《人教版物理九年級第13章第2節(jié)《內能》教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《人教版物理九年級第13章第2節(jié)《內能》教案（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 最新人教版物理九年級第 13 章第 2 節(jié)《內能》教案 教學目標： （一）知識與技能 1. 了解內能的概念 , 能簡單描述溫度與內能的關系。 2. 能區(qū)別物體的內能和機械能。 3. 知道做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的, 知道兩者的區(qū)別。 （二）過程與方法 通過演示實驗 , 感知分子動能與勢能。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過探究 , 使學生體驗探究過程 , 激發(fā)學生主動學習的興趣。 教學重點： 1. 對內能概念的理解。 2. 做功和熱傳遞都能改變物體的內能。教學難點： 內能

2、與溫度變化的關系。教學方法： 以實驗探究為主的綜合啟發(fā)式教學。 教學用具： 足球、彈簧、冰塊等。 教學過程： （一）引入新課 我們知道做機械運動的物體具有機械能 , 那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中 , 也有相應的能量變化。另一方面 , 我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無規(guī)律熱運動產生的。那么熱運動的能量與大量的無規(guī)律運動有什么關系呢？這是今天學習的問題。 （二）新課教學 1．分子的動能、溫度 物體內大量分子不停息地做無規(guī)則熱運動 , 對于每個分子來說都有無規(guī)則運動的動能。 由于物體內各個分子的速率大小不同 , 因此 , 各個分子的動能大小不同。由于

3、熱現(xiàn)象是大量 分子無規(guī)則運動的結果 , 所以研究個別分子運動的動能是沒有意義的。而研究大量分子熱運 動的動能 , 需要將所有分子熱運動動能的平均值求出來 , 這個平均值叫做分子熱運動的平均 動能。 學習擴散現(xiàn)象時 , 我們知道擴散現(xiàn)象與溫度有關系 , 溫度越高 , 分子運動越激烈 , 擴散也 加快。依照分子動理論 , 這說明溫度升高后分子無規(guī)則運動加劇。用上述分子熱運動的平均 動能來說明 , 就是溫度升高 , 分子熱運動的平均動能增大。如果溫度降低 , 說明分子熱運動的 平均動能減小。因此從分子動理論觀點來看 , 溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志

4、。 “標志”的含義是指物體溫度升高或降低 , 表示了物體內部大量分子熱運動的平均動能增大 或減小。溫度不變 , 就表示了分子熱運動的平均動能不變。其他宏觀物理量如時間、質量、 物質種類都不是分子熱運動平均動能的標志。但是 , 溫度不是直接等于分子的平均動能。 另一方面 , 溫度只與物體內大量分子熱運動的統(tǒng)計意義上的平均動能相對應 , 對于個別 分子或幾十個、幾百個分子熱運動的動能大小與溫度是沒有關系的。 我們知道 , 溫度這個物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度 , 而它又是大量分子熱運動 平均動能大小的標志 , 這是溫度的微觀含義。 2．分子

5、勢能 分子間存在著相互作用力 , 因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能 , 這就是分子 勢能。 1 / 4 如果分子間距離約為 10-10 m數(shù)量級時 , 分子的作用力的合力為零 , 此距離為 r 0。 當分子距離小于 r 0 時 , 分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 , 要減小分子間的距離必須克服斥力 做功 , 因此 , 分子勢能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時彈性勢能增大 是相似的。如圖 1 中彈簧壓縮 ,

6、 彈性勢能 Ep 增大。 如果分子間距離大于 r 0 時 , 分子間的相互作用表現(xiàn)為引力 , 要增大分子間的距離必須克 服引力做功 , 因此 , 分子勢能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時彈性勢 能增大是相似的。如圖 1 中彈簧拉伸 ,Ep 增大。 從以上兩種情況綜合分析 , 分子間距離以 r 0 為數(shù)值基準 ,r 不論減小或增大 , 分子勢能都 增大。所以說 , 分子在平衡位置處是分子勢能最低點。如果分子間距離是無限遠時 , 取分子 勢能為零值 , 分子間距離從無限遠逐漸減少至 r 0 以前過程 , 分子間的作用力表現(xiàn)為引力 , 而

7、 且距離減少 , 分子引力做正功 , 分子勢能不斷減小 , 其數(shù)值將比零還小為負值。當分子間距離 到達 r 0 以后再減小 , 分子作用力表現(xiàn)為斥力 , 在分子間距離減小過程中 , 克服斥力做功 , 使分 子勢能增大。其數(shù)值將從負值逐漸變大至零 , 甚至為正值。分子勢能隨分子間距離 r 的變化 情況可以在圖 2 的圖象中表現(xiàn)出來。從圖中看到分子間距離在 r 0 處 , 分子勢能最小。 既然分子勢能的大小與分子間距離有關 , 那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢能的大 小變化情況

8、呢？如果對于確定的物體 , 它的體積變化 , 直接反映了分子間的距離 , 也就反映了 分子間的勢能變化。所以分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。 3．物體的內能 （ 1）物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和 , 叫做物體的內能。一切物體都是 由不停地做無規(guī)則熱運動并且相互作用著的分子組成 , 因此任何物體都是有內能的。 提問學生：宏觀量中哪些物理量是分子熱運動的平均動能和分子勢能的標志？ 根據(jù)學生的回答 , 引導到一個確定的物體 , 分子總數(shù)是固定的 , 那么這物體的內能大小是由宏 觀量——溫度和體積決定的。如果不是確定的物體 , 那么物體

9、的內能大小是由質量、溫度、 體積和物態(tài)來決定。 課堂討論題：下列各個實例中 , 比較物體的內能大小 , 并說明理由。 2 / 4 ①一塊鐵由 15℃升高到 55℃, 比較內能。 ②質量是 1kg,50 ℃的鐵塊與質量是 0.1kg,50 ℃的鐵塊 , 比較內能。 ③質量是 1kg,100 ℃的水與質量是 1kg,100 ℃的水蒸氣 , 比較內能。 （2）物體機械運動對應著機械能 , 熱運動對應著內能。任何物體都具有內能 , 同時還可以具 有機械能。例如在空中飛行的炮彈 , 除了具有內能 , 還具有機械能——動

10、能和重力勢能。 提問學生：一輛汽車的車廂內有一氣瓶氧氣 , 當汽車以 60km/h 行駛起來后 , 氣瓶內氧氣的 內能是否增加？ 通過此問題 , 讓學生認識內能是所有分子熱運動動能和分子勢能之總和 , 而不是分子定 向移動的動能。另一方面 , 物體機械能增加 , 內能不一定增加。 4. 物體的內能改變的兩種方式 1）列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具 , 鋸條、木頭和刀具溫度升高 , 說明克服摩擦力做功 , 可以 使物體的內能增加。如果外力對物體做功全部用于物體內能改變的情況下 , 外力做多少功 , 物體的內能就改變多少。如果用 W 表示外界對物體做的

11、功 , 用 E 表示物體內能的變化 , 那 么有 W= E。功的單位是焦耳 , 內能的單位也是焦耳。 演示壓縮空氣 , 硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程 , 對氣體做功 , 使氣體的內能增加 , 溫度升高到棉花的燃點而使其燃燒。 以上實例說明做功可以改變物體的內能。 2）在爐灶上燒熱水 , 火爐烤熱周圍物體 , 這些物體溫度升高內能增加。這些實例說明依 靠熱傳遞方式也可以使物體的內能改變。物體吸收熱量 , 內能增加。物體放出熱量 , 物體的 內能減少。如果傳遞給物體的熱量用 Q表示 , 物體內能的變化量是 E, 那么 ,Q= E。 熱量的單位

12、是焦耳 , 過去的單位是卡。 所以做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式。 3）做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的。 一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量 , 使它從某一溫度升高 到另一溫度。這過程中這杯水的內能有一定量的變化。也可以采取做功的方式 , 比如用攪拌 器在水中不斷攪拌 , 也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度 , 這樣 , 水的內能會有 相同的變化量。兩種方式不同 , 得到的結果是相同的。除非事先知道 , 否則我們無法區(qū)別是 哪種方式使這杯水的內能增加的。 因此 , 做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的。

13、 4）雖然做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的 , 但是這兩種方式的物理過程有本質的 區(qū)別。做功使物體內能改變的過程是機械能轉化為內能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內能的轉移 , 沒有能量形式的轉化。 （三）課堂小結 同學們 , 你本節(jié)課都學會了什么？請同學們考慮一下。然后請一個學生總結 , 大家認真聽著 , 最后老師補充。 板書設計 16.2 內能 一、分子的動能、溫度 二、分子勢能 三、物體的內能 四、物體的內能改變的兩種方式 布置作業(yè) 一、下列過程中 , 屬于通過熱傳遞改變物體內能的是 （ ） A. 鉆木取

14、火 B．鋸木頭時 , 鋸片發(fā)熱 C ．衛(wèi)星進人大氣層時外殼發(fā)熱 D．熱水中放人冰塊 , 水溫下降 二、關于分子動理論和內能 , 下列說法正確的是（ ） A．物體內能增大 , 溫度一定升高 3 / 4 B．物體的溫度升高 , 分子運動一定加劇 C．分子之間存在引力時 , 就沒有斥力 D． 0℃的冰沒有內能 三、“鉆木取火”是通過 的方式改變木頭的內能的；太陽能熱水器是通過 的方式改變水的內能的。 答案： 一、 D 二、 B 三、做功 熱傳遞 4 / 4