資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 物理 年級 九年級 學期 秋季
課題 第十三章第二節內能
教科書 書名：義務教育教科書物理九年級全一冊教材 出版社：人民教育出版社
教學目標
1.知識與技能目標 (1)用類比的方法建立內能的概念。 (2)知道改變物體的內能有做功和熱傳遞兩種方法。 (3)能通過實例簡單描述內能與溫度的關系。知道對于同一個物體，溫度越高，內能越多； 溫度越低，內能越少。 (4)知道熱量的概念及單位。 2 . 過程與方法 (1)多因素探究時，加強控制變量表述原因的意識。 (2)探究過程中使用轉換法從微觀到宏觀的建模能力。 3.科學態度情感態度與價值觀 有學習物理的興趣，有對科學的求知欲，樂于探索日常生活中和相關科學技術中的與內 能相關的原理，有將自己的見解與他人交流的意識，勇于放棄或修正不正確的觀點。
教學內容
教學重點：內能、熱量概念，改變內能的兩種途徑。 教學難點：物體內能概念的微觀因素。
教學過程
教師活動 學生活動 設計意 圖 時 間
導 入 同學們，大家好，在學習新內容之前，先 請同學們觀看以下視頻。 【播放視頻：瓶塞彈起】[1 瓶塞彈起來說明它具有機械能，而它的機 械能是怎么來的呢 瓶塞具有的機械能，就是從水蒸氣的內能 轉化而來的。 這節課，我們一起來認識內能吧。 觀看視頻 通過生 活中的 實例，讓 學生了 解內 能。 (
約1
) 分 鐘
教 學 過 程 一、認識分子動能和分子勢能 我們知道運動的物體具有動能。構成物質 的分子具有動能嗎 【播放視頻：水分子熱運動模擬】 微觀上，物質由大量分子構成的，分子雖 小，也有質量。且一切物質的分子都在不停地 做無規則運動。所以，運動的分子也具有動能， 叫做分子動能。分子熱運動越劇烈，分子動能 觀察課件的模型動 畫，聯想動能和勢能， 認識分子動能和分子 勢能。 借助動 畫 模 型，增加 感 性 認 識。 認知 活 動 和 能 力 提
也就越大。 我們還知道彈簧形變時具有勢能，分子之 間具有勢能嗎 分子之間雖然沒有彈簧連著，但是分子之 間存在著相互作用的引力和斥力，所以分子具 有勢能，這種勢能叫做分子勢能。 二 、內能的定義 我們把構成物體的所有分子，其熱運動的 動能和分子勢能的總和叫內能。(板書) 內能的單位是焦耳，符號J。各種形式能 量的單位都是焦耳. (板書) (圖片)空中飛行的足球。 提問：這個足球，它具有什么能 小結：機械能與物體的機械運動情況有關。 內能與物體內部分子的熱運動和分子之間的 相互作用情況有關，因此，內能是不同于機械 能的另一種形式的能。 三、哪些物體有內能 內能和我們的生活息息相關。 (圖片)皚皚白雪上火山爆發。 火山爆發時，熾熱的巖漿溫度特別高，分 子運動很劇烈，所以巖漿具有內能；覆蓋在火 山上冰冷的白雪溫度很低。雖然溫度很低，但 是白雪是由水分子構成的，水分子在永不停息 的做無規則運動，具有分子動能，所以冰冷的 白雪也具有內能。 同學們身邊的桌椅、各種學習用品、屋里 的各種電器等等都具有內能。(展示圖片) 學生思考，回答。 生1:這個足球，它在 運動，而且，它由于 受到重力并處于一定 高度，所以，它應該 有機械能。 生2:我認為它應該還 具有內能。足球是由 分子構成的，而所有 分子都在不停地做熱 運動，具有分子動能。 足球內部分子有相互 作用力，具有分子勢 能。所以足球具有內 能。 生3:我覺得足球不只 是運動的時候有內 能，它靜止時同樣具 有內能。因為構成它 的分子永不停息地運 動，而且分子間的作 用力一直存在，所以 足球靜止時同樣具有 內能。 通過討 論、分析， 發現內 能是不 同于機 械能的 另一種 形式的 能。 從分子 動 理 論 分析溫 度低的 物 體 也 有 內 能。 通過例 (
升
15
)分 鐘
總結：一切物體，不論溫度高低，都具有 內能。 四、改變物體內能的方法：熱傳遞 (示范)下面我們一起伸出雙手，對著手 哈氣，我們的手感到暖和了。 雙手變暖和，是因為手的內能增加了。那 么,手增加的內能是從哪個物體的什么能轉化 或轉移過來的 分析：對著手哈氣，溫度較低的手和溫度 較高的氣體之間發生了熱傳遞。熱氣的內能轉 移給手，手的內能增大，熱氣的內能減少。熱 傳遞可以改變物體的內能。 在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱 量。熱量的單位也是焦耳(J)。 剛才的體驗中，高溫的氣體放出熱量，溫 度下降，內能減少。低溫的手，吸收熱量，溫 度上升，內能增加。熱傳遞的實質就是內能發 生了轉移。在熱傳遞過程中，物體吸收或放出 的熱量越多，其內能的改變就越大。 生活中有許多利用熱傳遞改變物體的內 能例子。如，捂熱水袋、發燒時用冷毛巾給 人體降溫、曬太陽、烤火等等，都通過熱傳 遞改變了物體的內能。 板 書 ：四、改變內能的方法：熱傳遞 1.熱傳遞可以改變物體的內能。 2.在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量。 熱量的單位是焦耳(J)。 3.在熱傳遞過程中，物體吸收或放出的熱量越 多，它的內能變化就越大。 五、改變內能的方法：做功 除了熱傳遞，還有什么方法可以改變物體 的內能 接下來，老師將為大家播放一個精彩的實 驗視頻。我們先看一下實驗裝置。一個配有活 塞的厚玻璃筒，一小團硝化棉。當我們迅速壓 下活塞，觀察發生的現象 【播放視頻：壓燃】[1] 我們清楚地看到，在把活塞迅速壓下去， 棉花燃燒起來了。這是因為活塞下壓，對筒內 一定質量的空氣做功，使空氣的內能增大，溫 度升高，達到硝化棉的燃點。 學生對著手哈氣。感 受手變暖。 知道熱量的定義和單 位。 知道生活中熱傳遞的 實例。 觀看視頻。 子知道 任何物 體都有 內能。 通過熱 傳遞的 方 式 可 以增大 物 體 的 內能。 從能量 守恒的 角度理 解，熱傳 遞 過 程 的實質 是內能 的 轉 移。 由視頻 引出做 功可以 改變物 體 的 內 能。
由此可見，做功也可以讓物體內能增大。 下面，我們進一步認識做功吧。 我們知道物體內能是構成物體的所有分 子，其熱運動的動能和分子勢能的總和。從內 能的定義可以知道，同一物體內能的大小與物 體的分子數目，分子動能和分子勢能有關。 現在，我們選擇一定質量的氣體作為研究 對象。氣體被密封著，質量不變，分子數目不 變。由于氣體分子間距離很遠，分子間作用力 忽略不計。所以氣體分子勢能為零。筒內氣體 內能的變化只由分子動能變化決定，氣體分子 動能大小與氣體溫度有關。所以只要測量氣體 的溫度是否變化，就可以知道氣體內能是否改 變。 我們一起來看看接下來做實驗所需要的 裝置： 這是一個注射器，里面密封了一定質量的 氣體。將熱電偶溫度計的測溫探頭也密封到注 射器里。等一會，我們會很快地下壓注射器的 活塞，對里面的氣體做功。通過觀察溫度計顯 示的示數是否有變化，來判斷氣體內能是否改 變。 答疑：迅速下壓活塞對氣體做功，由于這 過程時間非常短，筒內氣體和外界幾乎沒有發 生熱傳遞。 現在請大家留心觀察壓縮前、后，溫度計 的示數。 【播放視頻：快速壓縮】(重播) 我們觀察到壓縮前氣體溫度是27.4攝氏 度，壓縮后是29.9攝氏度。壓縮筒內一定質 量的氣體時，筒內氣體分子數目不變；分子勢 能為零；氣體的溫度上升，表明氣體分子動能 增大，氣體內能增大。 實驗中，老師還發現，被壓縮后的空氣可 以把活塞彈回去。也就是說，氣體膨脹能對外 做功。那氣體對外做功，又能不能讓氣體內能 減少呢 讓我們一起繼續進行實驗吧。請大家留心 觀察一定質量的氣體，在它膨脹前、后，溫度 學習判斷內能是否變 化的方法：根據內能 定義，可以從物體的 分子總數目、分子動 能和分子勢能三方面 去分析。 生：老師，這個快速 下壓活塞過程，難道 就沒有發生熱傳遞 學生學習依據內能概 念進行判斷的方法。 回顧內 能的概 念，為后 續學習 做 鋪 墊。 引導學 生 學 會 分析，氣 體 內 能 隨氣體 溫 度 的 變 化 關 系。 培 養 學 生有依 據地分 析問題 的 習 慣。
計的示數。 【播放視頻：壓縮回彈】 當筒內氣體迅速膨脹對外做功，這一過程 也是時間很短，可以看作筒內氣體和外界幾乎 沒有發生熱傳遞。我們觀察到筒內氣體溫度從 27攝氏度下降到24.5攝氏度。根據剛才的分 析，筒內氣體分子動能減少，內能減少。說明 筒內氣體迅速膨脹對外做功會使氣體的內能 減少。 剛才，我們以氣體為例進行幾個實驗，不 論是活塞對氣體做功還是氣體膨脹向外做 功，都使氣體的內能發生了改變。所以做功可 以改變物體的內能。做功的實質，是內能和機 械能之間的轉化。 這節課開始時，我們看到暖水瓶的塞子彈 了起來，就是因為具有內能的水蒸氣對瓶塞做 了功，通過做功改變了物體內能的。 同學們，剛才我們在進行實驗的時候，都 是做功過程很快，前后用時不到1秒。那么, 如果在室內溫度不變的情況下，重新壓縮氣體， 這一次，我們是緩慢地壓縮氣體，你們猜猜看， 又會出現怎樣的現象呢 【播放視頻：緩慢壓縮】 實驗中，我們可以看到，當緩慢地壓活塞， 對氣體做功，溫度計所顯示筒內氣體的溫度幾 乎沒有改變。 請運用剛才學到的知識，分析筒內氣體內 能的情況吧。 追問：筒內氣體內能幾乎不變。那么問題 又來了，都是壓縮氣體做功，為何動作快氣體 內能增大，動作慢氣體內能就不變呢 明確做功能改變物體 的內能。做功改變物 體內能的實質是內能 機械能轉化為內能 學生思考、回答。 生：筒內氣體質量一 定，分子數目不變； 分子間作用力忽略不 計，分子勢能為零； 實驗中氣體溫度幾乎 不變，分子動能也不 變，筒內氣體內能幾 乎不變。 生1:改變物體內能的 方法有熱傳遞和做功 兩種，它們都可以使 物體的內能增大或減 前后呼 應，聯系 生活 學以致 用
內能不僅通過熱傳遞的方式給我們的生 活帶來很多便利，更通過做功的方式為我國的 航天科技帶來強大的動力。我國現在建造的空 間站，所有的設備都需要火箭送上去。而火箭 升空，獲得的巨大機械能，就是通過燃料燃燒 釋放的內能轉化而來的。讓我們來感受一下內 能強大的動力吧。 【播放視頻：火箭升空】[2] 少。我覺得做功和熱 傳遞還可以同時發 生。壓縮得快，幾乎 沒有發生熱傳遞，那 么通過對氣體做功增 加的內能大于通過熱 傳遞減少的內能。緩 慢壓縮時，通過做功 使氣體內能變大，與 此同時，通過熱傳遞 使氣體內能變小， 一 出一入，氣體的內能 就不變了。 生2:哈哈，就好比水 池里的水，一邊進水 一邊排水的問題。進 水量大于排水量，水 的總量就增大，進水 量等于排水量，水的 總量就不變。 感受祖國科技的進 步。
小 結 讓我們一起來回顧本節課所學到的知識： 1.內能：內能是構成物體的所有分子，其 熱運動的動能與分子勢能的總和。 2.一切物體，不論溫度高低，都具有內能。 3.做功和熱傳遞都可以改變物體的內 能。 4.在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做 熱量。熱量的單位是焦耳(J)。 總結所學知識，建構 知識框架。 完成課 標知識 目標 歸 納1 分 鐘
注：
1、本節課所使用的視頻來源：
[1]視頻資料來自《義務教育教科書教師教學用書物理九年級全一冊》附帶光 盤；
[2]視頻資料來自“央視新聞”。
2、本節課所使用的圖片來自“百度網站”。

展開更多......

收起↑