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第十三章 内能
物理九年级全一册 人教版2024
第3节 内能
学习目标
01
02
03
04
物理观念
理解内能的概念；能理解内能与物体的温度、质量、状态等因素的关系；认识到改变物体内能的两种方式—做功和热传递。
科学思维
通过实验观察与分析，培养学生运用内能的知识解释一些日常生活中的热现象，提高学生分析和解决问题的科学思维能力。
科学探究
培养学生进行实验操作的技能，学会观察、记录、分析实验数据，提高科学探究能力。能在探究过程中收集证据，分析总结做功和热传递改变物体内能的规律。
科学态度与责任
激发学生对物理现象的好奇心，养成合作、探究的学习态度，让学生认识到内能在生活和生产中的广泛应用，以及合理利用内能对社会发展的重要意义，增强学生的社会责任感。
重点难点
教学重点
教学难点
①内能的概念及其与温度、质量、状态的关系；②改变物体内能的两种方式：做功和热传递；③能运用内能知识解释一些简单的热现象。
①理解内能是物体内部所有分子动能和势能的总和这一抽象概念；②区分做功和热传递在改变物体内能上的异同及微观机制。
此时水蒸气所具有的能量是什么呢？
课堂导入
加热盛水的烧瓶时瓶塞被弹出去
你知道推动瓶塞的能量来自哪里吗？
装着开水的水壶瓶塞被弹起来
此时水蒸气所具有的能量是什么呢？
水蒸气
内能
我们知道运动的物体具有动能，那构成物质的分子具有动能吗？
奔跑中的鸵鸟
动能
分子在不停地做无规则运动
探究新知
树上的果子具有重力势能
弹簧被压缩后和拉伸后具有弹性势能。
势能
分子间既相互吸引又相互排斥，即分子间具有势能，称为分子势能。
分子间是否也有势能呢？
探究新知
分子势能
分子在不停地做无规则运动（分子热运动）
分子动能
分子间相对位置
分子间相互作用力
探究新知
内能
1.概念：
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。
2.单位：
焦耳(简称焦，用J表示)
各种形式能量的单位都是焦耳。
注意：内能不是一个分子或少数分子的能量，而是物体内部所有分子的总能量。
探究新知
内能是一种常见的能量形式，关于内能，下列说法正确的是（　　）
A.内能是机械能的一种形式
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C.运动的物体一定比静止的物体内能大
D.内能在转化或转移过程中会有能量损失
解：A、内能是不同于机械能的一种形式的能，故A错误；
B、内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系，所以温度高的物体内能不一定多，故B错误；
C、内能与物体内部分子热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体的速度无关，故C错误；
D、内能在转化或转移过程中不可避免的有能量损失，故D正确。
故选：D。
D
【学习任务一】内能的概念
探究新知
下列物体谁的内能大更大？
大
大
大
亮和不亮的灯泡
一瓶水和一桶水
0度的冰和0度的水
同一物体
温度越高内能越大
同一物体同一温度
质量越大，内能越大
同一物体同一温度
物态不同，内能不同
讨论交流
探究新知
3. 影响内能大小的因素
物质的种类和物质的体积也会影响内能的大小
温度
质量
种类
体积
状态
水和酒精为例，即使质量和温度相同，因酒精分子间作用力较弱，其内能通常低于水。
当体积减小时，分子间距减小，分子间势能增加（以斥力为主时），从而导致总内能增大。
探究新知
【学习任务二】影响内能大小的因素
下列关于物体的内能的说法中正确的是（　　）
A.物体运动得越快，物体的内能越大
B.物体被举得越高，物体的内能越大
C.温度为0℃的冰块没有内能
D.温度高的物体内能不一定大
解：A、物体的内能与物体做机械运动的速度无关，故A错误；
B、物体的内能与物体被举高的高度无关，故B错误；
C、温度为0℃的冰块具有内能，故C错误；
D、温度高的物体内能不一定大；质量和物态相同时，温度高的物体内能大，故D正确。
故选：D。
D
探究新知
4.内能与机械能的区别
机械能
内能
宏观物体
微观分子
研究对象
物体动能和势能的总和
物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和。
概念
大小
取决于物体整体运动状态，与物体的速度、相对于地面的高度及弹性形变程度等因素有关。
取决于分子所处的状态
内能是不同于机械能的另一种形式的能。
探究新知
讨论交流
1.正在空中飞行的气球具有哪些能量？
机械能
气球在运动有动能
气球有高度有势能
物质是由分子构成的
分子在运动有分子动能
分子之间有力作用有分子势能
内能
探究新知
石头内部所有的分子都在不停地做无规则运动，所以石头具有内能。
静止在水平地面上的石头
石头速度为0没有动能
石头高度为0没有势能
机械能为0
2.静止在水平地面上的石头具有哪些能量？
一切物体无论是否具有机械能，由于分子热运动的存在，所以一定具有内能。
探究新知
3.炽热的铁水具有内能吗？冰冷的冰山具有内能吗？
一切物质的分子都在不停地做无规则运动。炽热的铁水具有内能，冰冷的冰山，温度虽然低，但其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。
探究新知
北极的冰山也有内能
静止的石头有内能
炽热的铁水有内能
运动的足球有内能
5.一切物体都具有内能
一切物体，不论温度高低，不论是否运动、都具有内能。
探究新知
穿棉袄
搓手
烤火
电烤炉
改变内能的方式有哪些呢？
冬天双手感觉很冷，如何让双手暖和起来？
讨论交流
探究新知
热传递和内能的改变
1.热传递
①概念：温度不同的物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温度降低，我们把这个过程叫做热传递。
②热传递条件：存在温度差和相互接触。
③热传递方向：
从高温物体到低温物体， 或者从物体的高温部分到低温部分。
探究新知
2.热量
①概念：热传递过程中传递能量的多少，我们称为热量。符号为Q。
②热量的单位：
焦耳(简称焦，用J表示)
探究新知
高温物体
低温物体
内能
内能减少
内能增加
温度降低
温度升高
能量
3.热传递改变物体的内能
①热传递改变物体的内能的实质
能量的转移
②热传递的过程：内能转移的过程。
内能从高温物体向低温物体转移。（注意：不是传递温度）
烧热的工件放到冷水中，工件凉下来，冷水会变热，在此过程中发生了热传递。
探究新知
炉子烧水
4.热传递改变内能的实例
哈气取暖
太阳能热水器
热水器取暖
除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能？
探究新知
【学习任务三】热传递改变物体的内能
下列实例中，属于热传递改变物体内能的是（　　）
A.用锯条锯木头时锯条的温度升高
B.两手相互摩擦时手的温度升高
C.电钻打孔时钻头温度升高
D.热鸡蛋放入冷水中温度降低
解：A、锯木头是克服摩擦做功，锯条温度升高，是通过做功改变物体的内能；
B、两手相互摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能；
C、电钻打孔是克服摩擦做功，钻头温度升高，是通过做功改变物体内能的；
D、放入冷水中的热鸡蛋放出热量，温度降低，是通过热传递改变物体内能，故D正确。
故选：D。
D
探究新知
讨论交流
钻木取火
从滑梯下滑时屁股感觉很烫
摩擦可以产生热，这部分内能是从哪里来的呢？
摩擦时物体克服摩擦力做了功，这部分内能是物体克服摩擦力做功转化而来的。
探究新知
实验1：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象
【实验】做功改变内能
脱脂棉燃烧起来
机械能
内能
对气体压缩做功
活塞压缩空气做功
达到脱脂棉的燃点燃烧
空气内能增大，温度升高
演示实验
探究新知
实验2：在烧瓶内盛少量水 ，并盖紧瓶塞 。向瓶内打气 ，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。
向瓶内打气瓶塞跳起，瓶内出现白气。
瓶内气体推动瓶塞做功（瓶塞挑起）
瓶内气体内能减少，
瓶内气体温度降低
水蒸气液化为小水滴(出现白气)
内能
机械能
气体膨胀做功
探究新知
做功和内能的改变
外界压缩气体做功，机械能转化为内能，内能增加。
气体膨胀对外界做功，内能转化为机械能，内能减少。
机械能
内能
气体膨胀做功
机械能
内能
对气体压缩做功
1.内容：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高；
物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低。
2.做功的实质
能量的转化
探究新知
飞船返回舱穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，表面燃烧。
3.做功改变内能的实例
搓手取暖——通过双手摩擦做功，内能增加，温度升高。
火柴与打磨涂层摩擦做功，内能增加，温度升高，火柴点燃。
探究新知
【学习任务四】热传递改变物体的内能
下列事例中，通过做功的方式改变物体内能的是（　　）
A.冬天用热水袋暖手
B.两手相互摩擦发热
C.冬天室内用电炉取暖
D.用火炉烧水
解：A、冬天，用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故A不符合题意；
B、两手相互摩擦，手的温度升高，是手克服摩擦力做功，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；
C、冬天室内用电炉取暖，温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故C不符合题意；
D、用火炉烧水，水的温度升高，是水吸收了热量，属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
B
探究新知
改变物体内能的途径是做功和热传递
特别注意：在分析能量及温度变化的过程中，注意方向。
功、热量和内能有相同的单位，都是焦耳（J）
做功
热传递
等效
改变物体内能的实质是机械能与内能的转化
改变物体内能的实质是能量的转移
探究新知
1. 热量是过程量；温度、内能是状态量
2. 表述区别
温度只能说“是、降低、升高”
热量只能说“吸收、放出”
内能只能说“有、具有、改变”
温度、热量、内能的联系
温度、热量、内能的区别
温度（升高）
（吸收）
热量
内能（增加）
一定
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
探究新知
探究新知
关于温度、内能和热量，下列说法错误的是（　　）
A.炙热的铁水一定比冰冷的冰块含有的热量多
B.热量可以从内能小的物体传向内能大的物体
C.物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加
D.冰块温度虽然低，但其分子仍在不停运动
【学习任务五】温度、内能、热量的关系
解：A、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误；
B、发生热传递时，总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分，内能小的物体温度可能会高于内能大的物体，所以内能小的物体可能会将热量传给内能大的物体，故B正确；
C、物体温度降低时，它的内能一定减少，物体温度升高时，它的内能一定增加，故C正确；
D、水凝结成冰，但分子热运动没有停止，故D正确。故选：A。
A
探究新知
【变式训练】热传递和做功对改变物体的内能是等效的
下列关于功、内能、热量及能量的转化的描述中正确的是（　　）
A.火山具有内能，冰山不具有内能
B.温度高的物体含有的热量比温度低的物体含有的热量多
C.热量总是从内能大的物体传通给内能小的物体
D.做功和热传递改变内能是等效的
解：A、任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，故A错误；
B、物体的内能除了与温度有关以外，还和物质的种类、质量等因素有关，故B错误；
C、热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高物体传递给温度低的物体，故C错误。
D、做功和热传递改变内能是等效的，故D正确；
故选：D。
D
课堂小结
内能
内能
热传递改变内能
概念
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，
叫物体的内能；单位是焦（J）
影响内能大小的因素
物体温度、质量、状态、体积、种类
做功改变内能
热传递
热传递改变内能
概念
条件和方向
有温度差
相互接触
实质：能量的转化（机械能与内能的转化）
课堂练习
1.（2021秋 成都期末）关于物体的内能，下列说法中错误的是（　　）
A．内能是构成物体所有分子的动能和势能的总和
B．一切物体都具有内能，0℃的物体也具有内能
C．物体的温度不变，它的内能一定不变
D．做功和热传递都可以改变物体的内能
点评：理解内能概念、影响因素和改变内能的方法，是解答此题的关键。
解：A、内能是构成物体所有分子的动能和势能的总和，故A正确；
B、一切物体都具有内能，0℃的物体也具有内能，故B正确；
C、物体的温度不变，它的内能可能不变，也可能增大，如晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大，故C错误；
D、做功和热传递都可以改变物体的内能，故D正确。故选：C。
C
课堂练习
2.（2016秋 龙海市校级期中）关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体运动的越快，物体的内能越大
B．物体举得越高，物体的内能越大
C．温度为-40℃的冰块没有内能
D．内能为零的物体不存在
点评：此题考查了对内能的理解，内能是内部分子所具有的能量，是微观粒子所具有的能量，机械能是宏观物体所具有的能量，应注意区别。
解：A、内能是指物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，物体运动的快，其动能大，内能不一定大。故A错误；
B、物体被举得越高，其重力势能大，内能不一定大。故B错误；
C、温度为-40℃的冰块，其分子也在不停地做无规则运动，也有内能。故C错误；
D、一切物体在任何情况下都具有内能，所以内能为零的物体不存在。故D正确。故选：D。
D
课堂练习
3.（2025 建邺区二模）下列关于温度、热量、内能说法正确的是（　　）
A．物体的温度升高，一定吸收了热量
B．物体从外界吸收热量，温度不一定升高
C．物体的温度越高，其所含有的热量越多
D．热传递中热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
点评：本题主要考查学生对内能、温度、热传递等知识的理解和应用，是热学的难点；要特别注意：温度升高，内能一定增加；但是，内能增加，温度不一定升高。
解：A、物体温度升高，不一定吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故A错误；
B、物体吸收热量，温度可能不变，如晶体熔化时，吸热温度不变，故B正确；
C、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，故C错误；
D、发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能多的物体温度不一定高，故D错误。
故选：B。
B
课堂练习
4.（2025 碑林区校级一模）“星星之火，可以燎原”。在红军长征途中，战士们需要生火做饭和取暖。战士们通过如图所示的打火镰打击火石，溅出火星，引燃火绒得到明火。下列说法正确的是（　　）
点评：本题考查了改变内能的方法、扩散现象以及温度热量内能之间的关系，属基础知识的应用。
解：A、溅出的火星自身能发光，是光源，故A错误；
B、热量是一个过程量，不能用具有、含有来修饰，故B错误；
C、改变物体内能的方式有热传递和做功，战士在火堆旁取暖，是通过热传递的方式改变内能的，故C错误；
D、饭熟后闻到饭香，是扩散现象，是分子不停地做无规则运动的结果，故D正确。
故选：D。
D
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：实际体验一下用打气筒打气，用打气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒壁的温度明显高于打气前的温度，对于这个现象，你认为筒壁发热的原因是什么？并从理论和实验两方面说明你的理由。
思路指导
　　主要原因是活塞不断压缩气筒内的气体，对它们做功，使其内能不断增多，温度上高，也导致气筒壁的温度升高；还有活塞和气筒壁摩擦也会产生一部分热量，但这是次要的，可用注射器验证一下，用注射器的活塞在注射器中来回拉动，发现注射器从摩擦部位来看，并不怎么热，所以摩擦不是气筒壁发热的主要原因。

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