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3节 内能
教学背景
1．教学内容分析 《内能》是物理九年级全一册（人教版）《第十三章　内能》第3节的内容。本节是在分子动理论知识的基础上，具体说明内能是物体内部的能量。与机械能相比，内能不直观、更抽象，学生难以直接接受和理解。通过与机械能中动能和势能作类比建立内能的概念，运用学生已有的知识和经验学习新的知识，符合学生的认知规律。 本节内容由“内能”“物体内能的改变”两个部分构成。通过对生活中常见实例的分析，指出内能是不同于机械能的另一种形式的能。通过炙热的铁水和冰冷的冰块都有内能，说明了内能的普遍性，并给出了内能与温度的关系。再通过对生活事例的分析，以及演示实验，总结出改变物体内能的途径。 2．学情分析 从知识层面来看，学生已经知道了能量、功和热的基本概念，以及能量守恒定律的相关知识。从认知特点层面来看，初中学生好奇心强，喜欢动手操作和实验，对直观、形象的事物理解迅速，但对抽象概念的理解则可能需要更多的引导和实例说明。从思维方法层面来看，初中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键阶段。通过培养抽象思维能力，学生能够更全面地理解和应用内能的相关知识，为后续的物理学习奠定坚实的基础。 因此，在教学实践中，应注重从学生已有的知识和生活经验出发，通过对实验和实例的观察与分析，借助直观的演示和实验，引导学生运用逻辑推理和归纳总结的方法，深化对内能性质和规律的理解。
教学目标
物理观念 1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。 2．结合实例分析，知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式，且在改变内能上是等效的。 科学思维 1．经历内能概念建立的过程，体会类比的方法在学习过程中的作用。 2．通过观察现象和分析实验过程，能对相关问题和信息进行分析并得出结论，提升科学推理能力。 科学探究 1．通过对生活经验中内能现象观察，能发现问题、提出问题，具有初步的观察能力和提出问题的能力，能以书面或口头的形式表述自己的观点。 2．基于观察和实验，如演示压缩空气做功、气体膨胀做功等，分析做功可以改变气体的内能 ，提升观察能力和与他人交流的能力。 科学态度与责任 1．通过认识内能的本质，体会物理学对人类认识深化及社会发展的推动作用。 2．了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用 。 3．通过从能量角度关注科学技术对自然环境、人类生活和社会发展的影响，提高保护环境、节约资源的意识。
教学内容
教学重点 1．内能概念的建立。 2．改变物体内能的两种途径 。 教学难点 内能概念的建立。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 1．创设情境：装着热水的暖水瓶，有时瓶塞会跳起来。 2．播放视频并提出问题： （1）跳起来的瓶塞具有什么能？ （2）瓶塞的机械能从何而来？ （3）壶内水蒸气是否具有能量？ 观看视频，思考老师提出的问题，并交流讨论。 根据视频内容，提出相关问题，培养学生善于观察生活中物理现象的能力。
新知探究 一、内能概念的建立 1．展示教科书本节图“动能”，同时播放模拟水分子运动的动态图，引导学生用类比的方法建立分子动能的概念。 （1）提出问题：运动的物体具有动能，构成物质的分子具有动能吗？ （2）总结：运动的分子具有动能，这种动能叫作分子动能。构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，即分子热运动越剧烈，分子动能也就越大。 2．展示教科书本节图“势能”，再引导学生能用类比的方法建立分子势能。 （1）提出问题：弹簧形变时具有势能，构成物质的分子之间是否也具有势能呢？ （2）总结：分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能。这种势能叫作分子势能。 3．建立内能的概念：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。内能的单位是焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳。 二、理解内能是不同于机械能的另一种形式的能 1．创设情境：展示运动员用头顶足球的图片，并提出问题。 （1）足球具有机械能吗？足球具有内能吗？请说出你的判断依据。 （2）内能与机械能是同一种形式的能吗？为什么？ 2．总结：机械能与整个物体的机械运动情况有关，而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。内能是不同于机械能的另一种形式的能。 3．理解一切物体，不论温度高低，都具有内能。 （1）展示教科书本节图“铁水和冰块”。 （2）提出问题：炽热的铁水和冰冷的冰块都有内能吗？ （3）布置任务：请学生们列举出生活中哪些物体具有内能。 （4）提出问题：你能举出不具有内能的物体吗？为什么？ 三、热传递可以改变物体的内能 1．引导学生理解热传递可以改变物体的内能。 （1）到了冬天，我们会感觉双手很冷，有什么办法可以让双手暖和起来呢？ （2）这些方法在形式上相同吗？请你给它们分类。 2．研究焐热水杯使双手变暖和的过程。 （1）组织学生分组体验：在水杯倒入适量的热水（不烫手），焐手。 （2）提出一系列问题，引导学生分析焐热水杯使双手变暖的过程。 问题1：双手的温度是升高了还是降低了？说明双手是吸热还是放热？双手的内能如何变化？ 问题2：热水杯的温度会升高还是降低？说明热水杯是吸热还是放热？热水杯的内能如何变化？ 问题3：热水杯减少的能量去了哪里？ 问题4：双手增加的能量又从何而来？为什么双手会变暖？ 4．总结：从焐热水杯这个现象，我们可以看出，温度不同的物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温度降低，我们将这一过程称为热传递。 通过热传递的方式可以改变物体的内能。 四、做功可以改变物体的内能 1．通过物理情境，理解做功可以改变物体的内能。 （1）创设情境：展示教科书本节图甲“为什么冬天人们经常搓手？”除了焐热水杯、焐暖气片、烤电暖气等热传递的方式，同学们还提到了“搓手”这一办法，为什么“搓手”可以让我们的双手变暖和呢？ （2）组织学生体验：双手互相摩擦，双手变暖和的过程。 （3）提出问题：在双手互相摩擦的过程中，双手的内能是增加了还是减少了？ （4）总结：通过做功的方式可以改变物体的内能。 （5）展示教科书本节图乙“下滑时有什么感觉？”启发学生列举一些日常生活中通过做功改变物体内能的事例。 2．演示实验：压缩气体做功使气体内能增加 （1）介绍教科书本节图甲“空气被压缩时内能增加”所示的实验器材及其操作方法，演示实验。 （2）布置任务：请同学们认真观察实验，尤其注意观察厚玻璃筒的底部，并描述实验现象。 （3）创设“问题链”，引导学生分析实验过程。 问题1：脱脂棉燃烧说明筒内气体的温度是如何变化？ 问题2：筒内气体的内能是如何变化？ 问题3：通过哪种方式改变了筒内气体的内能？ （4）引导学生完整梳理实验过程并解释实验现象。 （5）总结：外界压缩气体做功，气体的内能增加，温度升高。 3．演示实验：气体对外做功使气体内能减小 （1）介绍教科书本节图乙“空气推动瓶塞时内能减少”所示的实验器材及其操作方法，演示实验。 （2）布置任务：请同学们认真观察实验，尤其注意观察烧瓶的瓶身内部处，并描述实验现象。 （3）创设“问题链”，引导学生分析实验过程。 问题1：瓶塞跳起时，瓶内出现的“白气”是什么？ 问题2：“白气”从何而来？ 问题3：水蒸气液化是吸热过程还是放热过程？ 问题4：瓶内气体的温度发生了怎样的变化？ 问题5：瓶内气体的内能发生了怎样的变化？ 问题6：减少的能量去了哪里？ （4）引导学生完整梳理实验过程并解释实验现象。 （5）总结：气体膨胀对外做功，气体的内能减少。 4．总结：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 热传递的实质是能量的转移。 做功的实质是能量的转化。 看图片及动态图，思考、分析、交流并回答。 先理解分子动能的概念，再了解分子动能和温度的关系。 观察图片，思考、分析、交流并回答。理解分子势能的概念。 建立内能的概念。在问题的引导下，思考、讨论，并进一步加深对内能的理解。 学生思考，在老师的引导下逐步理解内能与机械能的区别。 学生倾听并加强理解。 针对老师提出的问题，思考并讨论炽热的铁水和冰冷的冰块是否都具有内能。 尝试列举日常生活中具有内能的物体。尝试解释为什么某些物体看似不具有内能，但实际上一切物体都具有内能。 学生举出不同的可以使双手暖和的方法。 学生对举出的方法进行分类。 学生分组体验双手变暖的过程。 学生思考讨论问题，解决问题并理解双手变暖过程中的物理知识。 利用热传递解决实际问题，深化热传递改变物体内能的理解。 亲身体验“搓手”，小组交流。 小组交流并回答问题。 思考、讨论并回答，列举生活中的实例。 观察图片，了解实验器材及操作方法。 观察并描述实验现象：把活塞迅速压下去，筒内脱脂棉燃烧了。 思考、交流并回答。 思考、小组交流，并完整分析实验过程。 观察图片，了解实验器材及操作方法。 观察并描述实验现象：当瓶塞跳起时，瓶内出现“白气”。 思考、交流并回答。 思考、小组交流，并完整分析实验过程。 在教学过程中，引导学生从现有的生活经验和知识基础出发，运用类比的方法，借助已有知识引导学生探索新知识，降低了新知识的起点难度，将较为抽象的“内能”概念变得生动而具体，使之更贴合学生年龄特征和认知发展规律，理论与实践相结合，首尾呼应。 创设了丰富的实际情境，引导学生积极观察周围世界，深入思考日常生活的相关物理现象。 通过问题思考引发小组讨论和实例分析，激发学生兴趣和好奇心的同时，让学生能更深刻感受到内能与机械能之间的不同。 以学生的日常生活为切入点，深入探讨热传递如何改变物体的内能，并引导学生运用所掌握的知识分析现实生活中相关的应用实例。 不仅有效地激发了学生的学习热情，而且通过问题导向的方式鼓励学生主动探索，激发深度思考，从而拓宽了学生对能量观的认知视野。 借助学生现有的生活经验，引导他们观察并思考与日常生活相关的现象。通过问题导向，鼓励学生主动探索，激发他们的学习热情，帮助他们理解做功同样能够改变物体的内能。 通过演示实验，有意识地指导学生仔细观察实验现象，并组织小组进行交流讨论，激发学生的学习兴趣；通过问题导向，帮助学生梳理分析路径，更透彻地理解做功如何改变物体的内能这一过程。 在课堂上创设新的情境，演示日常生活中不易被察觉的物理现象。 通过实验演示和创设一系列问题，引导学生对观察到的实验现象进行深入地分析，帮助学生深入地理解做功改变物体内能的过程。
学以致用 1．创设四种生活情境，组织学生运用所学知识，分析热传递和做功在日常生活中的实际应用。 情境1：炎热的夏天，在饮料中放入一些冰块，饮料会变凉。 情境2：炎热的夏天，太阳能热水器水箱中的水会被晒热。 情境3：行驶中的汽车，轮胎会变热。 情境4：划火柴时，火柴头会被点燃。 2．提问：用火加热铁钉和敲打铁钉都可以使铁钉温度升高，内能增加，分别是通过什么方式改变了铁钉的内能？ 在教师的引导下，学生观察并分析四种生活情境，运用已学知识，讨论并解释热传递和做功在日常生活中的应用实例。 思考并回答教师的问题。 理解并总结。 通过创设具体的生活情境，引导学生运用所学知识去分析热传递和做功在日常生活中的应用。这样不仅能激发学生的学习热情，还能帮助学生将抽象的理论知识与现实生活紧密联系起来，提升解决实际问题的能力，体现从生活走向物理，又从物理回归生活的课标理念。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
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13.3 内能 一、内能 1．构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。 2．单位：焦耳（J）。 3．内能是不同于机械能的另一种形式的能。 4．一切物体，不论温度高低，都具有内能。 二、物体内能的改变 1．热传递可以改变物体的内能。 2．做功可以改变物体的内能。 （1）外界压缩气体做功，气体内能增加。 （2）气体膨胀对外界做功，气体内能减少。 3．做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 热传递的实质：能量的转移。 做功的实质：能量的转化。
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