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第一节 内能及其改变
沪科版·九年级物理全一册
情境导入
火箭发射升空时，其机械能不断增加。
火箭增加的机械能从何而来？
复习回顾
1. 物体由于______而具有的能量叫做动能。
决定动能大小的因素：物体的_____和_____。
2. 物体由于________________所具有的能量叫做重力势能。
决定重力势能大小的因素：物体的____和______________。
3. 物体因______________而具有的能叫做弹性势能。
决定弹性势能大小的因素__________________。
速度
质量
运动
处于一定的高度
所在位置的高度
质量
发生弹性形变
弹性形变的大小
探究新知
知识点1 物体的内能
1. 分子动能和分子势能
类 比
运动的皮球具有动能
运动的分子呢
运动的分子也具有动能
分子动能：构成物质的分子在永不停息地做无规则运动，运动的分子都具有动能。
类 比
弹簧形变时具有势能
分子间相吸引和排斥，分子之间有势能吗？
互相吸引或排斥的分子也具有势能
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。
2. 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。
定义
焦耳（J）
单位
各种形式能量的单位都是焦耳
内能 = 分子动能 + 分子势能
对内能的理解
①内能是指物体的内能，不是分子的内能。
②内能具有不可测量性，即不能准确地知道一个物体内能的具体数值，但可以比较两个物体内能的大小。
分子的热运动
炽热的铁水有内能，那冰冷的冰山有没有内能？
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。
内能大小与哪些因素有关？
思考
等质量的两杯水，热水和冷水的内能是否相同？
3. 影响内能大小的因素
物体温度升高
分子的热运动就越_____
分子动能就_____
组成这个物体的所有分子的动能总和_____
这个物体的内能也就_____
剧烈
越大
增加
增加
物体的温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大
同一物体的状态和体积改变
分子结构发生了改变
分子间的作用力也就发生了改变
导致分子势能发生变化
内能发生变化
同一物体的状态和体积改变时，分子间的作用力改变，分子势能改变，内能改变
等质量的冰块和冰水混合物的内能是否相同？
其他条件相同时，一杯水的内能和一壶水的内能是否相同？
其他条件相同时，物体的质量越大，分子的个数越多，内能越大
水和容器的内能相同吗？
不同物质分子的大小、结构、分子间的作用力不同，内能不同
内能与机械能的区别与联系
内能 机械能
区别 定义 分子动能和分子势能的总和 物体动能和势能的总和
影响因素 温度、质量、状态、体积和物质种类等 质量、速度、高度、弹性形变程度等
存在条件 永远存在 物体运动或被举高或发生弹性形变时
联系 （1）物体一定具有内能，但不一定具有机械能 （2）物体的内能和机械能可以相互转化 例 1 关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A. 同一物体温度降低，它的内能一定减小
B. 静止的物体没有动能，也没有内能
C. 温度为 0 ℃ 的物体没有内能
D. 温度相等的 1 kg 水和 1 g 水的内能相同
A
跟踪训练
知识点2 改变物体内能的两种途径
内能是会变化的，可以用物体的温度来判断其内能是否发生了变化。
做
学
中
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如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，硝化棉就燃起来了。
注意操作安全！
1. 做功可以改变物体的内能
迅速向下压活塞
_____对筒内_____做功，_______转化为_____
筒内空气内能_____
筒内空气温度_____，达到硝化棉的_____
硝化棉燃烧
活塞
空气
机械能
内能
增加
升高
燃点
分析：
活塞压缩气体，对气体做功，气体内能增加，温度升高
将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处会发热
弯折铁丝，人对铁丝做了功，增大了铁丝的内能，所以铁丝弯折处的温度升高了。
内能与其他形式的能（如机械能）的相互转化。
做功改变物体内能的实质是什么？
思考
大量实验表明：做功可以改变物体的内能。
两手相互摩擦,手会暖和一些
火箭发射时利用高温燃气膨胀做功，将其内能转化为火箭的机械能
“神舟”飞船返回舱在返回地面的过程中，克服与大气层间的摩擦力做功，返回舱表面温度可达几千摄氏度
铁锅烫手
暖风机升室温
太阳光晒棉被
通过热传导、热对流和热辐射进行的热传递，都能使物体温度升高，改变物体的内能。
2. 热传递可以改变物体的内能
热传导
热对流
热辐射
热传导： 物体内各部分的物质不发生移动
热对流：物体内各部分的物质会流动
热辐射：不需要介质，如太阳的光和热
A.放在太阳下晒 B.在石头上摩擦
C.放在热水中烫 D.放在火上烧
E.用锤子敲 F.放在手中捂
……
你能对它们进行分类吗？
除了弯折铁丝，还有哪些方法能使它的温度升高？（即增加它的内能）
思考
使铁丝温度升高
A.放在太阳下晒
C.放在热水中烫
D.放在火上烧
F.放在手中捂
用温度更高的物体使铁丝温度升高
热传递
B.在石头上摩擦
E.用锤子敲
用力反复弯折
温度升高的过程，往往伴随着运动
做 功
做功和热传递是改变物体内能的两种途径。
例 2 下列实例中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A. 物体放在取暖器旁温度升高
B. 反复捶打铁片，铁片变热
C. 食品放入电冰箱后温度降低
D. 医生用冰袋给发热的病人降温
B
跟踪训练
知识点3 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。通常用字母 Q 表示。
定义
焦耳（J）
单位
——内能转移的量度
实验研究表明，1 kg 水温度升高 1 ℃ 要吸收的热量为4.2×103 J，温度降低 1 ℃ 要放出的热量为 4.2×103 J。
注意：
热量是热传递过程中物体内能的改变量，是个过程量。
热量可用“吸收”或“放出”表述，不能用“具有”或“含有”表述。
一滴热水掉进冷水，热传递的方向是怎样的？
思考
热水
冷水
温度高
温度低
放出热量，温度降低，内能减少
吸收热量，温度升高，内能增加
？
在热传递过程中，能量一定是从高温物体传向低温物体，而不一定是从具有内能多的物体传向具有内能少的物体。
热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移。
能量
改变物体内能的方式
方式 效果 能的种类是 否改变 实质
热传递
做功
高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加
不变
内能的转移
对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能减少
改变
其他形式的能与内能相互转化
热传递和做功在改变物体的内能上是等效的
温度、热量、内能的区别
温度 热量 内能
定义 宏观上准确表示物体的冷热程度，微观上反应物体中分子无规则运动的剧烈程度 在热传递过程中，物体间内能传递的多少 物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和
性质 状态量 过程量 状态量
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
表述 “是”“降低” “升高”等 “吸收” “放出” “具有”“增加”“减少”等
温度、热量、内能的联系
温度 热量 内能
联系 内能与温度 同一物体温度升高，内能______增加，但内能增加时，温度______升高 内能与热量 物体吸收热量，内能______增加，但内能增加时，________是吸收了热量 热量与温度 物体温度升高时，________是吸收了热量，物体吸收热量后，温度______升高 填“一定”或“不一定”或“一定不”
一定
不一定
一定
不一定
不一定
不一定
随堂练习
1.夏天，将饮料放进冰箱一段时间后，饮料温度降低。试分析饮料在冰箱中的内能变化，并解释内能变化的原因。
解：饮料放出热量，内能减少，温度降低。原因是饮料温度高于冰箱内的温度，发生了热传递。
2.图中两名儿童的取暖方式是（ ）。
A.两人都是通过做功取暖
B.两人都是通过热传递取暖
C.男孩通过热传递取暖，女孩通过做功取暖
D.男孩通过做功取暖，女孩通过热传递取暖
D
3.关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）。
A.物体的温度越高，所含热量越多
B.温度高的物体，内能不一定大
C.0℃的冰块，内能一定为零
D.任何两物体间都会发生热传递
B
4.原始的人类用“钻木取火”的方法取得火种。你能说出其中的道理吗？现在人们用火柴点火，从物理学的角度来看，它们是否有相同的原理？
解：“钻木取火”的原理是摩擦生热，钻木时，钻头和木头之间克服摩擦做了功，双方内能都增大，温度升高。当达到木头的着火点时，木头就燃烧起来。火柴点火与钻木取火有相同的原理，都是利用了做功改变物体的内能。
课堂小结
1.物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和。内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态及物质的种类有关。
2.改变内能的方式：做功和热传递。
物体对外界做功，内能减少；外界对物体做功，内能增大。
高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增大。
3.热量。

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