资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第2节 物体的内能（第1课时） 教学设计
一、基础信息
1. 教材版本：浙教版（2024）九年级科学上册
2. 课时： 第2章 能的转化与能量守恒 第2节 物体的内能 第1课时，课时45分钟
3. 授课对象：九年级学生
4. 课标依据：2022版义务教育科学课程标准，描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系，知道改变内能的途径，知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
二、教材分析
本节承接上一节《功和机械能》，学生已经掌握宏观机械能（动能、势能）。本节课从微观分子运动引入内能，建立微观热运动与宏观热现象的联系；是能量观念重要转折点，区分机械能与内能。知识逻辑：内能概念→改变内能途径，为后续能量守恒定律学习铺垫。
三、学情分析
1. 已有基础：知道分子永不停息无规则运动、分子间存在作用力；掌握动能、势能；熟悉摩擦发热、烧水升温等生活现象。
2. 认知难点
① 难以建立微观分子能量模型，容易混淆内能和机械能；
② 概念辨析易错：内能、温度、热量三者关系（高频错题）；
③ 分不清做功（能量转化）与热传递（能量转移）本质；
四、核心素养教学目标
（一）科学观念
1. 知道内能定义：物体内部所有分子热运动动能和分子势能总和；内能单位焦耳（J）；认识一切物体任何温度下都具有内能。
2. 掌握改变内能两种方式：做功、热传递，区分实质：做功→能量转化；热传递→能量转移。
（二）科学思维
1. 通过类比机械能，构建内能微观模型；
2. 根据实验现象推理内能变化，辨析温度、内能、热量逻辑关系。
3.通过演示实验使学生养成观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
（三）科学探究
1.通过探究找到改变物体内能的两种方法；
2.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
（四）态度与责任
使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣；
五、教学重难点
重点
内能概念；做功和热传递改变物体内能。
难点：
微观角度理解内能；区分内能与机械能；热量、内能、温度概念辨析。
六、教学过程
（一）情境导入
装有水的茶壶放在点燃的燃气灶上，壶中的水会被加热，这个过程中水具有的能--内能增加了。俗话说“摩擦生热”，寒冷的冬天你会用双手互相摩擦取暖，手的内能增加了。
提问导入：内能究竟是一种什么形式的能呢？我们如何改变物体的内能
（二）探究活动1： 内能概念（运用类比）
1.分子动能：运动的物体具有动能 ----分子动能，分子永不停息无规则运动，具有动能；温度越高，分子运动越剧烈，分子平均动能越大。
2.分子势能：被举高的物体由于重力作用具有重力势能，形变的物体由于弹力具有弹性势能。分子间存在引力、斥力，分子具有势能。
3.内能定义：物体内部所有分子热运动动能与分子势能的总和。
关键点强调：
① 研究对象：物体内部大量分子，不是单个分子；
② 一切物体，无论温度高低（0℃冰块），都具有内能；
③ 单位：焦耳（J），与机械能单位相同。
4.对比辨析：机械能 VS 内能
机械能：宏观物体整体运动、位置决定，可以为0；
内能：微观分子运动，永不为零。
思考：一块静止在地面冰块，机械能=0，内能≠0。
5. 影响内能大小因素
温度、质量、物质状态、物质种类
举例：
① 同一杯水，温度越高，内能越大；
② 相同温度，一桶水内能＞一杯水；
③ 0℃的水内能＞0℃的冰（物态影响）。
易错铺垫：物体温度不变，内能可能改变（晶体熔化）。
（三）新知探究2：改变内能的两种途径
1.途径一：热传递
视频+演示实验：用酒精灯加热金属棒的一端，用石蜡粘住的火柴依次掉落。
（1）条件：物体间存在温度差
（2）方向：内能从高温物体 → 低温物体
（3）终止：温度相同
（4）热量：热传递过程中转移内能多少；单位J
重要规范：只能说吸收/放出热量；不能说“物体含有热量”。
（5）实质：内能的转移
2.途径二：做功
（1）分组演示实验：
实验1：用力压缩针筒内的空气，观察探针温度计示数变化:
实验2：打气、瓶塞弹出实验（气体对外做功，内能减小，瓶口白雾液化）
（2）总结规律：
① 外界对物体做功 → 物体内能增加（机械能→内能）
② 物体对外做功 → 物体内能减少（内能→机械能）
（3）克服摩擦力做功使物体内能增加的事例：
（4）实质：内能与其他形式能量相互转化
3.做功和热传递对改变物体内能的等效性
普通的一根铁丝，能通过哪些方法使它的温度升高，内能增加
4. 课堂辨析
讨论：温度、内能、热量三者关系
1. 物体内能增大，温度一定升高？（×，晶体熔化）
2. 物体温度升高，内能一定增大？（√）
3. 物体吸收热量，温度一定上升？（×）
（四）迁移应用
1.下列物理现象中：
（1）哪些利用做功改变物体内能的？ 。
（2）哪些利用热传递改变物体内能的？ 。
A、锯条在石块上摩擦，锯条发热；B、热铁块投入冷水中，铁块温度降低；
C、一壶水放在地上,开水变为温水；D、用锤子反复击打一个铁片,铁片温度升高
E、用打气筒往车胎内打气，打气筒变热； F、水从高山上落下，水温稍有升高。
2.下列说法中哪些是正确的-----------------（ ）
A.0℃时分子的热运动停止，所以物体在0℃时没有内能
B.气体分子热运动最剧烈，固体分子没有热运动
C.物体的动能越大，内能也越大 D.物体温度越高，分子热运动越剧烈
3.杯子中冰块逐渐熔化成水，已知冰的密度比水小。若忽略水的蒸发，则冰块完全熔化成水后（　　）
A.体积不变，内能不变 B.体积变大，内能变大
C.体积变小，内能变小 D.体积变小，内能变大
4.曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层，外为一方鉴，内装一方壶。盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶盛食物或酒水，起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是（ ）
A.方鉴中的冰温度很低所以没有内能
B.冰块受热熔化成水的过程中内能不变
C.方壶内的食物是通过热传递的方式减少内能
D.方壶内的食物放出的热量一定等于方鉴中的冰块吸收的热量
（五）课堂小结+作业
思维导图梳理：内能定义→影响因素→两种改变方式（转移/转化）
教材课后相关习题，考试这样考。
七、板书设计
八、教学反思（预设）
1. 本节课微观概念抽象，需要借助实验、模型降低认知难度，压缩空气点火实验视觉冲击力强，建议课堂演示。
2. 学生极易混淆温度、内能、热量，需要持续对比辨析，结合温州历年真题随堂巩固；
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
第2节 物体的内能
(第1课时）
浙教版 九年级上
创设情境
内能究竟是一种什么形式的能呢？我们如何改变物体的内能
装有水的茶壶放在点燃的燃气灶上，壶中的水会被加热，这个过程中水具有的能--内能增加了。
俗话说“摩擦生热”，寒冷的冬天你会用双手互相摩擦取暖，手的内能增加了。
探究实践
我们知道，构成物质的分子永不停息地做无规则的热运动。温度越高，分子无规则热运动就越剧烈。
同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。
物体的温度越高，分子运动得越快，它们具有的动能就越大。
运动着的子弹具有动能
运动着的分子也具有动能
探究实践
物体由于被举高或发生弹性形变具有势能。
由于弹力的作用形变的弹簧具有弹性势能
由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。
相互作用的分子也具有势能
分子间存在有相互作用的引力和斥力
由于重力作用举高的杠铃储存了重力势能
探究实践
运动着的子弹具有动能
运动着的分子也具有动能
物体的动能和势能的总和称为机械能
构成物质的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
被举高或形变的物体具有势能
相互作用的分子具有势能
探究实践
在空中运动着的子弹具有机械能，同时还具有内能。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
对同一个物体，温度升高，分子热运动加快，内能增大；物体温度降低，分子热运动减慢，内能减少。
一切物体，不论温度高低，都具有内能。
炽热的钢水温度高，具有内能
寒冷的冰雪温度很低，具有内能
由于物体的内能与温度有关，因此内能也俗称热能。
探究实践
思考与讨论
1.为什么说无论是高温物体还是低温物体，都具有内能
2.为什么说内能是不同于机械能的一种形式的能
分子的无规则运动和分子间的相互作用力始终存在，内能不会为零；
内能涉及到微粒的热运动，而机械能则涉及到物体的整体运动;
内能与物体的温度、体积和物态有关，而机械能则与物体的质量、速度和高度等因素有关。
内能不可能为零，机械能可以为零；
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和；
一切物体在任何情况下都具有内能。
探究实践
探究实践
内能从高温的酒精灯火焰传递到低温的金属棒。
用酒精灯加热金属棒的一端，用石蜡粘住的火柴依次掉落：
金属棒右端低温部分从左端高温部分吸收热量，内能增大，温度升高。
金属棒从酒精灯火焰吸收热量，内能增大，温度升高。
内能从金属棒左端高温部分传递到右端低温部分。
温度不同的两个物体之间或同一物体的不同部分之间会发生热传递。
热传递可以改变物体的内能
探究实践
③热传递的实质
热量来度量内能的变化
④热传递的结果
内能从高温物体（部分）传递到低温物体（部分）
放出多少热量，内能就减少多少。
吸收多少热量，内能就增加多少；
①热传递的条件
温度不同的两个物体之间会发生热传递
存在温度差。
内能的转移。
Q = E
热量的单位是焦耳（焦）
②热传递的方向：
由高温物体（部分）和向低温物体（部分）传递。
热量的概念只有在涉及能的转移时才有意义。我们不能说物体具有多少热量，只能说某一过程中物体吸收或放出了多少热量。
探究实践
你能说出下面两个事例的内能变化吗？
从人体呼出的热的水蒸气，遇冷液化放热，内能减小；冷的手吸收热量，内能增加。
热水袋温度高，放出热量，内能减小；人体腹部温度低，吸收热量，内能增加。
热传递可以改变物体的内能。
除了热传递以外，还有什么方法可以改变物体的内能？
探究实践
探索活动
1.如图2.2-6甲所示，先在300mL透明塑料针筒前端钻一个小孔，插入探针温度计，并用热塑胶密封。
2.先向外拉动针筒活塞。使针筒内空气体积达到最大，再堵住针筒口，用力压缩针筒内的空气，观察探针温度计示数变化: ，说明针筒活塞压缩空气做功，使空气内能 。
变大
增加
甲
做功改变物体的内能
用力压缩针筒内的空气
活塞对
空气做功
空气内能增加
空气温度升高
实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。
探究实践
物体对外做功，内能又如何变化？
探究实践
3.如图2.2-6乙所示，在烧瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶里打气，当塞子跳出时，观察瓶内变化。
塞子跳起时，瓶内出现白雾。
做功改变物体的内能
乙
探索活动
向烧瓶内打气时，气体的压强增大
瓶内气体对塞子做功
气体的内能减少，温度降低
水蒸气遇冷液化成小水珠
实验表明：物体对外做功，物体的内能会减少。
4.实验中，通过什么途径改变了针筒和烧瓶内空气的内能
做功改变了针筒和烧瓶内空气的内能。
做功可以改变物体的内能。
探究实践
摩擦生热的事实，就是克服摩擦力做功使物体内能增加的事例。
双手相互摩擦，双手会发热
用锯子锯木头，锯条会发烫
陨石进入大气层，发出明亮的光
划火柴头，
火柴燃烧
请你举出摩擦生热的例子吗？并解释。
克服摩擦力做功是机械能转化为内能，使物体内能增加。
克服摩擦力做功W=f·Δs，等于增加的内能。
探究实践
做功的过程实质就是能的转化过程。
做功改变物体的内能的实质：
其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
活塞压缩注射器内气体做功
瓶内的气体对塞子做功
陨石克服大气摩擦做功
电暖器通电时发热
机械能→内能
机械能→内能
内能→机械能
电能→内能
功可以用来量度内能改变的多少
W= E
物体对外界做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能
外界对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能
探究实践
物体的温度发生变化，它的内能也发生变化。普通的一根铁丝，能通过哪些方法使它的温度升高，内能增加
思考与讨论
①放在太阳下晒 ②放在火上烧
③在石头上摩擦 ④用锤子敲打
⑤用力反复弯折 ⑥放在手中捂
⑦放在热水中烫 ……
晒 烧 捂 烫
摩擦 弯折 敲打
热传递
做 功
做功热和传递对改变物体的内能是等效的
焦耳通过实验，探究了做功与热传递在改变物体内能上的等效关系。
内能的单位与功、热量的单位一样，都是焦耳（焦）
探究实践
思考与讨论
1.同一物体，温度升高，内能增大；温度不变，内能不变吗？
温度不变，内能不一定不变。；
晶体熔化和液体沸腾时，吸收热量，温度不变；增大了分子势能，增大了内能。
2.早上骑车到校时要刹车停止，机械能变为零。能量消失了吗？
自行车刹车器
能量没有消失。
机械能转化为内能，刹车器和钢圈的内能增加了。
探究实践
热的本质
对“热是什么”，历史上有两种观点:热的物质说(热质说)和热的运动说(热动说)。
热质说认为，热是一种流质，即热质，可以渗入一切物体，没有质量，不生不灭。一个物体是热的还是冷的，取决于其中所含的热质多少。热质说可以解释当时观察到的大部分现象，如物体温度变化是因为吸收或放出了热质。
热动说认为，热是粒子运动的表现，物体由于粒子的运动而发热，但缺乏足够的实验证据。英国科学家伦福德在德国的兵工厂为炮筒镗孔时，发现钻孔加工中的热似乎是取之不尽的。焦耳通过大量的定量实验，探究了做功与热传递在改变物体内能上的等效关系，为热动说的建立莫定了坚实的实验基础。
科学阅读
迁移应用
1.下列物理现象中：
（1）哪些利用做功改变物体内能的？ 。
（2）哪些利用热传递改变物体内能的？ 。
A、锯条在石块上摩擦，锯条发热；
B、热铁块投入冷水中，铁块温度降低；
C、一壶水放在地上,开水变为温水；
D、用锤子反复击打一个铁片,铁片温度升高
E、用打气筒往车胎内打气，打气筒变热；
F、水从高山上落下，水温稍有升高。
A
D
E
F
B
C
迁移应用
3.杯子中冰块逐渐熔化成水，已知冰的密度比水小。若忽略水的蒸发，则冰块完全熔化成水后（　　）
A.体积不变，内能不变 B.体积变大，内能变大
C.体积变小，内能变小 D.体积变小，内能变大
D
2.下列说法中哪些是正确的-----------------（ ）
A.0℃时分子的热运动停止，所以物体在0℃时没有内能
B.气体分子热运动最剧烈，固体分子没有热运动
C.物体的动能越大，内能也越大
D.物体温度越高，分子热运动越剧烈
D
迁移应用
4.曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层，外为一方鉴，内装一方壶。盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶盛食物或酒水，起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是（ ）
A.方鉴中的冰温度很低所以没有内能
B.冰块受热熔化成水的过程中内能不变
C.方壶内的食物是通过热传递的方式减
少内能
D.方壶内的食物放出的热量一定等于方
鉴中的冰块吸收的热量
C
尊缶内放酒 鉴内放冰
甲 乙
板书设计
第2节 物体的内能（第2课时）
内能
内能改变
做功
热传递
外界对物体做功：
内能增加
物体对外做功：
内能减小
动能
势能
条件：存在温度差
实质：内能的转移
量度：热量。
吸收热量，内能增加；
放出热量，内能减少。
一切物体具有内能
所有分子
等效
实质是内能与其它形式能的转化
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
第2节 物体的内能（第1课时）
核心概念聚焦
1.内能是不同与机械能的一种形式的能。下列关于内能的说法中正确的是(　　)
A.温度为 0 ℃的物体没有内能 B.温度高的物体内能一定多
C.物体的内能增加，它的温度一定升高 D.一切物体都具有内能
2.下列关于热量的描述中,正确的是(　　)
A.热量就是指物体具有多少的内能 B.热量是从内能大的物体传给内能小的物体
C.热量是指物体在热传递过程中内能的变化量 D.温度越高的物体,具有的热量越大
3.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A.物体的内能增大，一定从外界吸收热量 B.物体吸收热量，温度一定升高
C.物体放出热量，温度一定降低 D.物体内能减少时，温度可能不变
4.下列图示中，改变内能方式不同的是（　　）
A.夏季吃冰激凌解热 B.用篝火烧水 C.砂轮切割金属时火星四溅 D.太阳灶烧水
5.如图所示，一只瓶子内装一些铁屑。我们既可以通过振荡,也可以通过加热，使铁屑的温
度升高，内能增大，从改变物体内能的方法来看，前者通过　　　的方法，后者通过　　　　
的方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温
度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？　　　(填“能”
或“不能”)，这是因为　 　。
6.在寒冷的冬天，取暖方式不仅仅发生能量转移的是（ ）
A.用取暖器 B.烤火 C.搓手哈气 D.抱热水袋
7.小明同学做“探究改变物体内能”的实验，如图所示。他用打气筒向装有少量酒精的瓶内
用力打气的过程中，瓶内气体的内能会　　 (填“增大”或“减小”)。
当他向瓶中继续打气，瓶塞从瓶口处跳出时，观察到瓶内有白雾产生，这
是由于瓶内的气体对外做功使其内能　　　　(填“增大”或“减小”)，
温度降低而液化。
8.用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能。
（1）如图甲所示，将手中的铁丝同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸一被弯折的部
位，会感觉到弯折部位的温度 ，表明铁丝的内
能 。
（2）如图乙所示，在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉
絮，用力将活塞压下，我们会看到：棉絮着火了，这
表明用力压下活塞时，玻璃筒内的温度 并达
到 ，所以出现了我们所看到的现象。
（3）用能量的观点来分析上述的两个现象，我们发现，用 方法改变物体的内能时，
能量是在 能和 能之间相互转化的。
核心素养提升
9.如图，仔细观察甲、乙、丙三杯水，下列判断内能大小的说法中正确的是( )
A.甲杯中水最大 B.乙杯中水最大 C.丙杯中水最大 D.乙、丙杯中水一样大
10.如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同
时管口附近产生“白气”。下列分析不正确的是 (　　)
A.水温上升时，水的内能增加 B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功，其内能减少 D.试管口的“白气”是水蒸气
（第9题图） （第10题图） （第11题图） （第12题图）
11.如图是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像,下列说法中正确的是 (　　)
A.t4时刻物体的内能为零 B.t2、t3时刻物体的内能相等
C.t2时刻物体的内能比t3时刻小 D.t1时刻物体的分子动能比t2时刻
12.如图，把一个金属管固定在桌子上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，此时设酒精的内能
为E1，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，塞子会飞出去，设塞子飞出时动
能为E，塞子飞出前瞬间酒精内能为E2，在人拉绳子的过程中，人对绳做功为W，则（　　）
A.E=E2 B.W=E C.W＞E2-E1 D.E=E1
13.很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示,在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使
劲拧瓶的下部,使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)，瓶盖弹出数米远，观
察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是(　　)
A.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能减少，温度升高
B.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能增加，温度降低
C.瓶盖弹出时气体内能减小,温度降低，水蒸气液化
D.瓶盖弹出时气体内能增加,温度降低，水蒸气液化
创新素养应用
14.如图进行做功改变内能的探究。
（1）如图甲所示用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过
程中会发现气筒的上部筒壁只是略有发热，而气筒
下部的筒壁，特别是筒壁底部附近的温度较高，甚
至烫手。导致筒壁发热有两种解释：①打气时活塞
压缩气体做功，使气体的内能______，升温的气体通过______使筒壁温度______；
②打气时活塞与筒壁之间不断地______，使筒壁的内能增加、温度______。根据上
述筒壁发热现象的描述，解释______比较合理。
（2）如图乙所示，在密封的汽缸A中有压缩空气，B是一种被销钉K锁住的活塞，C是
一个温度计若活塞与汽缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，完成下列问题：①活塞
将向______运动；②温度计的示数将______；③该实验说明气体膨胀推动活塞对外
做功时，______减少，温度降低。
参考答案
核心概念聚焦
1.D 2.C 3.D 4.C
5.做功　热传递　不能　做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的
6.C
7.增大　减小
8.（1）升高；变大；（2）升高；着火点；（3）做功；机械；内．
核心素养提升
9.C 10.D 11.C 12.C 13.C
创新素养应用
14.（1）①增加；热传递；升高；②摩擦；升高；①；（2）①右；②下降；③内能。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑