2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 16.2 內(nèi)能教案 新人教版 (I).doc

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2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 16.2 內(nèi)能教案 新人教版 (I) 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識(shí)與技能 1.了解內(nèi)能的概念，能簡(jiǎn)單描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系。 2.能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。 3.知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，知道兩者的區(qū)別。 （二）過程與方法 通過演示實(shí)驗(yàn)，感知分子動(dòng)能與勢(shì)能。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過探究，使學(xué)生體驗(yàn)探究過程，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、對(duì)內(nèi)能概念的理解。 2、做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。 教學(xué)難點(diǎn)：內(nèi)能與溫度變化的關(guān)系。 教學(xué)方法：以實(shí)驗(yàn)探究為主的綜合啟發(fā)式教學(xué)。 教學(xué)用具：足球、彈簧、冰塊等。 教學(xué)過程： 一、引入新課 我們知道做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有機(jī)械能，那么裝著開水的暖水瓶有時(shí)會(huì)把瓶蓋彈起來(lái)，推動(dòng)瓶蓋的能量來(lái)自哪里？ 二、新課教學(xué) 1．分子的動(dòng)能、溫度 物體內(nèi)大量分子不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)于每個(gè)分子來(lái)說都有無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。由于物體內(nèi)各個(gè)分子的速率大小不同，因此，各個(gè)分子的動(dòng)能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以研究個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是沒有意義的。而研究大量分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，需要將所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值求出來(lái)，這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。 學(xué)習(xí)擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，我們知道擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)系，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，擴(kuò)散也加快。依照分子動(dòng)理論，這說明溫度升高后分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇。用上述分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能來(lái)說明，就是溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大。如果溫度降低，說明分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小。因此從分子動(dòng)理論觀點(diǎn)來(lái)看，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。“標(biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低，表示了物體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大或減小。溫度不變，就表示了分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變。 2．分子勢(shì)能 分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能。 如果分子間距離約為10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。 當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時(shí)彈性勢(shì)能增大是相似的。如圖1中彈簧壓縮，彈性勢(shì)能Ep增大。 如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時(shí)彈性勢(shì)能增大是相似的。如圖1中彈簧拉伸，Ep增大。 從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢(shì)能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢(shì)能最低點(diǎn)。 既然分子勢(shì)能的大小與分子間距離有關(guān)，那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢(shì)能的大小變化情況呢？如果對(duì)于確定的物體，它的體積變化，直接反映了分子間的距離，也就反映了分子間的勢(shì)能變化。所以分子勢(shì)能的大小變化可通過宏觀量體積來(lái)反映。 3．物體的內(nèi)能 （1）物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。 課堂討論題：下列各個(gè)實(shí)例中，比較物體的內(nèi)能大小，并說明理由。 ①一塊鐵由15℃升高到55℃，比較內(nèi)能。 ②質(zhì)量是1kg50℃的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg50℃的鐵塊，比較內(nèi)能。 ③質(zhì)量是1kg100℃的水與質(zhì)量是1kg100℃的水蒸氣，比較內(nèi)能。 （2）物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著機(jī)械能，熱運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能，同時(shí)還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈，除了具有內(nèi)能，還具有機(jī)械能——?jiǎng)幽芎椭亓?shì)能。 提問學(xué)生：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣，當(dāng)汽車以 60km/h行駛起來(lái)后，氣瓶?jī)?nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加？ 通過此問題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之總和，物體機(jī)械能增加，內(nèi)能不一定增加。 4. 物體的內(nèi)能改變的兩種方式 （1）列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具，鋸條、木頭和刀具溫度升高，說明克服摩擦力做功，可以使物體的內(nèi)能增加。 演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程，對(duì)氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。 以上實(shí)例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。 （2）在爐灶上燒熱水，火爐烤熱周圍物體，這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實(shí)例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，物體的內(nèi)能減少。 能量的單位是焦耳，熱量的單位也是焦耳。 所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。 （3）做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量，使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式，比如用攪拌器在水中不斷攪拌，也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度，這樣，水的內(nèi)能會(huì)有相同的變化量。兩種方式不同，得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道，否則我們無(wú)法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。 因此，做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 三、課堂小結(jié) 同學(xué)們，你本節(jié)課都學(xué)會(huì)了什么？請(qǐng)同學(xué)們考慮一下。然后請(qǐng)一個(gè)學(xué)生總結(jié)，大家認(rèn)真聽著，最后老師補(bǔ)充。 四、布置作業(yè) 一、判斷下面各結(jié)論是否正確？ 1．溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。 （ ） 2．同樣質(zhì)量的水在100℃時(shí)的內(nèi)能比60℃時(shí)的內(nèi)能大。 （ ） 3．內(nèi)能大的物體，溫度一定高。 （ ） 4．內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。 （ ） 5．溫度高的物體，含有的熱量多，或者說內(nèi)能大的物體含有的熱量多。（ ） 二、下列過程中，屬于通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是 （ ） A. 鉆木取火　　　　　　　　　　　　B．鋸木頭時(shí)，鋸片發(fā)熱 C．衛(wèi)星進(jìn)人大氣層時(shí)外殼發(fā)熱　　　　D．熱水中放人冰塊，水溫下降 三、關(guān)于分子動(dòng)理論和內(nèi)能，下列說法正確的是（ ） A．物體內(nèi)能增大，溫度一定升高 B．物體的溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)一定加劇 C．分子之間存在引力時(shí)，就沒有斥力 D．0℃的冰沒有內(nèi)能 四、“鉆木取火”是通過 的方式改變木頭的內(nèi)能的；太陽(yáng)能熱水器是通過 的方式改變水的內(nèi)能的。 答案： 一、1.√ 2. √ 3. 4. 5. 　　二、D　　三、B　　四、做功 熱傳遞