《人教版物理九年級第13章第2節(jié)《內(nèi)能》教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版物理九年級第13章第2節(jié)《內(nèi)能》教案（4頁珍藏版）》請?jiān)谘b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(nèi)能教案教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能1. 了解內(nèi)能的概念 , 能簡單描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系。2. 能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。3. 知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)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(shí)驗(yàn), 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(xué)生體驗(yàn)探究過程, 激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。教學(xué)重點(diǎn)：1. 對內(nèi)能概念的理解。2. 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。教學(xué)難點(diǎn)：內(nèi)能與溫度變化的關(guān)系。教學(xué)方法：以實(shí)驗(yàn)探究為主的綜合啟發(fā)式教學(xué)。教學(xué)用具：足球、彈簧、冰塊等。教學(xué)過程：（一）引入新課我們知道做機(jī)械運(yùn)動的物體具有機(jī)械能 ,

2、 那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中 , 也有相應(yīng)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(yùn)動產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動的能量與大量的無規(guī)律運(yùn)動有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。（二）新課教學(xué)1分子的動能、溫度物體內(nèi)大量分子不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動, 對于每個分子來說都有無規(guī)則運(yùn)動的動能。由于物體內(nèi)各個分子的速率大小不同, 因此 , 各個分子的動能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果, 所以研究個別分子運(yùn)動的動能是沒有意義的。而研究大量分子熱運(yùn)動的動能 , 需要將所有分子熱運(yùn)動動能的平均值求出來, 這個平均值叫做分子熱運(yùn)動的平均動能。學(xué)習(xí)擴(kuò)散現(xiàn)象時, 我們知道擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)系, 溫

3、度越高 , 分子運(yùn)動越激烈, 擴(kuò)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(yùn)動加劇。用上述分子熱運(yùn)動的平均動能來說明 , 就是溫度升高, 分子熱運(yùn)動的平均動能增大。如果溫度降低, 說明分子熱運(yùn)動的平均動能減小。因此從分子動理論觀點(diǎn)來看, 溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。“標(biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低, 表示了物體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動的平均動能增大或減小。溫度不變, 就表示了分子熱運(yùn)動的平均動能不變。其他宏觀物理量如時間、質(zhì)量、物質(zhì)種類都不是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)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(nèi)大量分子熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動能相對

4、應(yīng), 對于個別分子或幾十個、幾百個分子熱運(yùn)動的動能大小與溫度是沒有關(guān)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(yùn)動平均動能大小的標(biāo)志, 這是溫度的微觀含義。2分子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(dāng)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

5、 , 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(zhǔn) ,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(diǎn)。如果分子間距離是無限遠(yuǎn)時, 取分子勢能為零值 , 分子間距離從無限遠(yuǎn)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(fù)值。

6、當(dāng)分子間距離到達(dá)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(fù)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(guān), 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(nèi)能（ 1）物體中所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和, 叫做物體的內(nèi)能。一切物

7、體都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動并且相互作用著的分子組成, 因此任何物體都是有內(nèi)能的。提問學(xué)生：宏觀量中哪些物理量是分子熱運(yùn)動的平均動能和分子勢能的標(biāo)志？根據(jù)學(xué)生的回答, 引導(dǎo)到一個確定的物體, 分子總數(shù)是固定的, 那么這物體的內(nèi)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, 那么物體的內(nèi)能大小是由質(zhì)量、溫度、體積和物態(tài)來決定。課堂討論題：下列各個實(shí)例中, 比較物體的內(nèi)能大小, 并說明理由。2 / 4一塊鐵由15升高到55, 比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg,50 的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg,50 的鐵塊 , 比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg,100 的水與質(zhì)量是1kg,100 的水蒸氣 , 比較內(nèi)能。（2）物

8、體機(jī)械運(yùn)動對應(yīng)著機(jī)械能, 熱運(yùn)動對應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能, 同時還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈, 除了具有內(nèi)能, 還具有機(jī)械能動能和重力勢能。提問學(xué)生：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣, 當(dāng)汽車以60km/h行駛起來后 , 氣瓶內(nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加？通過此問題 , 讓學(xué)生認(rèn)識內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)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(jī)械能增加, 內(nèi)能不一定增加。4.物體的內(nèi)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(nèi)能增加。如果外力對物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下, 外力做多少功,物

9、體的內(nèi)能就改變多少。如果用W 表示外界對物體做的功, 用E 表示物體內(nèi)能的變化, 那么有 W= E。功的單位是焦耳, 內(nèi)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(nèi)能增加,溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。以上實(shí)例說明做功可以改變物體的內(nèi)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(nèi)能增加。這些實(shí)例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量, 內(nèi)能增加。物體放出熱量, 物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用Q表示 , 物體內(nèi)能的變化量是E, 那么 ,Q=E。熱量的單位是焦耳, 過去的單位是卡。所以做功和熱傳遞是改變

10、物體內(nèi)能的兩種方式。3）做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)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(nèi)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(nèi)能會有相同的變化量。兩種方式不同, 得到的結(jié)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(nèi)能增加的。因此 , 做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。4）雖然做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的, 但是這兩種方式的物理過程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

11、能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 , 沒有能量形式的轉(zhuǎn)化。（三）課堂小結(jié)同學(xué)們 , 你本節(jié)課都學(xué)會了什么？請同學(xué)們考慮一下。然后請一個學(xué)生總結(jié) , 大家認(rèn)真聽著 , 最后老師補(bǔ)充。板書設(shè)計(jì)16.2內(nèi)能一、分子的動能、溫度二、分子勢能三、物體的內(nèi)能四、物體的內(nèi)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(nèi)能的是（）A.鉆木取火B(yǎng)鋸木頭時 , 鋸片發(fā)熱C衛(wèi)星進(jìn)人大氣層時外殼發(fā)熱D熱水中放人冰塊, 水溫下降二、關(guān)于分子動理論和內(nèi)能, 下列說法正確的是（）A物體內(nèi)能增大, 溫度一定升高3 / 4B物體的溫度升高, 分子運(yùn)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(nèi)能三、“鉆木取火”是通過的方式改變木頭的內(nèi)能的；太陽能熱水器是通過的方式改變水的內(nèi)能的。答案：一、 D二、 B三、做功熱傳遞4 / 4