资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第十三章第二节内能
教科书 书名：义务教育教科书物理九年级全一册教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
1.知识与技能目标 (1)用类比的方法建立内能的概念。 (2)知道改变物体的内能有做功和热传递两种方法。 (3)能通过实例简单描述内能与温度的关系。知道对于同一个物体，温度越高，内能越多； 温度越低，内能越少。 (4)知道热量的概念及单位。 2 . 过程与方法 (1)多因素探究时，加强控制变量表述原因的意识。 (2)探究过程中使用转换法从微观到宏观的建模能力。 3.科学态度情感态度与价值观 有学习物理的兴趣，有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中和相关科学技术中的与内 能相关的原理，有将自己的见解与他人交流的意识，勇于放弃或修正不正确的观点。
教学内容
教学重点：内能、热量概念，改变内能的两种途径。 教学难点：物体内能概念的微观因素。
教学过程
教师活动 学生活动 设计意 图 时 间
导 入 同学们，大家好，在学习新内容之前，先 请同学们观看以下视频。 【播放视频：瓶塞弹起】[1 瓶塞弹起来说明它具有机械能，而它的机 械能是怎么来的呢 瓶塞具有的机械能，就是从水蒸气的内能 转化而来的。 这节课，我们一起来认识内能吧。 观看视频 通过生 活中的 实例，让 学生了 解内 能。 (
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教 学 过 程 一、认识分子动能和分子势能 我们知道运动的物体具有动能。构成物质 的分子具有动能吗 【播放视频：水分子热运动模拟】 微观上，物质由大量分子构成的，分子虽 小，也有质量。且一切物质的分子都在不停地 做无规则运动。所以，运动的分子也具有动能， 叫做分子动能。分子热运动越剧烈，分子动能 观察课件的模型动 画，联想动能和势能， 认识分子动能和分子 势能。 借助动 画 模 型，增加 感 性 认 识。 认知 活 动 和 能 力 提
也就越大。 我们还知道弹簧形变时具有势能，分子之 间具有势能吗 分子之间虽然没有弹簧连着，但是分子之 间存在着相互作用的引力和斥力，所以分子具 有势能，这种势能叫做分子势能。 二 、内能的定义 我们把构成物体的所有分子，其热运动的 动能和分子势能的总和叫内能。(板书) 内能的单位是焦耳，符号J。各种形式能 量的单位都是焦耳. (板书) (图片)空中飞行的足球。 提问：这个足球，它具有什么能 小结：机械能与物体的机械运动情况有关。 内能与物体内部分子的热运动和分子之间的 相互作用情况有关，因此，内能是不同于机械 能的另一种形式的能。 三、哪些物体有内能 内能和我们的生活息息相关。 (图片)皑皑白雪上火山爆发。 火山爆发时，炽热的岩浆温度特别高，分 子运动很剧烈，所以岩浆具有内能；覆盖在火 山上冰冷的白雪温度很低。虽然温度很低，但 是白雪是由水分子构成的，水分子在永不停息 的做无规则运动，具有分子动能，所以冰冷的 白雪也具有内能。 同学们身边的桌椅、各种学习用品、屋里 的各种电器等等都具有内能。(展示图片) 学生思考，回答。 生1:这个足球，它在 运动，而且，它由于 受到重力并处于一定 高度，所以，它应该 有机械能。 生2:我认为它应该还 具有内能。足球是由 分子构成的，而所有 分子都在不停地做热 运动，具有分子动能。 足球内部分子有相互 作用力，具有分子势 能。所以足球具有内 能。 生3:我觉得足球不只 是运动的时候有内 能，它静止时同样具 有内能。因为构成它 的分子永不停息地运 动，而且分子间的作 用力一直存在，所以 足球静止时同样具有 内能。 通过讨 论、分析， 发现内 能是不 同于机 械能的 另一种 形式的 能。 从分子 动 理 论 分析温 度低的 物 体 也 有 内 能。 通过例 (
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总结：一切物体，不论温度高低，都具有 内能。 四、改变物体内能的方法：热传递 (示范)下面我们一起伸出双手，对着手 哈气，我们的手感到暖和了。 双手变暖和，是因为手的内能增加了。那 么,手增加的内能是从哪个物体的什么能转化 或转移过来的 分析：对着手哈气，温度较低的手和温度 较高的气体之间发生了热传递。热气的内能转 移给手，手的内能增大，热气的内能减少。热 传递可以改变物体的内能。 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热 量。热量的单位也是焦耳(J)。 刚才的体验中，高温的气体放出热量，温 度下降，内能减少。低温的手，吸收热量，温 度上升，内能增加。热传递的实质就是内能发 生了转移。在热传递过程中，物体吸收或放出 的热量越多，其内能的改变就越大。 生活中有许多利用热传递改变物体的内 能例子。如，捂热水袋、发烧时用冷毛巾给 人体降温、晒太阳、烤火等等，都通过热传 递改变了物体的内能。 板 书 ：四、改变内能的方法：热传递 1.热传递可以改变物体的内能。 2.在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。 热量的单位是焦耳(J)。 3.在热传递过程中，物体吸收或放出的热量越 多，它的内能变化就越大。 五、改变内能的方法：做功 除了热传递，还有什么方法可以改变物体 的内能 接下来，老师将为大家播放一个精彩的实 验视频。我们先看一下实验装置。一个配有活 塞的厚玻璃筒，一小团硝化棉。当我们迅速压 下活塞，观察发生的现象 【播放视频：压燃】[1] 我们清楚地看到，在把活塞迅速压下去， 棉花燃烧起来了。这是因为活塞下压，对筒内 一定质量的空气做功，使空气的内能增大，温 度升高，达到硝化棉的燃点。 学生对着手哈气。感 受手变暖。 知道热量的定义和单 位。 知道生活中热传递的 实例。 观看视频。 子知道 任何物 体都有 内能。 通过热 传递的 方 式 可 以增大 物 体 的 内能。 从能量 守恒的 角度理 解，热传 递 过 程 的实质 是内能 的 转 移。 由视频 引出做 功可以 改变物 体 的 内 能。
由此可见，做功也可以让物体内能增大。 下面，我们进一步认识做功吧。 我们知道物体内能是构成物体的所有分 子，其热运动的动能和分子势能的总和。从内 能的定义可以知道，同一物体内能的大小与物 体的分子数目，分子动能和分子势能有关。 现在，我们选择一定质量的气体作为研究 对象。气体被密封着，质量不变，分子数目不 变。由于气体分子间距离很远，分子间作用力 忽略不计。所以气体分子势能为零。筒内气体 内能的变化只由分子动能变化决定，气体分子 动能大小与气体温度有关。所以只要测量气体 的温度是否变化，就可以知道气体内能是否改 变。 我们一起来看看接下来做实验所需要的 装置： 这是一个注射器，里面密封了一定质量的 气体。将热电偶温度计的测温探头也密封到注 射器里。等一会，我们会很快地下压注射器的 活塞，对里面的气体做功。通过观察温度计显 示的示数是否有变化，来判断气体内能是否改 变。 答疑：迅速下压活塞对气体做功，由于这 过程时间非常短，筒内气体和外界几乎没有发 生热传递。 现在请大家留心观察压缩前、后，温度计 的示数。 【播放视频：快速压缩】(重播) 我们观察到压缩前气体温度是27.4摄氏 度，压缩后是29.9摄氏度。压缩筒内一定质 量的气体时，筒内气体分子数目不变；分子势 能为零；气体的温度上升，表明气体分子动能 增大，气体内能增大。 实验中，老师还发现，被压缩后的空气可 以把活塞弹回去。也就是说，气体膨胀能对外 做功。那气体对外做功，又能不能让气体内能 减少呢 让我们一起继续进行实验吧。请大家留心 观察一定质量的气体，在它膨胀前、后，温度 学习判断内能是否变 化的方法：根据内能 定义，可以从物体的 分子总数目、分子动 能和分子势能三方面 去分析。 生：老师，这个快速 下压活塞过程，难道 就没有发生热传递 学生学习依据内能概 念进行判断的方法。 回顾内 能的概 念，为后 续学习 做 铺 垫。 引导学 生 学 会 分析，气 体 内 能 随气体 温 度 的 变 化 关 系。 培 养 学 生有依 据地分 析问题 的 习 惯。
计的示数。 【播放视频：压缩回弹】 当筒内气体迅速膨胀对外做功，这一过程 也是时间很短，可以看作筒内气体和外界几乎 没有发生热传递。我们观察到筒内气体温度从 27摄氏度下降到24.5摄氏度。根据刚才的分 析，筒内气体分子动能减少，内能减少。说明 筒内气体迅速膨胀对外做功会使气体的内能 减少。 刚才，我们以气体为例进行几个实验，不 论是活塞对气体做功还是气体膨胀向外做 功，都使气体的内能发生了改变。所以做功可 以改变物体的内能。做功的实质，是内能和机 械能之间的转化。 这节课开始时，我们看到暖水瓶的塞子弹 了起来，就是因为具有内能的水蒸气对瓶塞做 了功，通过做功改变了物体内能的。 同学们，刚才我们在进行实验的时候，都 是做功过程很快，前后用时不到1秒。那么, 如果在室内温度不变的情况下，重新压缩气体， 这一次，我们是缓慢地压缩气体，你们猜猜看， 又会出现怎样的现象呢 【播放视频：缓慢压缩】 实验中，我们可以看到，当缓慢地压活塞， 对气体做功，温度计所显示筒内气体的温度几 乎没有改变。 请运用刚才学到的知识，分析筒内气体内 能的情况吧。 追问：筒内气体内能几乎不变。那么问题 又来了，都是压缩气体做功，为何动作快气体 内能增大，动作慢气体内能就不变呢 明确做功能改变物体 的内能。做功改变物 体内能的实质是内能 机械能转化为内能 学生思考、回答。 生：筒内气体质量一 定，分子数目不变； 分子间作用力忽略不 计，分子势能为零； 实验中气体温度几乎 不变，分子动能也不 变，筒内气体内能几 乎不变。 生1:改变物体内能的 方法有热传递和做功 两种，它们都可以使 物体的内能增大或减 前后呼 应，联系 生活 学以致 用
内能不仅通过热传递的方式给我们的生 活带来很多便利，更通过做功的方式为我国的 航天科技带来强大的动力。我国现在建造的空 间站，所有的设备都需要火箭送上去。而火箭 升空，获得的巨大机械能，就是通过燃料燃烧 释放的内能转化而来的。让我们来感受一下内 能强大的动力吧。 【播放视频：火箭升空】[2] 少。我觉得做功和热 传递还可以同时发 生。压缩得快，几乎 没有发生热传递，那 么通过对气体做功增 加的内能大于通过热 传递减少的内能。缓 慢压缩时，通过做功 使气体内能变大，与 此同时，通过热传递 使气体内能变小， 一 出一入，气体的内能 就不变了。 生2:哈哈，就好比水 池里的水，一边进水 一边排水的问题。进 水量大于排水量，水 的总量就增大，进水 量等于排水量，水的 总量就不变。 感受祖国科技的进 步。
小 结 让我们一起来回顾本节课所学到的知识： 1.内能：内能是构成物体的所有分子，其 热运动的动能与分子势能的总和。 2.一切物体，不论温度高低，都具有内能。 3.做功和热传递都可以改变物体的内 能。 4.在热传递过程中，传递能量的多少叫做 热量。热量的单位是焦耳(J)。 总结所学知识，建构 知识框架。 完成课 标知识 目标 归 纳1 分 钟
注：
1、本节课所使用的视频来源：
[1]视频资料来自《义务教育教科书教师教学用书物理九年级全一册》附带光 盘；
[2]视频资料来自“央视新闻”。
2、本节课所使用的图片来自“百度网站”。

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