九年级物理全册 16.2 内能教案 新人教版-新人教版初中九年级全册物理教案.doc

第二节 内能
教学目标：
（一）知识与技能
1.了解内能的概念，能简单描述温度与内能的关系。
2.能区别物体的内能和机械能。
3.知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别。
（二）过程与方法
通过演示实验，感知分子动能与势能。
（三）情感、态度与价值观
通过探究，使学生体验探究过程，激发学生主动学习的兴趣。
教学重点：
1、对内能概念的理解。
2、做功和热传递都能改变物体的内能。
教学难点：内能与温度变化的关系。
教学方法：以实验探究为主的综合启发式教学。
教学用具：足球、弹簧、冰块等。
教学过程：
一、引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么装着开水的暖水瓶有时会把瓶盖弹起来，推动瓶盖的能量来自哪里？
二、新课教学
1．分子的动能、温度
物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。
学习扩散现象时，我们知道扩散现象与温度有关系，温度越高，分子运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。
2．分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。
如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。
既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。
3．物体的内能
（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。
课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。
（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。
提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？
通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，物体机械能增加，内能不一定增加。
4. 物体的内能改变的两种方式
（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。
演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。
以上实例说明做功可以改变物体的内能。
（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。
能量的单位是焦耳，热量的单位也是焦耳。
所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。
因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
三、课堂小结
同学们，你本节课都学会了什么？请同学们考虑一下。然后请一个学生总结，大家认真听着，最后老师补充。
四、布置作业
一、判断下面各结论是否正确？
1．温度高的物体，内能不一定大。 （ ）
2．同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。 （ ）
3．内能大的物体，温度一定高。 （ ）
4．内能相同的物体，温度一定相同。 （ ）
5．温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。（ ）
二、下列过程中，属于通过热传递改变物体内能的是 （ ）
A. 钻木取火　　　　　　　　　　　　B．锯木头时，锯片发热
C．卫星进人大气层时外壳发热　　　　D．热水中放人冰块，水温下降
三、关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体内能增大，温度一定升高
B．物体的温度升高，分子运动一定加剧
C．分子之间存在引力时，就没有斥力
D．0℃的冰没有内能
四、“钻木取火”是通过 的方式改变木头的内能的；太阳能热水器是通过 的方式改变水的内能的。
答案：
一、1.√ 2. √ 3. × 4. × 5. ×　　二、D　　三、B　　四、做功 热传递