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(共44張PPT)
　物體的內能
【體驗1】內能的存在
活動:觀察水燒開時,壺蓋被頂起的現(xiàn)象。
思考:
(1)原本靜止的壺蓋被頂起,它具有了　　　能。
(2)壺蓋獲得的這種能量是什么能量轉化來的 這是否預示著可能存在某種新的能量形式
提示:(1)動　(2)從內能轉化而來　是
【體驗2】內能的改變
活動1:如圖(a)反復彎折鐵絲;
活動2:如圖(b)把鐵絲放在火焰上烤一下。
(1)活動1中,手對鐵絲　　　　(選填“做功”或“不做功”),彎折后的鐵絲溫度　　　　。
(2)活動2中,在火焰上烤過的鐵絲,溫度　　　　。
提示:(1)做功 升高 　 (2)升高
1.什么是內能 是否一切物體都具有內能
2.內能與溫度有什么關系
3.改變內能的兩種途徑是什么
4.什么是熱量
探究1 內能
結合機械能的知識,思考以下問題
1.下面是物體具有機械能的實例
(1)運動著的籃球具有動能。
(2)自由下落的蘋果和地球互相吸引具有勢能。
(3)被壓縮的彈簧的各部分互相排斥而具有勢能。
與這些實例類比:物質是由分子組成的,運動著的分子具有
　　　　能;互相吸引或排斥的分子具有　　　　能。
提示:與機械能類比,物體由于運動具有動能,由于被舉高具有勢能,彈性物體由于發(fā)生彈性形變具有彈性勢能。由此可以推理:分子是運動的一定具有動能,分子間有相互作用的引力和斥力一定具有勢能。
參考答案:動　勢
2.將物體內部分子具有的能和機械能類比,我們如何定義內能
參考答案:由于分子具有動能和勢能,故把物體內所有分子無規(guī)則運動的動能以及分子勢能的總和叫做物體的內能。
3.結合分子動理論知識分析,內能與溫度有什么關系
提示:溫度越高,分子運動越快,分子動能越大,故內能越大。
參考答案:溫度影響內能大小,同一物體溫度越高,內能越大。
4.為什么說“一切物體,不論溫度高低,都具有內能”(結合分子動理論的知識)
提示:從分子動理論的知識回答。任何情況下,分子無規(guī)則運動不會停止,分子動能不會為零;分子之間的相互作用不會消失,分子勢能不會為零,因此物體的內能不會為零。
參考答案:任何情況下,分子無規(guī)則運動不會停止,分子動能不會為零,分子之間的相互作用不會消失,分子勢能不會為零,因此物體的內能不會為零。
探究2 改變內能的兩種途徑
結合“體驗2”,思考以下問題:
1.　　　　和　　　　都可以改變物體的內能。
參考答案:做功　熱傳遞
2.小實驗:如圖所示,在一個配有活塞的厚壁玻
璃筒中放一小團硝化棉,迅速向下壓活塞,棉花
球會立即燃燒起來。試一試解釋原因:向下壓
活塞,對筒內空氣　　　　,空氣溫度　　　　,
內能　　　　,達到硝化棉的著火點,棉花球立
即燃燒起來。說明　　　　可以改變物體的內
能。
提示:根據(jù)實驗過程和現(xiàn)象分析是否有力做功,物體溫度是否
變化,怎樣變化。
參考答案:做功　升高　增大　做功
3.下面是生活中常見的實例,請指出哪個力在做功 內能是增加還是減小 能量如何轉化 總結出做功改變物體內能的實質是什么。
(a)刀在磨刀石上摩擦后溫度升高;
(b)用打氣筒打氣時筒壁變熱;
(c)水沸騰時,頂起壺蓋跳動。
提示:根據(jù)所給的情景分析物體溫度或運動狀態(tài)的變化,找出能量的變化。(a)刀在磨刀石上摩擦,克服摩擦力做功,物體溫度升高,內能增加,是機械能轉化為內能;(b)用打氣筒打氣時,活塞對空氣的壓力做功,空氣被壓縮,溫度升高內能增加,機械能轉化為內能;(c)水沸騰時,水蒸氣受熱膨脹,推起壺蓋,對壺蓋的推力對壺蓋做功,壺蓋運動獲得機械能,內能轉化為機械能。由以上實例得出:做功改變物體內能的實質就是能量的轉化。
參考答案:(a)克服摩擦力做功,物體內能增加,機械能轉化為內能　(b)活塞對空氣的壓力做功,空氣內能增加,機械能轉化為內能　(c)水蒸氣對壺蓋的推力對壺蓋做功,水蒸氣的內能減小,內能轉化為機械能　能量的轉化
4.下面是生活中改變物體內能的實例
(1)加熱金屬棒的一端,金屬棒的另一端溫度升高。
(2)用煤氣灶燒水。
(3)把水放在陽光下,水的溫度上升。
分析以上實例可知,　　　　可以改變物體的內能,其特點如下:
(1)物體之間發(fā)生熱傳遞的條件是存在　　　　。
(2)傳遞的是　　　　能,是從　　　　傳遞到　　　,傳遞過程中能量的形式　　　　(選填“有”或“沒有”)變化,其實質是　　　　。
(3)熱傳遞的結果是低溫物體的內能　　　　,高溫物體的內能
　　　　。
提示:以上三個例子,被加熱物體的溫度升高,內能增加,說明熱傳遞可以改變物體的內能,分析特點,都有溫度較高的物體或物體的一部分存在溫度差,都是內能發(fā)生轉移,從高溫物體轉移到低溫物體或從高溫部分轉移到低溫部分。熱傳遞的結果是高溫物體失去內能,低溫物體得到內能,其實質就是內能的轉移。
參考答案:熱傳遞　(1)溫度差(溫度不相等)　(2)內　高溫物體　低溫物體　沒有　能量的轉移　(3)增加　減小
5.熱傳遞的三種方式是　　　　、　　　　、　　　　。
參考答案:熱傳導　對流　熱輻射
6.通過“探究”可知,做功和熱傳遞在改變物體內能方面是
　　　　的。
提示:僅憑物體溫度的變化不能判斷出是哪種方式使它的內能發(fā)生了改變,可能是做功,也可能是熱傳遞,即做功和熱傳遞的效果是相同的。
參考答案:等效
探究3 熱量的含義
1.在熱傳遞的過程中,為了衡量內能傳遞的多少,引入一個新的物理量即　　　　。
2.我們　　　　(選填“可以”或“不可以”)說一個物體具有內能,但　　　　(選填“可以”或“不可以”)說一個物體具有熱量。
提示:任何物體都具有內能,只有發(fā)生熱傳遞時內能發(fā)生了變化才談得上熱量,任何物體都不能說它具有熱量。
參考答案:1.熱量　2.可以　不可以
一、內能
1.定義:物體內所有分子無規(guī)則運動的_____,以及_________的
總和。
2.單位:_____。
3.內能與溫度的關系:如果體積變化不大,同一個物體,其_____
越高,內能_____,_____越低,內能_____。
動能
分子勢能
焦耳
溫度
越大
溫度
越小
二、改變物體內能的兩種途徑
1.做功:
(1)大小:外界對物體做功,物體的內能_____。物體對外界做功,
物體的內能_____。
(2)實質:能量的轉化。
增加
減小
2.熱傳遞:
(1)三種方式:_______、_____、_______。
(2)條件:兩物體(或部分)之間有_______。
(3)實質:能量的_____。
(4)結果:低溫物體吸熱,內能_____;高溫物體放熱,內能_____。
3.做功和熱傳遞對于改變物體的內能是_____的。
熱傳導
對流
熱輻射
溫度差
轉移
增加
減少
等效
三、熱量
1.定義:在熱傳遞過程中,物體間_____傳遞的多少。
2.實質:熱傳遞轉移的是_____。
內能
能量
【拓展延伸】影響物體內能的因素:物體的內能包括所有分子的動能和勢能,所以物體的內能不僅受物體的溫度影響,還會受質量、體積、物質種類的影響,具體關系如下。
決定因素 制約關系
溫度 溫度越高,物體內部分子的無規(guī)則運動越劇烈,物體的內能就越大
質量 在溫度一定時,物體的質量越大,也就是分子的數(shù)量越多,物體的內能就越大
體積 在質量一定時,物體的體積越大,分子間的勢能越大,物體的內能就越大
種類 不同物質的分子大小、結構不同,在溫度相同時,它們的分子動能、分子勢能不同
考點1 溫度、內能、熱量的聯(lián)系及區(qū)別
【典例1】關于溫度、熱量、內能,以下說法正確的是　(　　)
A.0℃的冰沒有內能
B.水沸騰時繼續(xù)吸熱,溫度保持不變
C.物體的溫度越低,所含的熱量越多
D.物體的內能與溫度有關,只要溫度不變,物體的內能就一定不變
【思路導引】分析本題的三個關鍵點:
關鍵點1:熱量是個過程量,內能是個狀態(tài)量。
關鍵點2:熱量是內能改變多少的量度,不是溫度改變多少的量度。
關鍵點3:內能與物體的溫度、質量和狀態(tài)都有關。
【精講精析】選B。本題考查溫度、內能和熱量的關系。一切物體都有內能,A項錯誤;水沸騰時雖然繼續(xù)吸熱,但溫度保持沸點不變,B項正確;熱量是在熱傳遞過程中傳遞能量多少的量度,不能說物體含有多少熱量,C項錯誤;物體的內能與溫度、質量、物質狀態(tài)都有關,溫度相同,質量和狀態(tài)不同,物體的內能也不同,D項錯誤。
【方法歸納】內能、溫度、熱量的區(qū)別與聯(lián)系
溫度 熱量 內能
物理
意義 物體的冷熱程度 熱傳遞過程中改變的內能 物體內所有分子動能與勢能之和
量的
性質 狀態(tài)量 過程量 狀態(tài)量
存在
情況 表示一定的冷熱程度 可能為零 不可能為零
聯(lián)系 熱傳遞改變物體的內能,物體吸熱內能增加,放熱內能減小,但溫度不一定改變(如晶體熔化);同一個物體的溫度升高內能一定增加,溫度降低內能一定減小
考點2 改變內能的兩種途徑
【典例2】寒冷的冬天,人們的手常常會感到
冷。從物理學的角度看,小麗和小亮改變手內能的途徑分別是
　(　　)
A.做功、做功　　　　　　　
B.做功、熱傳遞
C.熱傳遞、熱傳遞
D.熱傳遞、做功
【思路導引】解答本題的關鍵是確定能量是發(fā)生了轉化還是
轉移。
【精講精析】選D。本題考查改變內能的兩種方式。做功和熱傳遞都能改變內能,本題中小麗采用哈氣的方法取暖,這是利用熱傳遞的方式改變手的內能,小亮采用雙手摩擦的方法使自己的雙手熱乎起來,這是利用做功的方式改變手的內能。
【方法歸納】判斷內能改變方式的方法
1.物體的內能是指(　　)
A.物體中個別分子運動所具有的能
B.物體做機械運動所具有的能
C.物體內所有分子做無規(guī)則運動所具有的動能和分子勢能的總和
D.物體內分子定向移動所具有的能
【解析】選C。本題考查內能的概念。內能是物體內部所有分子所具有的能。對于個別分子談不上內能,A錯誤。分子動能是分子做無規(guī)則運動所具有的能量,而不是定向移動所具有的能量,更不是物體做機械運動所具有的能,B、D錯誤,C正確。
2.關于靜止在水平地面上的足球的能量,下列說法正確的是
　(　　)
A.因為足球靜止,所以足球的分子動能為零
B.因為足球在水平地面上,所以足球的分子勢能為零
C.如果足球運動起來,足球的內能要增加
D.如果足球的溫度升高,足球的內能要增加
【解析】選D。本題考查對內能概念的理解,主要是認識到內能是一種不同于機械能的能量形式。足球靜止,其動能為零,但足球內部的分子始終不停地運動著,分子動能不為零,所以A錯。足球在水平地面上,其重力勢能為零,但分子間存在著相互作用的引力和斥力,就存在著分子勢能,所以B錯。足球運動起來,其動能增加,但內能不會增加,所以C錯。足球的溫度升高,其內能增加,所以D正確。
3.下列現(xiàn)象中,通過熱傳遞來改變內能的是
(　　)
【解析】選A。本題考查改變物體內能的方式。給冷水加熱是內能從酒精燈轉移到冷水,屬于熱傳遞改變物體內能,A正確;B是壓縮空氣做功,C、D是克服摩擦力做功,均是機械能轉化為內能,屬于做功改變物體內能。
4.如圖所示的四個事例中,用做功方式改變內能的是(　　)
A.①②　 　　B.②③　　 　C.③④　　 　D.①④
【解析】選D。本題考查改變內能的兩種方式。分析四種現(xiàn)象中內能改變的方式,然后找出正確的選項。①火柴頭劃過火柴盒,兩者摩擦做功,是利用做功改變火柴頭的內能;②嘴對手哈氣是熱氣的內能轉移到手上,是熱傳遞;③炒菜是熱傳遞;④水蒸氣把軟木塞沖開是水蒸氣對外做功,因此溫度降低。
5.將一根鐵絲用手快速反復彎折數(shù)十次,鐵絲彎折處會發(fā)熱,鐵絲的內能將　　　。這個實驗說明　　　可以改變物體的內能。
【解析】本題考查改變內能的方式。彎折鐵絲,鐵絲彎折處發(fā)熱,鐵絲的溫度升高,內能增加;鐵絲內能增加的過程中對鐵絲有力的作用,由此判斷是做功改變了鐵絲的內能,是機械能轉化成了內能。
答案:增加　做功
6.如圖所示實驗,展示了人類利用內能的過程。其中,酒精燃燒過程中,能量轉化關系是　　　　　能轉化為　　　　　　能,軟木塞被沖開,能量轉化關系是_________
能轉化為　　　　　　能。
【解析】本題考查內能和其他形式能的轉化。用酒精燈在給試管加熱的過程中,酒精的化學能轉化為內能,這些內能傳遞給試管中的水,使得水的內能增加,產生大量的水蒸氣,試管內的氣體壓強增大,大于外界的大氣壓,水蒸氣就會將軟木塞沖開,即對軟木塞做功,將水的內能轉化為軟木塞的機械能。
答案:化學　內　內　機械
找找你容易錯在哪里
1 g水與1 kg水,若它們的溫度相同,內能相同嗎 說明理由。
【學生自答】
相同。因為它們的溫度相同。
【教師點評】
能知道溫度影響內能的大小,但是忽略了影響內能的其他因素,如物體的質量。
【標準解答】
不相同。雖然溫度相同,但1 kg水比1 g水的水分子數(shù)目多,分子動能和分子勢能的總和大,所以它們的內能不相同。

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