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13.2 内能
【学习目标】
1．了解内能的概念，知道内能与物体温度的关系。
2．知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高；放出热量，温度降低，内能发生改变。
3．了解热量的概念，热量的单位是焦耳。
4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。
【教学重难点】
重点：1.内能概念。2.改变内能的两种方式：做功与热传递。
难点：对分子势能和内能的理解。
【教学方法】
观察法、实验法、自主探究法。
【教学过程】
（一）新课导入：
嫦娥一号发射，进入月球轨道后，三次制动，依靠什么能量做动力呢？
让学生相互搓手说一下感觉。物体的内能与物体温度有关，物体温度发生变化，内能就会发生变化，那么如何改变物体的内能？
（二）新课讲授：
(一)内能的概念
1．知识回顾
(1)什么叫动能？
(2)什么叫重力势能，决定重力势能大小的因素？
(3)什么叫弹性势能，决定弹性势能大小的因素？
学生认真思考并积极回答以上问题。
2．合作探究
活动1：教师出示PPT图片：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片。
学生通过对比法得出：分子具有动能。
活动2：教师出示PPT图片：展示树上苹果的图片和分子间存在相互吸引力的图片。
活动3：教师出示两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。
学生通过分析讨论得出：由于分子的相互吸引或排斥，分子具有势能。
类比机械能定义，得出内能的定义及单位。
总结并板书：内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能
内能的单位：焦耳(J)
(二)影响物体内能的因素
教师展示：课本图13.2—3铁水和冰山的图片。
学生活动：
铁水有内能学生容易理解，那冰山有内能吗？物体内能的大小与哪些因素有关呢？
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。
思维拓展：影响内能大小的因素还有哪些呢？
引导学生思考如下几个问题：
(1)1 kg的铁块和100 g的铁钉，温度都是15 ℃，它们的内能一样大吗？
(2)0 ℃的冰加热熔化成0 ℃的水，它们的内能一样大吗？
学生分组讨论交流得出：物体的内能还与物体的质量、体积和状态有关。
(设计意图：培养学生分析问题、解决问题的能力，及学会口头表达自己的观点。)
(三)内能与机械能
学生自主阅读教材P7的内容，分析讨论机械能与内能有哪些异同点。
机械能与内能的对比
机械能 内能
运动的物体具有动能 组成物质的分子在永不停息地做热运动，所以每个分子都具有动能——分子动能
物体由于被举高或发生弹性形变时具有势能 物质的分子之间存在引力和斥力，因此分子之间具有势能——分子势能
物体的动能和势能统称为机械能 物体内所有分子动能和分子势能的总和叫内能
大小可以为0 物体任何温度及状态下都具有内能
单位：J 单位：J
(一)改变物体内能的方式
教师出示一根细铁丝。
提出问题：怎样使这根细铁丝温度升高？有哪些方法，并将这些方法分类，说出分类的依据。
小组交流讨论，给出答案
师生共同总结并板书：改变物体内能的两种方式：做功和热传递
(二)热传递改变物体的内能
引导学生列举生活中通过热传递改变物体内能的事例。
教师用PPT出示热传递改变物体内能的图片，引导学生通过分析得到热传递的定义。
引导学生分析：(1)发生热传递的条件：存在温度差。
(2)热传递的实质：内能的转移。
内能从高温物体转移到低温物体或从同一物体的高温部分转移到低温部分。
(3)热量：在热传递中，传递内能的多少叫热量。
用字母Q表示，单位：焦耳(J)
低温物体→吸收热量→内能增加；
高温物体→放出热量→内能减少。
(三)做功改变物体的内能
教师出示以下三个图片：
小结得到：“摩擦生热”是通过做功的方式，将机械能转化为内能，使物体温度升高，内能增大。
演示实验一：
在压缩空气引火仪中放一小团蘸了乙醇的硝化棉，将活塞迅速压下，硝化棉燃烧起来。
学生观察后思考：硝化棉燃烧说明了什么问题？
活塞对气体做功，空气内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点。
引导学生举出我们生活中哪些是通过对物体做功改变物体内能的。
学生积极思考交流并回答。
演示实验二：
集气瓶中放入少量水，向瓶内打气。
学生观察并分析：瓶盖为什么打开？瓶内为什么会出现白雾？能得出什么结论？
水蒸气对塞子做功，水蒸气内能减小，温度降低。
白雾是水蒸气在集气瓶口发生液化现象，说明其温度降低。
思考：这两个实验对改变物体的内能有什么不同？
师生共同总结：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。
(四)做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
提出问题：两根相同的铁丝，原来温度较低，通过某种方法分别使其温度升高了10 ℃，但我们不知道具体用的是什么办法，这两根铁丝的内能改变相同吗？你能得出什么结论？
师生共同总结：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。做功的实质是能量之间的转化，热传递的实质是能量的转移。
（三）课堂练习：
1．有关内能大小的说法正确的是(　　)
A．0 ℃的冰的内能比0 ℃水的内能小
B．0 ℃的冰内能为0 J
C．0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水，内能增大
D．高温物体一定比低温物体内能大
【答案】C
2．下列说法中正确的是(　　)
A．静止在地面上的冰块无内能
B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C．动能大的物体内能一定大
D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
【答案】D
【点拨】(1)内能不以单个分子为研究对象，它指的是大量分子由于热运动而共同具有的总能量；(2)由于分子的热运动永不停息，所以一切物体在任何情况下总具有内能；(3)温度不是决定物体内能大小的唯一因素，当物体的质量(或物体所含的分子数目)发生变化时，内能会随之变化，当物体的体积或状态发生变化时，分子间的距离发生了变化，引起分子间作用力发生变化，从而引起分子势能发生变化，所以内能也发生了变化。
3．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是(　　)
A．物体的内能越多，放热一定越多
B．温度相同的物体，其内能一定相等
C．物体的内能增加，一定要吸收热量
D．晶体熔化时温度不变，其内能一定增加
【答案】D
4．在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些，请你用不同的物理知识，写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由。
【答案】
方法一：开取暖器取暖；
理由：通过热传递的方式增加身体内能。
方法二：让身体运动起来。
理由：做功增加身体内能。
（四）课堂小结：
构成物体的所有分子其热运动的动能与分子势能的总和。
1．改变内能有两种方式：做功和热传递。
2．热量的概念。
3．物体克服摩擦做功引起物体内能增加，同时消耗机械能，这是机械能转化为内能的过程。
4．物体对外做功，内能减小，这是内能转化为机械能的过程。
5．做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
（五）作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
一、内能
1．定义：构成物体的所有分子其热运动的动能与分子势能的总和
2．单位：焦耳(J)
3．一切物体都具有内能
4．内能与温度的关系
二、内能与机械能
三、改变物体内能的方式：热传递和做功
1．热传递
(1)条件：存在温度差
(2)实质：能量的转移
(3)热量
2．做功
(1)对物体做功，内能增加
(2)物体对外做功，内能减少
3.热传递和做功在改变物体的内能上是等效的
【课后反思】
内能是一个较为抽象的概念，在教学中将分子和宏观物体对比，很自然的构建了内能的概念。对比法是物理教学中的重要方法，教会学生掌握这种方法意义重大。比较热传递和做功有何异同，为能量的转化和守恒作铺垫；物体对外做功，内能减小，学生生活中不太注意，应做重点强调一下。
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