么?
1.学生回答:
2.教师讲评:
(1)冬天的冰块具有内能。
(2)高温熔化的铁水具有内能。
(3)静止的石块具有内能。
(4)运动的汽车具有内能。
总结:一切物体,不论温度高低,是运动,还是静止,都具有内能。
强调并板书:一切物体都具有内能。
启发与思考:物体内能的决定因素是什么?
引导学生进行思考:物体的温度越高,分子热运动越激烈,它的内能就越大;物体的温度越低,分子热运动不激烈,它的内能就越小。所以,内能的大小与温度有关。通过知识扩展与补充,物体内能的大小与物体的质量,体积,状态有关。
例如:1.一块冰全部熔化成同温度的水,质量和温度相同,但分子间的距离和分子间的作用力都改变了,所以分子间的势能也改变了,内能也发生改变了。可见,物体的内能与状态有关。
2.质量不同的两个铁球,温度相同时,大铁球的分子个数多,总的能量就多。可见,物体的内能与质量有关。
启发与思考:物体的温度变化,它的内能就发生变化,要改变物体的内能,有哪些方法?引导学生思考,并让学生进行探究实验:
实验1.取一根铁丝,折来折去,铁丝的温度会怎么样?为什么?
请学生做一做实验,实验完成后,并回答:铁丝的温度升高了,甚至烫手。
教师引导学生得出结论:折来折去是手对铁丝做功,铁丝的温度升高,内能增加。
实验2.让学生搓搓手,感觉一下,手会感到热了没有?
请学生做一做实验,实验完成后,并回答:手热乎乎的。
教师引导学生得出结论:摩擦力对手做功,手的内能增加,手的温度升高了。外界对物体做功,物体内能增加,温度升高。
补充实验3:甲图(空气被压缩时内能增大),乙图(空气推动塞子时内能减少)的实验,通过乙图实验得出:瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成水滴,是由于空气对塞子做功,瓶内的空气和水蒸气内能减小,温度降低,水蒸气液化成水的缘故。物体对外做功内能减小,温度降低。
板书:做功可以改变物体的内能。
练习与思考:请同学们举一些生活中,做功可以改变物体的内能的事例。
教师对学生的回答进行讲评,并且播放做功可以改变物体的内能的事例的视频资料。
启发与思考:双手搓一搓,手感到热。冬天,手放在热的暖气片上或放在或火炉旁烤一烤,手有热的感觉吗?铁丝折一折会发热,如果放在火炉里,铁丝会烫手吗?
请学生思考并回答:冬天,手放在热的暖气片上或放在或火炉旁烤一烤,手有热的感觉。铁丝放在火炉里,铁丝会烫手。
教师讲评:以上是另外一种改变物体内能的方法叫做热传递。
板书:热传递:使温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低。。这个过程叫做热传递。发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。
强调:1.内能的单位是焦耳。
2.热量的单位是焦耳
3.物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。吸收或放出的热量越多,它的内能改变越多。
4.从能量的转化角度来讲,在热传递过程中能量从高温物体转移到低温物体。
总结并板书:改变物体内能的两种方法:
1.做功。
2热传递。
启发与思考:如果物体的内能改变了,是用了哪一种方法?
学生回答:做功或是热传递。
教师讲评:做功和热传递对改变物体内能的作用是等效的。
思考与练习:热量与内能,温度的区别是什么?
1.请学生思考并回答:
2.教师讲评:
(1)温度表示物体的冷热程度,是物体大量分子热运动的集中体现。
(2)内能是物体内部所有分子的动能和分子势能的总合。由于分子的动能与温度有关,分子势能与分子间的相互作用力和分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度和体积有关。
(3)热量是热传递过程中内能的改变量。因此只有在热传递过程中才能谈到热量的概念,只能说一个物体吸热或放出了热量,不能说一个物体具有热量。因此热量是一个过程量。而内能是一个状态量,是物体具有的能量。
在课堂上播放有关地球的《温室效应》视频资料,使学生感受一下,地球温室效应带来的危害。
3.巩固练习:
4.小结:
(1)改变物体内能的方法是做功和热传递
(2)热传递的实质是内能从一个物体转移到另一个物体。
(3)在热传递过程中,传递的内能多少,叫做热量。
(4)内能和热量的单位都是焦耳。
【作业布置】
内能和机械能的区别。
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