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第十三章 第2节 内能 教学设计
1教学目标
1、知识与技能:
⑴会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
⑵知道热传递能改变物体的内能。
⑶知道热量的概念和单位。
⑷知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
2、过程与方法:
⑴学会用类比的方法探究物理问题。
⑵通过演示实验和体验活动，锻炼学生的动手能力，活跃学生的思维，培养学生的分析推理能力，语言表达能力，增强与人合作的意识。
⑶通过分析具体实例，促使学生尝试应用学到的科学知识去解释具体的问题。
3、情感态度价值观
⑴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。
⑵通过分析具体实例，让学生注意观察生活，尝试用所学知识解释生活现象，从物理走向生活，从生活走向物理。
2教学重难点
本节的重点是了解内能的概念，简单描述温度和内能的关系；知道改变内能的两种方法，举出相关事例。
本节的教学难点是能判断物体内能是否发生改变，和用什么方法改变内能。
3教学过程：
活动1情境导入
选取两名学生来进行打气球比赛，同样时间看哪位同学打得大就获胜。引导学生描述握住气筒的手的感觉。
提出：1.打气筒的外壁为什么会发热？2.打气筒外壁上下部分温度为什么不一样？
活动2内能
教师演示：
多媒体展示运动员头顶飞来的足球与运动图片，对比展示。
教师讲解：
同一切运动着的物体一样，运动的分子也具有动能。由于分子间的相互作用力，所以分子间还具有势能。类比机械能定义，得出内能的定义和单位。
内能：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
内能单位：焦耳。
展示：课本图13.2－3铁水和冰山的图片。
师生共同总结：
(1)一切物体，不论温度高低，都具有内能。
(2)同一物体，在相同状态下，温度越高，分子运动越剧烈，内能越大。
一般而言，机械能与整个物体的机械运动有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。
活动3物体内能的改变
热传递：有温差的物体彼此接触时，高温物体降温，低温物体升温的现象。在热传递过程中传递能量的多少叫做热量。热传递的条件：有温差。
◆探究活动：请同学们用手指按住实验桌上的温度计的液泡，观察温度计示数的变化，该现象说明了什么？
人的手指温度高于室温，在人的手指和温度计液泡之间发生了热传递，热传递改变了温度计的内能。进一步说明，热传递可以改变物体的内能。
◆探究活动：请同学们观察老师的操作，思考该实验现象的成因并尝试进行解释。
外界对物体做功，物体的内能增加。
【联系生活】
你还知道哪些类似的例子？（适时展示）
引导学生解释铜管乙醚实验。
【过渡】对物体做功，内能增加，那么，反过来像课前的铜管实验，里面的乙醚膨胀对外做功，会出现什么情况？
(设计意图：让学生自己揭开谜底，获得学习的成功感；培养学生逆向思维能力，树立辩证思想。)
【演示实验】气体膨胀对外做功
教师演示实验，，提示学生观察当瓶塞跳出时，瓶内的变化。并思考：
当瓶塞跳起时，是 对_____做功， ________的内能减少，温度降低，水蒸气遇冷， (填物态变化名称)成小液滴，于是就观察到“白雾”现象。
总结：做功和热传递都可以改变物体的内能，并且在作用效果上的等效的。外界对物体做功，物体的内能增加，物体对外界做功的，物体的内能减小。
4课堂小结
总结本节所学内容
5巩固练习
1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体内能增加时，温度一定升高
B．内能小的物体能将热量传给内能大的物体
C．物体的温度越高，所含热量越多
D．物体温度不变时，物体的内能就一定不变
2．生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的水（　　）
A．同时沸腾
B．稍后也沸腾了
C．温度达到沸点，不会沸腾
D．温度低于沸点，不会沸腾
3．如图所示，对于下列实验中所描述的物理过程，说法正确的是（ ）
A．试管内的水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气的内能减小
B．抽去玻璃隔板，两瓶中气体逐渐混合均匀，说明空气比二氧化氮的密度大
C．给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内能减小
D．厚玻璃管中的空气被压缩时，管内空气的内能减小
4．如图所示，是生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来，此过程是通过______的方式改变了瓶内水蒸气的内能；同时瓶口会冒出大量的“白气”，这是______（填物态变化名称）现象。
5．在生活中我们要勤洗手，用洗手液洗手时会闻到一股香味，这是_______现象；新型冠状病毒对热敏感，在56℃的环境中30分钟就可以被灭活，所以我们对于日常生活中使用毛巾、餐具等要进行高温消毒，这是利用_______的方式改变了物体的内能。
6．指出下列说法是否正确。
①温度越高，扩散越快______；
②汽车发动机用水来降温，是由于水的比热容较大______；
③0℃的水结冰后，质量和内能都不变______；
④做功和热传递都可以改变物体的内能______。
7．如图所示，小宇做了一个简单的思维导图来弄清楚热量、 内能与温度的关系，请补充图中①______，②______（②处选填一定或不一定）两处空白。
8．为了探究做功与物体内能变化的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验。实验中，他们先关闭喷嘴处的阀门，接着手压活塞快速打气，然后打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部的气体温度（物体温度升高内能增大），研究过程如图（a）、（b）和（c）所示。请仔细观察图中的操作和测量结果。然后归纳得出初步结论。
（1）比较（a）和（b）两图可知：______；
（2）比较（b）和（c）两图可知：______。
9．实验探究和推理都是科学研究的基本方法。由于推理性结论具有一定的事实和理论依据，所以在科学研究中，有时就运用它来初步解释相关问题——同学们也来尝试一下。在图中，a杯中水量较少，b，c，d 的水量相同，比较各杯中水的内能的大小。
(1)______杯中水的内能最大，因为______
(2)______两杯中水的内能不好比较，因为______
10．将一个烧瓶盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现“白雾”。回答下列问题：
（1）此过程中是用什么方法改变了物体内能？
（2）请从物态变化角度提出一个问题并回答。
参考答案：
1．B
2．C
3．AC
4． 做功 液化
5． 扩散 热传递
6． 正确 正确 错误 正确
7． 热传递 不一定
8． 外界对气体做功，气体内能增加 气体对外界做功，气体内能减少
9． d ab
10．（1）做功；
6课后反思
内能是比较抽象的物理概念，即内能是物体内所有分子无规则运动的动能和相互作用的势能的总和。教科书上没有提出分子的动能和势能，只说分子无规则运动具有的能。在教学中提出内能实际是分子的动能和势能，采用类比的方法学生很容易就理解了这个物理概念。但接下来内能和温度的之间的辨证关系，学生理解起来存在相当大的难度，有些云里雾里的感觉。为了帮助学生理顺温度和内能之间的辨证关系，采用层层设问的方法，使学生在思考解决问题的过程中，掌握这一知识结构，有了事半功倍的效果分子运动的快慢和什么有关？（物体的温度有关）
当物体的温度升高时，分子运动速度怎样变化？（变快）
当分子的运动速度变快时，所有分子的动能如何变化？（变大）
分子的内能是由哪两部分组成？（分子动能和分子势能）
当所有分子的动能都变大时，物体的内能就会怎样变化（增大）

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