2020年秋北师大版九年级物理第十章第2节　内能 同步导学案无答案

第2节　内能
重难点
重点：1.分子动理论的基本内容和扩散现象。2.知道内能的概念和改变物体内能的两种方法。
难点：用分子动理论解释生活现象，改变内能的两种方式在生活中的应用。
教学准备
教师准备：香水、空气、二氧化氮、红墨水、汽水、热水、酒精灯、铁架台、带塞子的试管、乙醚做功演示器、课件。
学生准备：打火机(注意安全)、橡皮筋、细铜丝(从导线中抽出)。
导学达标
为什么水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动？
知识点　物质结构的基本图像
【教材助学】
1．常见的物质是由________组成的。把分子看成小球时，分子的直径大约只有________m。
2．两种不同的物质可以________地彼此进入对方，这种现象称为________现象。组成物质的分子处于________的运动之中。温度越高，分子运动越________，这种运动称为________。
3．组成物质的分子之间，引力和斥力________存在。引力与斥力的强弱与分子间的________有关。当物体受到拉伸时，分子间距离变大，________作用显著；当物体受到压缩时，分子间距离变小，________作用显著。
【合作解疑】
任务一　分子动理论
一、物质是由大量分子组成的
学生讨论：教室中的课桌是由什么组成的？墨水是由什么组成的。
学生总结：世界上的各种物质都是由大量的________组成的。
学生讨论：物体大量的分子之间是紧密联系在一起，还是有一定的空隙？猜想：________。
学生活动：1.将小米倒入装有绿豆的量筒中，然后轻轻晃动，观察体积是否发生变化，猜想：________。
2．将半试管水和半试管酒精混合后，用塞子塞紧，上下用力震荡，观察体积是否发生变化。
讨论、分析：绿豆和小米混合体积变________(选填“大”或“小”)，是因为绿豆之间有空隙；同理，水和酒精混合后体积变小，说明分子之间存在着________。
二、分子在不停息地做无规则运动
思考：1.我们能否直接用肉眼看到分子呢？
2．分子是运动的还是静止的，我们能直接观察到吗？
3．怎样才能证明分子是否在运动呢？
合作探究：观察教材第9页图10－12、10－13、10－14，现象如何？说明了什么？
图10－12现象如何？说明了什么？现象是________，说明________________。
图10－13现象如何？说明了什么？现象是________，说明________________。
图10－14现象如何？说明了什么？现象是________，说明________________。
上述现象说明两种不同的物质可以自发地彼此进入对方，这种现象称为________。我们可以断定：物体的分子都在永不停息地做无规则运动。
学生讨论：分子运动的情况与哪些因素有关呢？
同桌合作探究图10－15：在冷水和热水中，分别滴一滴红墨水，观察它们的扩散有什么不同？
现象：________，说明分子运动的快慢与________有关，温度越高，分子运动的越________。
三、分子之间存在着相互作用力
学生讨论：将一根细铁丝弯折几次，为什么铁丝没断？猜想：________________________________________________________________________
观察教材第10页图10－16，观察到的现象是________________________________________________________________________，
说明________________________________________________________________________。
学生讨论：分子之间存在着引力，为什么没有将分子吸引到一块呢？
分子之间是否还存在着相互作用的斥力？
探究实验：用力压充满空气的篮球，可以压瘪，但不能无限压缩。
学生说出：分子之间存在着________。
【教师点拨】
1．认识分子动理论。
内容
解释
实例
物质是由分子组成的
分子间存在着空隙
①食盐能溶于水中
②酒精与水混合总体积变小
③气体极易被压缩
一切物质的分子都在不停地做无规则运动
温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散现象就是分子的无规则运动引起的
①墙内开花墙外香
②把蓝色硫酸铜放在水底，过一段时间全部水都变成蓝色
③把铅块与金块紧压在一起，5年后它们相互渗透1mm
分子间存在相互作用的引力和斥力
引力和斥力同时存在，不过有时以引力为主，有时以斥力为主
①固体和液体很难被压缩，固体不易拉断
②把两个铅块的底部刮干净，紧压一下，两个铅块就会连在一块，下面再吊一个重物，两个铅块也不分开
　　2.认识分子热运动。
一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子做无规则运动的快慢与温度有关，温度越高，热运动越剧烈。不管温度高低，分子都在做无规则运动，只是运动的快慢不同，扩散运动是分子热运动的宏观体现。
【拓展延伸】
分子热运动和物体的机械运动：
(1)概念上的区别，分子热运动是物体内部大量分子的无规则运动，而机械运动则是一个物体相对于另一个物体位置的改变。
(2)微观与宏观上的区别，微观世界中分子的无规则运动是肉眼看不到的，而宏观世界中物体的机械运动则是用肉眼能看到的。
(3)引起运动的因素，分子热运动是自发的，永不停息的，不受外界影响的，而物体的机械运动则要受到外力的影响。
知识点二　固体、液体和气体的特征
【教材助学】
1．固体有________的形状，也有________的体积；液体没有________的形状，有________的体积；气体没有________的形状，也没有________的体积。
2．固体、液体和气体的分子运动状态都与________有关，________升高，分子运动变激烈，分子间的距离变大，物体的体积一般都会有所膨胀。
【合作解疑】
学生讨论：一瓶汽油，正常情况下是液态，打开盖子后一会儿空气中就充满了汽油的味道，这实际上是液态汽油蒸发出的汽油蒸气被你吸进了鼻腔，如果遇到低温环境会凝固成固体。你能说出同一瓶汽油，处于固态、液态和气态时的体积和形状的特点吗？
学生回答：固态：有固定的形状和体积；液态：无固定的形状、有固定的体积；气态：没有固定的形状和体积。
学生讨论：回想一下生活中的两个情景：同一盘红烧肉，热的时候还是冷的时候闻起来香？为什么太阳的暴晒下车胎容易爆裂？
学生总结：温度越高，分子运动越________，分子间距离________，物体体积一般会变________。
【教师点拨】
组成物质的分子在永不停息地做热运动，因此分子的热运动不会停止；分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子的热运动就越剧烈。
【拓展延伸】
分子热运动的剧烈程度与温度有关，与物体所处的状态无关，即使是固体的分子，也存在热运动。同一个物体，无论处于什么温度下，其分子的热运动都在不停地进行。温度高时热运动激烈，温度低时热运动缓慢。
知识点三　物体的内能
【教材助学】
1．分子由于热运动而具有的能叫作________；分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作________；物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的________。物体吸收或放出热的多少，叫作________。
2．________和________是改变物体内能的两种方式，外界对物体做功，或者物体从外界吸收热量，物体的内能________。反之，物体的内能将________。不同形式的能量之间可以________。
【合作解疑】
任务二　内能与热量
1．教师演示图10－21的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。
思考：(1)看到什么现象？
(2)木塞被顶开，是谁对它做了功？
(3)水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？
(4)在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？
(5)在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？
2．阅读教材第12页，得出热量的定义。
任务三　内能的改变
学生活动：双手用力相互搓一搓，双手有什么感觉？
实验并观察：在一个配有活塞的厚玻璃筒中放一团蘸有乙醚的小棉花，把活塞压下去。你会观察到什么现象？为什么？
生活中还有哪些做功可以改变物体的内能的现象？
联系图10－20、10－21、10－22分析得出，________能够改变物体的内能。
物体对外做功，物体的内能________；外界对物体做功，物体的内能________。实质是不同形式的能的________，即能的转化________。
列举热传递的现象：
师生分析：1.冬天用热水袋取暖，人觉得________，内能________，热水袋________，内能________。
2．夏天将一杯热水放入凉水中，热水________，内能________，凉水________，内能________。
分析得出：________能够改变物体的内能。
在热传递过程中，物体从外界吸热，内能________，物体向外界放热，内能________。热传递的实质是物体的一部分内能从一个物体转移到另一个物体，即能的转移。
【教师点拨】
1．认识内能。
定义
微观
宏观
量值
分子
的
动能
物质的分子永不停息地运动着，运动着的分子所具有的能量
分子永不停息地做无规则运动
与温度有
关
永远
不等
于零
分子
的
势能
物质的分子由它们的相对位置所决定的能量
分子间存在的相互作用的引力和斥力
与物体的体积有关
可能等于零
物体
的
内能
物体内所有分子的动能和势能的总和
分子永远在运动，分子间存在作用力
与分子数、温度及体积有关
永远不等于零
　　2.影响内能的因素。
(1)温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。
(3)物体的内能还和物体的体积有关。质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。
(4)同一物体，状态不同时所具有的内能也不同。
3．理解物体内能时，要注意以下三点。
(1)内能是指物体的内能，不是分子的内能，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性，只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。
4．温度、内能和热量。
(1)区别：温度是用来表示物体冷热程度的物理量，内能是物体内部所包含的总能量，即所有分子动能和分子势能的和，物体的内能跟温度的高低、体积大小都有关系。热量指热传递过程中内能的改变量，因此，内能是状态量，热量是过程量。一个物体有内能，但不能说其具有热量或者含有热量，在热传递过程中物体内能变化的多少只能用热量来表示。
(2)联系：物体温度的变化可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少，物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。________，内能增加，但温度却保持在0℃不变；同样，物体放出热量时，温度也不一定降低．可以总结为一个物体温度改变了，其内能就一定改变，但内能改变时，其温度不一定改变。
【拓展延伸】
1．分子动能与分子势能。
(1)分子动能：物体内部由分子组成，且在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能，由于分子运动永不停息，所以分子内能永不为零。
(2)分子势能：分子势能是分子间相互作用而产生的能量，反映在分子间作用力大小和分子距离上。
2．区分温度、内能、热量三者的关系方法
(1)一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。
(2)一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸腾等。
(3)一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是外界对物体做了功。
(4)物体本身没有热量，只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。
(5)热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。