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教案
课 题 第十四章 第1节 内能及其改变 课型 新授课
教学目标 1.通过类比机械运动，建立 “内能是物质内部能量形式” 的物理观念；在从分子运动视角理解内能本质的过程中，体会微观与宏观的关联，培养基于现象探究本质的科学思维。 2.结合具体实例，分析内能与温度（分子动能）、质量（分子数量）、状态（分子势能）的关系，能系解释 冰块熔化等现象，在过程中强化 “微观粒子运动决定宏观能量变化” 的科学推理能力，深化对物质能量特性的物理观念。 3.观察摩擦生热（做功）、铁锅烧水（热传递）等实例，归纳改变物体内能的两种方式，理解能量的 “转化”与“转移”，在对比分析中培养区分不同能量变化形式的科学思维；通过动手操作 “压缩空气引火”“打气筒” 等简易实验，体会能量变化的具体过程，提升科学探究的实践能力。 4.结合热传递现象，理解热量是 “过程量” 的特性；在分析 “物体吸热升温”“放热降温” 的过程中，建立热量与内能变化的关联，培养用规范物理术语描述能量传递的科学态度，强化对能量概念的物理观念。 5.全面了解内能在生活、生产中的广泛应用，深刻认识到物理知识对社会发展的重要推动作用，增强将科学知识应用于生活实际的意识和责任感。
教学重点 能准确说出内能的概念，明确其是物体所有分子的分子动能与分子势能的总和，知道内能的单位是焦耳（J），理解分子动能和分子势能的含义，掌握影响物体内能的因素，包括温度、质量、体积、状态和物质种类，清楚改变物体内能的两种途径 —— 做功和热传递，能阐述做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，且知道热传递的三种类型（热传导、热对流、热辐射）。
教学难点 清楚改变物体内能的两种途径 —— 做功和热传递，能阐述做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，且知道热传递的三种类型（热传导、热对流、热辐射）
教学方式 讲授法、讨论法、分组实验探究法、ppt演示法。
教具 多媒体 、内能的相关实验器材
教学过程设计 教师活动预设 学生活动预设 设计目的
【ppt3】 展示男孩、女孩取暖的图片，提问 “你知道下图中男孩、女孩都用什么方式取暖吗？”，引入对改变内能方式的探究。 【ppt4】 通过知识构建图和类比（运动的物体具有动能），讲解分子动能的概念，即分子由于做无规则热运动而具有的能叫做分子动能。 【ppt5】 结合拉伸和压缩的弹簧具有势能进行类比，说明分子间的势能叫做分子势能，且物质的分子之间存在引力和斥力，分子因相互作用产生分子势能。 【ppt6】 明确内能的定义为物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和，单位是焦耳（J），强调内能是物体的内能，单个分子的动能和势能无意义，内能是自然界能量存在的一种形式。 【ppt7】 展示寒冷的冰山、炽热的铁水、冰水、常温的书桌等图片，说明一切物体无论温度高低、状态如何，都具有内能，并向学生提出 “为什么物体的内能有大小之分，究竟内能大小和什么有关？” 的问题。 【ppt8】 通过开水和冷水、发光和未发光的灯丝、烧红和常温的铁块等实例，说明同一物体，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，内能越大。 【ppt9】 借助大桶水和小杯水、大砖块和小砖块、大铁球和小铁球等例子，表明温度相同的情况下，质量大的物体，内能越大。 【ppt10、11】 以 0℃的冰水混合物为例，提出除温度和质量外，内能还与哪些因素有关的问题，进而说明物体的内能与质量、温度、体积、状态、物质种类有关，并列出各因素对其实验的影响情况，强调四个影响因素中任一发生变化，物体内能就会改变，而内能改变不一定由某一特定因素引起。 【pp12】 展示冰融化成水的图片，说明冰温度升高融化成水，内能增加，体现物体的内能会发生变化，引出对改变物体内能途径的探究。 【pp13】 展示探究做功与内能改变关系的实验视频（压缩气体做功），包括实验原理图、实验现象（硝化棉燃烧、筒壁发热）及分析，得出活塞压缩气体做功的过程中，机械能转化为内能的结论。 【pp14】 通过用力快速压缩活塞和释放活塞的实验，结合温度 — 时间曲线，说明压缩气体做功时气体内能增大、温度升高，气体膨胀对外做功时气体内能减小、温度降低，得出活塞压缩气体做功机械能转化为内能，气体膨胀对外做功内能转化为机械能的结论，还提及用温度传感器探究该关系。 【pp15】 指出做功可以改变物体的内能，其实质是内能与其他形式的能（如机械能）的相互转化。 【pp16】 说明外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外界做功，物体的内能会减小，温度降低，强调其实质是内能与其他形式的能的转化，并列举水壶里的水沸腾后壶盖被顶起、屁股与滑梯摩擦生热、向瓶内打气后瓶塞跳起等实例。 【pp17】 提出 “一桶水想要其内能增大，温度升高，除了对其做功还有什么办法？”“要使小桶内水的内能增加，你能不能想出一些做功的方法？” 等问题，进而介绍压缩气体法和摩擦生热法两种做功增加水内能的方法。 【pp18】 讲解热传递的第一种类型 —— 热传导，即从物体温度较高的部分向温度较低的部分传递，或在相互接触的不同温度的物体之间传递，关键在于 “直接接触”，并列举铁锅和饼之间、天冷时用暖水袋捂手、铁锅烫手等实例。 【pp19】 介绍热传递的第二种类型 —— 热对流，依赖于流体（液体或气体）的宏观流动来传递热量，是流体特有的热传递方式，列举杯内热水和冷水之间、烧水时、暖风机取暖等实例。 【pp20】 说明热传递的第三种类型 —— 热辐射，是唯一不依赖物质媒介的热传递形式，通过电磁波（主要是红外线）的形式向外发射能量，即使在真空中也能进行，列举火炉和人之间、太阳和鱼干之间、太阳和被子之间的热辐射实例。 【pp21】 阐述热传递的概念为能量从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分；发生条件是不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差；热量是热传递过程中传递能量的多少，单位是焦耳（J），等于物体内能的变化量；实质是能量发生了转移；高温物体放出热量、内能减小，低温物体吸收热量、内能增加，且强调热传递过程中传递的是能量，不是温度。 【pp22】 介绍使小桶内水的内能增加的热传递方法，如热传导法（将金属筒放在火焰上加热或放入热水中）、热辐射法（用强光源照射），并指出做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 【ppt23】 定义热量为在热传递过程中，物体间内能传递的多少，符号为 Q，单位是焦耳（J），并说明 1kg 水温度升高 1℃要吸收的热量为 4.2×10 J，温度降低 1℃要放出的热量为 4.2×10 J，展示热传递时高温物体与低温物体之间热量传递、内能和温度变化的关系。 【ppt24】 科学世界 【ppt25、26】 知识迁移 【ppt27】 知识小结 观看、思考 思考、讨论 听讲、记忆 听讲、记忆 听讲、记忆 分析、思考 观看、思考 观看、思考 观看、思考、讨论 实验、思考 实验、思考 实践、思考 分析、讨论 分析、思考、讨论 思考、解释 思考、辨析、记忆 思考、辨析、记忆 思考、辨析、记忆 参与、讨论 听讲、记忆 归纳、总结 引导学生观察生活中的现象，初步思考改变内能的可能方式，培养学生从生活中发现物理问题的能力，为后续探究改变内能的两种途径做铺垫。 用知识构建图和类比（运动的物体具有动能）讲解分子动能，是为了利用学生已有的 “动能” 知识进行迁移，将抽象的分子动能概念与宏观的动能概念建立联系，降低理解难度，帮助学生更易接受和理解分子动能的含义。 目的是通过学生熟悉的弹簧势能，类比理解分子间因相互作用而具有的分子势能，将微观的分子势能与宏观现象关联，使抽象概念具体化，便于学生理解。 用生活中直观的实例，让学生理解 “同一物体，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，内能越大”，将抽象的理论与实际现象结合，加深对温度影响内能的理解。 拓展学生对影响内能因素的认知，让学生了解内能还与体积、状态、物质种类有关，通过具体实例分析各因素的影响，培养学生全面分析问题的能力，同时强调内能变化的复杂性（任一因素变化都可能导致内能改变）。 通过直观的实验现象（硝化棉燃烧、筒壁发热），让学生亲眼观察到做功可以改变内能，帮助学生理解 “做功改变内能的实质是机械能与内能的转化”，培养学生的实验观察能力和分析能力。 进一步验证做功对内能的影响：压缩气体时内能增大、温度升高，气体膨胀对外做功时内能减小、温度降低。结合曲线让学生更清晰地感知内能与温度的变化关系，加深对做功改变内能实质的理解。 引导学生运用所学的 “做功改变内能” 知识解决实际问题，培养学生的知识应用能力和创新思维，同时为后续对比热传递改变内能的方法做准备。 系统梳理热传递的核心知识，让学生明确热传递的定义、发生条件（温度差）、热量的含义（传递的能量多少）、实质（能量转移）以及温度与内能的变化关系，纠正 “热传递传递温度” 的错误认知，构建完整的热传递知识体系。 帮助学生辨析这三个易混淆的概念，明确它们之间的联系与区别（如温度升高内能不一定吸热，吸热温度不一定升高），纠正错误认知，培养学生的逻辑思维和辨析能力。 让学生将热传递知识应用到实际问题中，同时明确 “做功和热传递在改变物体内能上是等效的” 这一重要结论，帮助学生建立知识间的联系，加深对两种改变内能途径的理解。 通过归纳热量概念使学生形成物理观念。 巩固练习，评价本节课学生掌握情况。
板书设计 第1节 内能及其改变 一、物体的内能 1.分子动能：分子由于做无规则热运动而具有的能 2.分子势能：分子间的势能 3.内能：物体内所有分子动能与分子势能的总和 4.单位：焦耳（J） 5.内能的影响因素：温度、质量、体积、状态、物质种类 二、改变内能的两种途径 1.做功 实质：内能与其他形式能的转化 示例：搓手取暖（机械能→内能）、活塞压缩气体（机械能→内能）、气体膨胀对外做功（内能→机械能） 2.热传递 定义：能量从高温物体传到低温物体，或从同一物体的高温部分传到低温部分。 三种类型：热传导、热对流、热辐射 发生条件：存在温度差 实质：能量的转移 三、热量 热量（Q）：热传递过程中传递能量的多少，单位是焦耳（J） 状态量(共27张PPT)
内能及其改变
第1节
第十四章 内能与热机
物理沪科版新课标九年级全一册
1.通过类比机械运动，建立 “内能是物质内部能量形式” 的物理观念；在从分子运动视角理解内能本质的过程中，体会微观与宏观的关联，培养基于现象探究本质的科学思维。
2.结合具体实例，分析内能与温度（分子动能）、质量（分子数量）、状态（分子势能）的关系，能系解释 冰块熔化等现象，在过程中强化 “微观粒子运动决定宏观能量变化” 的科学推理能力，深化对物质能量特性的物理观念。
3.观察摩擦生热（做功）、铁锅烧水（热传递）等实例，归纳改变物体内能的两种方式，理解能量的 “转化”与“转移”，在对比分析中培养区分不同能量变化形式的科学思维；通过动手操作 “压缩空气引火”“打气筒” 等简易实验，体会能量变化的具体过程，提升科学探究的实践能力。
4.结合热传递现象，理解热量是 “过程量” 的特性；在分析 “物体吸热升温”“放热降温” 的过程中，建立热量与内能变化的关联，培养用规范物理术语描述能量传递的科学态度，强化对能量概念的物理观念。
5.全面了解内能在生活、生产中的广泛应用，深刻认识到物理知识对社会发展的重要推动作用，增强将科学知识应用于生活实际的意识和责任感。
学习目标
难点
重点
重点
新课引入
寒冷的天气里，如何让双手暖和起来？
一、物体的内能
知识构建
1.分子动能：分子由于做无规则热运动而具有的能叫做分子动能。
宏观
微观
运动的物体具有动能。
构成物质的分子在永不停息地做无规则运动，运动的分子具有动能。
类比
一、物体的内能
2.分子势能：物质的分子之间存在引力和斥力，并有空隙，因此，分子还具有因其相互作用产生的分子势能。
拉伸的弹簧具有势能
压缩的弹簧具有势能
宏观
相互排斥的分子也具有势能。
相互吸引的分子也具有势能。
微观
一、物体的内能
重点
物体的内能
3.内能：物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和称为物体的内能。
4.内能的单位: 焦耳（J）。(各种形式能量的单位都是焦耳)
5.内能是物体的内能（非分子的内能）。单纯考虑一个分子的分子动能和分子势能是没有意义的。
6.内能是自然界能量存在的一种形式。
寒冷的冰山
炽热的铁水
冰水
常温的书桌
一切物体无论温度高低、状态如何，都具有内能。
为什么物体的内能有大小之分，究竟内能大小和什么有关
7.内能的影响因素
冰山温度很低，是不是没有内能
一、物体的内能
开水和冷水
发光和未发光
烧红和常温
等质量热水的内能比冷水的内能大
灯丝炽热时的内能比未通电时的内能大
铁块烧红后比常温下的铁块内能大
物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大。
同一物体，温度越高内能越大；温度越低内能越小。
一、物体的内能
7.内能的影响因素
一、物体的内能
大桶水和小杯水
大砖块和小砖块
大铁球和小铁球
温度相同的情况下，质量大的物体，内能越大。
等温度的大桶水的内能比小桶水的内能大
等温度的大砖块的内能比小砖块的内能大
等温度的大铁球的内能比小铁球的内能大
7.内能的影响因素
一、物体的内能
除了温度和质量，内能还与哪些因素有关？
为什么0℃的冰水混合物中，等质量的冰和水，内能也是不一样的？
0摄氏度的冰水混合物
7.内能的影响因素
物体的内能与物体的质量、温度、状态、体积、物质种类有关。
(2)质量：当温度和状态相同时，质量越大的物体内能大；
(1)温度：同一物体，温度越高，内能越大；
(3)状态：同一物体当状态改变时，内能发生改变。
一、物体的内能
冰
水
温度升高，冰融化成水
冰融化成水，内能增加
7.内能的影响因素
二、改变物体内能的两种途径
哪些途径可以改变物体的内能呢？
冰
水
知识构建
实验探究
探究活动一
探究实验视频
实验分析
实验结论
实验现象及分析1
实验现象
硝化棉燃烧、筒壁发热。
向下压活塞
压缩气体做功
气体内能增大、温度升高
气体温度达到硝化棉的燃点，点燃硝化棉。
活塞压缩气体做功，气体内能增加；机械能转化为内能。
手用力向下压活塞
硝化棉
实验原理图
实验探究
探究活动二
用温度传感器探究做功与内能改变的关系
实验分析
实验结论
实验现象及分析2
实验目的
探究做功与内能改变的关系
用力快速压缩活塞
压缩气体做功
气体内能增大、温度升高
活塞压缩气体做功，内能增加，机械能转化为内能；
气体膨胀对外做功，内能减小，内能转化为机械能。
温度—时间曲线
温度t/℃
时间t/min
18
20
22
24
26
0
1
2
释放活塞
气体膨胀对外做功
气体内能减小、温度降低
外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高；
物体对外界做功，物体的内能会减小，温度降低。
实质：内能与其他形式的能的转化。
1.做功可以改变物体的内能
二、改变物体内能的两种途径
你能举例说出一些做功改变内能的例子吗？
不断弯曲铁丝，人对铁丝做了功，增大了铁丝的内能，铁丝弯折处的温度升高。
不断的来回搓动双手，双手摩擦做功，掌心内能增大，温度升高。
火箭发射时利用高温燃气膨胀做功，将燃料内能转化为火箭的机械能，内能减小。
水壶里的水沸腾后，壶嘴处的壶盖会被顶起
屁股与滑梯摩擦生热。
向瓶内打气，对气体做功,瓶塞从瓶口跳起,瓶内有“白雾”出现。
一桶水想要其内能增大，温度升高，除了对其做功还有什么办法？
要使小桶内水的内能增加，你能不能想出一些做功的方法？
压缩气体法：在小金属筒内装入少量的水和空气，密封好筒口。使用活塞或其他工具对筒内的空气进行快速压缩，压缩气体时对气体做功，气体的内能增加，温度升高，进而通过热传递使水的内能增加。
摩擦生热法：加盖子，用粗糙的布或砂纸紧紧包裹住金属筒，快速地来回摩擦金属筒的表面。在摩擦过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，通过热传递使筒内水的内能增加。
二、改变物体内能的两种途径
2.热传递可以改变物体内能
（1）热传导：从物体温度较高的部分向温度较低的部分传递，或者在相互接触的不同温度的物体之间传递。关键在于 “直接接触”。
铁锅和饼之间的热传导
天冷时用暖水袋捂手
铁锅烫手也属于热传导
二、改变物体内能的两种途径
二、改变物体内能的两种途径
（2）热对流：则依赖于流体（液体或气体）的宏观流动来传递热量，是流体特有的热传递方式。
杯内热水和冷水之间的热对流
烧水时，热通过水的对流从壶底传向壶内各处，从而使水温升高，内能增加
暖风机靠热对流升高室内的温度。
2.热传递可以改变物体内能
二、改变物体内能的两种途径
（3）热辐射：是唯一不依赖物质媒介的热传递形式，它通过电磁波（主要是红外线）的形式向外发射能量，即使在真空中也能进行。
火炉和人之间的热辐射
太阳和鱼干之间的热辐射
太阳和被子之间的热辐射
2.热传递可以改变物体内能
归纳总结
二、改变物体内能的两种途径
（1）热传递：能量从高温物体传到低温物体，或者是从同一物体的高温部分传到低温部分。
（2）发生条件：不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
（3）热传递的实质：能量发生了转移。
（5）注意：热传递过程中，传递的是能量，而不是温度。
（4）高温物体放出热量、内能减小，低温物体吸收热量、内能增加。
2.热传递可以改变物体内能
二、改变物体内能的两种途径
一桶水想要其内能增大，温度升高，除了对其做功还可以利用热传递的方法。
热传导法：将小金属筒放在火焰上加热，或者把它放入盛有热水的容器中。高温物体通过热传导的方式将热量传递给金属筒，进而传递给筒内的水，使水的内能增加。
热辐射法：用一个强光源对着小金属筒照射。强光源发出的热量通过热辐射的形式传递给金属筒和水，使水吸收热量，内能增加。
注意：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
三、热量
热量
1.热量：在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。
2.符号：Q ，单位焦耳（J）
3.实验研究表明：1kg水温度升高1℃要吸收的热量为4.2×103J，温度降低1℃要放出的热量为4.2× 103J。
4.发生热传递时：
科学世界
钻木取火
钻木取火的原理基于摩擦生热。当两个物体相互摩擦时，机械能转化为热能，随着摩擦的持续进行，热量不断积聚，当温度达到可燃物的燃点时，就能引燃可燃物，产生火焰。
在中国古代神话中，燧人氏就是钻木取火的发明者，他教会了人们取火的方法，被后人尊为 “火祖”。
钻木取火，这一简单而又伟大的发明，承载着人类对光明和温暖的追求，见证了人类文明的不断进步。它像一颗璀璨的明珠，在人类历史的长河中闪耀着永恒的光芒。
知识迁移
1.如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（ ）
A.逐渐增加
B.保持不变
C.通过做功改变
D.通过热传递改变
AB、从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手，其温度降低，所以内能逐渐减少，故AB错误。
CD、做功改变物体内能是能量的转化过程，如摩擦生热是机械能转化为内能。而热传递改变物体内能是能量的转移过
程，是由于温度差引起的，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加。金属勺子由烫手到不烫手，是因 为勺子与周围空气存在温度差，勺子向空气中散热，内能减小，这是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。故选：D。
D
知识迁移
2.小明用可乐瓶制作出水火箭，如图所示，先在瓶里装适量水，旋紧瓶塞，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，用打气筒往瓶里打气。打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确 的是（ ）
A.用打气简往瓶里打气，瓶体膨胀起来，说明力可以改变物体的运动状态
B.用打气筒往瓶里打气，水火箭瓶内气体的内能保持不变
C.水向下喷出时，通过热传递的方式减小了瓶内空气的内能
D.水火箭向下喷水上升过程中，水火箭的惯性减小
D
A、用打气筒往瓶里打气，瓶体膨胀起来，说明力可以改变物体的形状，故A错误；
B、往水火箭里打气，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增大，温度升高，故B错误；
C、水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，通过做功的方式减小了瓶内空气的内能，故C错误；
D、水火箭向下喷水上升过程中，质量减小，水火箭的惯性减小，故D正确。故选：D。
知识小结
内能的单位: 焦耳（J）
分子势能：分子间的势能叫做分子势能。
外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高，反之内能减小，温度降低。
做功实质：内能其他形式的能的转化。
知识点1相交线
分子动能：分子由于做无规则热运动而具有的能叫做分子动能。
内能及其改变
内能：物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和称为物体的内能。
内能的影响因素：温度、质量、体积、状态、物质材质。
物体的内能
改变物体内能的两种途径
热量
一切物体皆有内能。
热传递：能量从高温物体传到低温物体，或从同一物体的高温部分传到低温部分
发生条件：不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差
热传递的实质：能量发生了转移。
热量：在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。符号Q，单位J
过程量，一般说物体传递了多少热量，吸收热量，不能说物体具有热量。

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