2022年九年級物理全冊第十三章第一節(jié)物體的內能教案新版滬科版

1、年九年級物理全冊第十三章第 一節(jié)物體的內能教案新版滬科 版日期：2 第十三章 內能與熱機本章是在學習了機械能的基礎上,把對能量的爭論拓展到內能 . 從分子熱運動理論動身,引出內能的概念； 通過試驗說明利用內能可以做功,以轉變內能的兩種不同方法,反映了內能和其他形式的能之間的相互轉化；通過試驗探究不同物質的吸熱本事,引出比熱容的概念；知道比熱容是物質的基本屬性,并進一步學習關于比熱容的熱量運算；通過內能與機械能的轉化引出內燃機,介紹汽油機和柴油機,從燃料引出熱值、熱機效率和環(huán)境愛護,突出了化學能、內能和機械能的相互轉化和應用. 在本章的教學中始終貫穿著能量的轉化與應用這一主線,通過逐步學習各種不

2、同形式的能量之間的相互轉化,可以使同學逐步熟悉到世界是物質的, 物質是運動的,物質之間是相互聯(lián)系的,也是可以相互轉化的,有利于培育同學辯證唯物主義的科學世界觀 . 本章共分 4 節(jié)：“ 物體的內能”,敘述了內能的概念,轉變物體內能的兩種途徑,熱量以及熱量、內能、溫度的關系 . “ 科學探究：物質的比熱容”,這節(jié)是從日常生活常識動身,爭論物體在溫度上升時吸收的熱量與它的質量及質量與上升溫度的度數(shù)之間的關系 . 通過探究活動加深同學比照熱容是物質的一種特性的懂得,并通過熱量的運算讓同學進一步熟悉比熱容 . “ 內燃機” ,本節(jié)通過四沖程內燃機工作原理的學習,使同學明白內燃機的主要結構；大致明白內燃

3、機工作時,能量的轉化與轉移情形,明白汽油機和柴油機的區(qū)分；明白內燃機在現(xiàn)代生活,特殊是交通方面的應用 . “ 熱機效率和環(huán)境愛護”,本節(jié)的主要教學內容有三個,一是燃料的熱值；二是熱機效率；三是環(huán)境愛護 . 教學中,留意讓同學懂得熱值、熱機效率,會用熱值的運算公式 Q放=mq進行運算,知道熱值是燃料的一種性質,知道提高熱機效率途徑和環(huán)境愛護的重要性 . 【教學目標】1. 在學問與技能方面：知道內能、熱量的概念, 知道轉變內能的兩種方法：做功和熱傳遞； 明白比熱容的概念,能依據(jù)比熱容進行簡潔的熱量運算；知道四沖程內燃機的構造和工作原理, 知道汽油機、柴油機的結構、工作過程及應用中的不同；知道燃料燃

4、燒過程中能的轉化是化學能轉化為內能,知道燃料的熱值及其單位,能通過能量的轉化和轉移認識熱機效率,能進行關于熱值、熱機效率的運算,知道環(huán)境愛護的重要性 . 2. 在過程與方法方面：通過試驗探究找到轉變內能的兩種方式；通過探究, 熟悉到3 不同物質的吸熱才能的不同；通過演示試驗使同學明白可以利用內能來做功；利用掛圖或模型講解四沖程汽油機和柴油機的基本結構和工作原理；從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱能的本事不同, 建立燃料熱值的概念,能依據(jù)燃料的熱值運算肯定質量的燃料完全燃燒所釋放的熱量；對熱機效率有初步熟悉,能大致說出提高熱機效率的途徑 . 3. 在情感、態(tài)度與價值觀方面：通過內能、熱量,、熱機、熱

5、值的學習,知道化學能、內能、 機械能之間的相互轉化,初步熟悉科學及其相關技術對于社會進展、自然環(huán)境及人類生活的影響,有可連續(xù)進展的意識；通過對熱機效率的學習,激發(fā)同學開發(fā)新技術、提高燃料利用率的意識 . 【教學重點】1. 內能和熱量的概念,比熱容的概念和熱量的有關運算 . 2. 汽油機的工作原理及能量的轉化過程,燃料的熱值,汽油機與柴油機的區(qū)分 . 【教學難點】1. 做功與熱傳遞,利用比熱容說明生活中的現(xiàn)象2. 熱機效率,熱機中的能量轉化及缺失 . 【課時建議】本章共有 4 節(jié),建議 7 課時 . 第一節(jié)物體的內能 2 課時其次節(jié)科學探究：物質的比熱容 2 課時第 1 課時 初步熟悉比熱容第

6、2 課時 熱量的運算第三節(jié)內燃機 第四節(jié)熱機效率和環(huán)境愛護 4 第一節(jié) 物體的內能【教學目標】一、學問與技能1. 知道組成物質的分子在永不停息地做無規(guī)章運動,分子之間存在引力和斥力,并有間隔,知道分子熱運動2. 明白內能的概念,知道內能是分子動能和分子勢能的總和3. 能正確懂得內能和機械能的區(qū)分 . 4. 知道熱傳遞可以轉變物體的內能,知道熱傳遞的三種方式 . 5. 知道熱傳遞過程中,所傳遞內能的多少叫做熱量,熱量的單位是焦耳 . 6. 知道做功可以使物體內能增加或削減的一些生活事例 . 7. 知道溫度、內能和熱量的區(qū)分和聯(lián)系 . 二、過程與方法1. 通過演示試驗說明溫度和內能之間的關系2.

7、學會用類比的方法爭論問題3. 通過觀看、試驗、探究找到轉變物體內能的兩種方法 . 4. 通過演示試驗說明做功和物體內能的變化關系 . 三、情感、態(tài)度和價值觀1. 通過探究使同學體驗探究的過程,激發(fā)同學主動學習的愛好 . 2. 勉勵同學自己查找資料,培育同學自學的才能3. 通過演示試驗培育同學的觀看才能,并使同學通過試驗懂得做功和內能變化的關系 . 4. 通過分析、比照,學會用類比的方法爭論問題. 培育同學良好的科學態(tài)度和實事求是精神,幫忙同學樹立勇攀科學高峰的抱負和志向 . 【教學重點】1. 內能概念的建立 . 2. 轉變物體內能的方法 . 【教學難點】1. 正確懂得內能與溫度的關系2. 熱量

8、的概念,做功和熱傳遞的比較 . 【教具預備】老師：多媒體課件、壓縮空氣引火儀、鐵架臺、酒精燈、帶軟木塞的試管、水、硝化棉 等. 同學：鐵絲、鐵錘、砂紙、火柴、保溫水瓶盛有熱水等 . 【教學課時】5 2 課時【穩(wěn)固復習】老師引導同學復習上一節(jié)內容,并講解同學所做的課后作業(yè)老師可針對性地選擇部分難題講解,加強同學對學問的穩(wěn)固【新課引入】老師用多媒體播放嫦娥二號奔月動畫視頻,讓同學觀看、摸索與溝通 . 利用同學的感官 來激發(fā)同學的求知欲,快速進入課題摸索,同時也讓同學為祖國成就而驕傲 . 待同學看完后, 老師提問：嫦娥二號發(fā)射、進入月球軌道三次制動,依靠什么能量做動力呢？同學摸索、爭論,發(fā)表各自的看

9、法 . 老師對同學進行啟示、引導： 靠的是燃料燃燒產生高溫高壓的燃氣推動火箭做功,把衛(wèi) 星送上月球 . 燃氣為什么有這么大的能量呢？這種能量有什么特點？它與前面學習的電能、機械能有何不同呢？大家通過這節(jié)課的學習后,你就會明白. 好,下面我們開頭探究學習. 板書課題：物體的內能【預習指導】閱讀課本 P34-37 文字內容和插圖,把基本概念、規(guī)律、內能與溫度的關系、熱傳遞的 三種方式以及做功、熱傳遞轉變物體內能的實質,用紅色筆做上記號,并完成對應練習冊中“ 課前預習”部分,然后, 各小組內部溝通爭論,提出預習疑問, 組長做好記錄, 預備展現(xiàn) . 【溝通展現(xiàn)】1. 各小組代表舉手發(fā)言,報告“ 課前預

10、習” 答案,老師評判訂正 . 2. 同學質疑,老師指導釋疑 . 【拓展探究】內能的概念老師可先引導同學復習動能和勢能的相關學問,指出運動的物體因運動而具有動能,高處的物體因被舉高且受重力而具有重力勢能,發(fā)生彈性形變的物體因有彈力而具有彈性勢 能,然后,同學小組內部爭論溝通,答復以下問題 . 師 我們知道宏觀物體運動時具有動能,那么微觀物體分子具有什么能呢？生：分子在永不停息地做無規(guī)章運動,一切運動的物體都具有動能,那么分子也具有動能. 師 分子是否有分子勢能？為什么？我們可以類比什么來懂得？生：分子具有分子勢能,是由于分子之間有相互作用的引力和斥力,并且有間隔 . 我們6 可以類比重力勢能來懂

11、得物體受重力作用,在重力方向上有被舉的高度【師生互動歸納總結】物體內全部分子無規(guī)章運動的動能,以及分子勢能的總和叫做物體的內能 . 師 內能的單位是什么？物體的內能能否為零？生：內能的單位是焦耳,符號為“J” . 內能是不同于機械能的另一種形式的能量,物體的速度為零,相對高度為零,彈性形變?yōu)榱銜r,機械能可能為零 . 但分子在永不停息地做無規(guī)章運動,分子速度不為零,所以,一切分子都有分子動能 且有間隔,故一切分子也有分子勢能 . 【師生互動歸納總結】; 分子之間存在引力和斥力,并一切物體都具有內能,但并不是全部物體都具有機械能,如在水平面上靜止的石頭便沒有機械能 . 例題 1多媒體展現(xiàn)以下有關物

12、體內能的說法中,正確的選項是A.0 的物體沒有內能解析：內能是物體內部全部分子的分子運動和分子勢能的總和,一切物體在任何時刻任 何溫度下都具有內能,應選 D. 答案： D 【課堂訓練】老師引導同學做對應練習冊中的題目 . 內能的影響因素 同學小組內部爭論溝通,答復以下問題：師 什么是分子熱運動？分子熱運動與溫度有怎樣的關系？生：物理學中把分子的無規(guī)章運動叫做分子的熱運動,分子的熱運動與溫度有關,物體的溫度越高,分子運動越猛烈. 師 課本圖 13-1 、圖 13-2 說明內能跟什么因素有關？生 1：與溫度有關,物質溫度發(fā)生變化時,分子運動速度快慢也會有變化,所以物體內 能也會發(fā)生變化 . 生 2

13、：與質量有關,對同一物質而言,質量越大,物體內部分子數(shù)目越多,所以分子動 能和勢能越大,內能越大 . 生 3：與狀態(tài)有關,當物質的狀態(tài)發(fā)生變化. 分子間的距離也會發(fā)生變化,就分子間相互作用力的強弱也會發(fā)生變化,所以分子間的勢能發(fā)生變化,內能也變化 . 【師生互動歸納總結】7 1內能與溫度有關,同一物體；溫度越高,內能越大；溫度越低,內能越少 . 2內能仍與物體的體積或質量、狀態(tài)有關,同種物質,溫度相同時,體積質 量越大,內能越大 . 師 請同學們摸索內能與機械能有什么區(qū)分？生 1：機械能是宏觀物體具有的,看得見,能直觀感受到 看不見,只能借助它表現(xiàn)出來的現(xiàn)象感知 . . 而內能是微觀分子具有的

14、,生 2：分子總是在永不停息地運動,因此,內能應當每時每刻,不管何種狀態(tài)都具有；但物體的機械能不是每時每刻都有 . 【師生互動歸納總結】內能與機械能是兩種不同形式的能,內能是與分子運動相對應的能量,是物體內部分子動能與分子勢能之和,是與物體內部分子數(shù)、溫度、分子間距離有關的能量 . 機械能是與整個物體的機械運動相對應的能量,是物體動能與勢能之和,是由物質質量、 整個運動狀態(tài)和相對位置打算的能量 . 例題 2多媒體展現(xiàn)關于物體的內能,以下說法正確的選項是A. 物體的質量越大,內能越小B. 物體舉得越高,內能越大C.物體運動得越快,舉得越高,內能越大D.對于同一種物體,物體溫度越高,內能越大解析：

15、在分析物體內能時,應留意物體的內能與三個因素有關,即物體的質量、溫度、狀態(tài), 與物體的運動速度和舉起的高度無關,物體的速度和舉起的高度影響的是機械能,而機械能與內能是兩種不同形式的能,對于同一種物體,溫度越高,內能越大 . 同種物質,溫度相同,狀態(tài)不變時,質量越大,內能越大,應選 D. 答案： D 【課堂訓練】老師引導同學做對應練習冊中的題目 . 做功轉變物體的內能一、老師演示課本圖 13-3 試驗,引導同學觀看試驗現(xiàn)象,并歸納試驗結論 . 生：現(xiàn)象：快速壓下活塞,硝化棉燃燒 . 結論：對物體做功,物體的內能增加 . 二、同學分組試驗：按課本圖 13-4 試驗,指出試驗現(xiàn)象和結論 . 8 生：

16、鐵絲彎折處燙手,對物體做功,物體的內能增加,溫度上升 . 三、老師按以下裝置進行演示試驗,引導同學觀看試驗現(xiàn)象,并歸納結論 . 生：現(xiàn)象：軟木塞被沖出后,試管口顯現(xiàn)白霧 . 結論： 水蒸氣膨脹時對軟木塞做功,水蒸氣內能減小,溫度降低,水蒸氣發(fā)生液化形成“ 白氣” 小水滴 . 【師生互動歸納總結】外界對物體做功,物體內能增加；物體對外做功,物體內能削減 . 做功轉變物體內能的實質是內能和其他形式能的相互轉化 . 例題 3多媒體展現(xiàn)以下所描述的場景中,不屬于做功轉變物體內能的是解析：轉變物體內能的方法有兩種,即做功和熱傳遞. 加劇的溫室效應是氣候變暖,多年的積雪由于吸熱而融解,這是熱傳遞使雪內能增

17、加的結果,而其他三項都是摩擦做功使物體內能增加 . 故正確選項為C. 答案： C 【課堂訓練】老師引導同學做對應練習冊中的題目 . 熱傳遞轉變物體的內能 同學小組合作探究,答復以下問題：師 課本圖 13-5 、13-6 、13-7 共同說明白什么？生：熱傳遞可以轉變物體的內能,圖中鐵鍋、房間空氣、棉被吸熱,內能增加,溫度升 高. 師 熱傳遞有哪幾種方式？圖13-5 、 13-6 、13-7 各屬于什么方式？生：熱傳遞有傳導、對流和輻射三種方式,課本圖. 13-5 、圖 13-6 、圖 13-7 的熱傳遞方式分別是傳導、對流、輻射. 如夏天路邊沙燙腳,沙子和腳發(fā)生熱師 熱傳遞的三種方式有什么區(qū)分

18、？試舉例說明生：熱傳導時, 物體內各部分的物質不發(fā)生移動,傳導 . 但它們的物質沒有發(fā)生移動；對流時,物體內各部分物質之間會流淌,對流主要發(fā)生在氣體或液體中,如燒開水,沸騰前,壺下部的水溫度高,密度小,上升,四周密度大的冷水流過來填補, 水這樣循環(huán)流淌,使整壺水變熱,同樣的道理,暖氣裝置一般安裝在窗戶下方,便于使整個房間的空氣循環(huán)流淌來傳熱；熱輻射不需要介質,如曬太陽,燒火取暖都靠熱輻射傳熱的 . 9 師 發(fā)生熱傳遞的物體或同一物體的不同部分,它們的內能和溫度會有怎樣的變化？生：高溫物體或高溫部分加,溫度上升 . ,內能減小,溫度降低；低溫物體或低溫部分內能增師 熱傳遞發(fā)生的條件是什么？終止的

19、條件是什么？生：發(fā)生的條件是物體之間或同一物體的不同部分存在溫度差,終止的條件是物體之間或同一物體的不同部分溫度相同 . 【師生互動歸納總結】1. 熱傳遞可以轉變物體的內能,發(fā)生熱傳遞時,高溫物體內能削減,溫度降低；低溫物體內能增加,溫度上升,當兩個物體溫度相同時,熱傳遞停止 . 2. 轉變物體內能的途徑是做功和熱傳遞,一個物體的內能轉變了,可能是發(fā)生了熱傳遞,也可能是做了功 . 例題 4多媒體展現(xiàn)以下說法中正確的選項是B. 一個物體的內能增加了,肯定是發(fā)生了熱傳遞解析：冬天哈氣取暖是熱傳遞轉變物體內能,A錯誤；一個物體的內能增加了,可能是對它做了功,也可能是發(fā)生了熱傳遞,B錯誤；熱傳遞傳遞的

20、是內能,而不是溫度,C錯誤；烈日下自行車與太陽之間是通過熱傳遞方式中熱輻射使車胎內能增加的,故 D正確 . 答案： D 【課堂訓練】老師引導同學做對應練習冊中的題目 . 熱量小組內部爭論溝通,解答以下問題,老師點撥：師 什么是熱量？其物理量符號、單位及符號是什么？生：在熱傳遞過程中,物體間內能傳遞的多少稱為熱量,用字母“Q” 表示,單位是焦耳,符號為“J” . 師 熱傳遞的實質是什么？生：熱傳遞的實質是內能從高溫物體向低溫物體轉移的過程,高溫物體的內能削減,溫度降低,低溫物體內能增加,溫度上升 . 師 請同學們試著用熱量來說明開水溫度降低,冷水、冰塊溫度上升過程中內能的變化 . 生：開水溫度降

21、低,放出熱量,內能削減；而冷水、冰塊四周的氣體、冰箱中的氣體吸收熱量,溫度上升,內能增加 . 【師生互動歸納總結】10 熱量、溫度、內能的關系：1溫度是表示物體的冷熱程度的物理量狀態(tài)量. 2內能是能量的一種形式,它是物體內全部分子熱運動的動能和勢能的總和狀態(tài) 量,我們可以說某種物體具有多少焦耳內能 . 3熱量是描述熱傳遞過程中傳遞能量多少的物理量過程量,沒有內能的轉移就不能談熱量 . 我們不能說某個物體具有或含有多少熱量,更不能比較兩個物體熱量的大小,只有發(fā)生了熱傳遞時,有了內能的轉移,才能爭論熱量問題 . 4熱量的多少與物體內能多少、物體溫度的高低沒有關系 . 物體吸取或放出熱量,它的內能將

22、發(fā)生轉變,但它的溫度不肯定轉變,如：晶體熔化、凝固 . 例題 5多媒體展現(xiàn)以下關于溫度、熱量和內能的說法中正確的選項是A. 物體溫度上升,肯定吸取了熱量B. 物體放出熱量,溫度肯定降低C.物體溫度上升,內能肯定增加D.物體內能增加時,溫度肯定上升解析：轉變物體內能的方式是做功和熱傳遞,它們在轉變物體的內能上是等效的 . 物體溫度上升可能是對物體做了功,也可能是吸取了熱量,所以 A選項錯誤； 當晶體在熔化和凝固時,分別吸取和放出熱量,而溫度保持不變,所以B、D選項錯誤；物體的溫度上升,其內部分子的動能增加,所以內能肯定增加,因此 C選項正確 . 答案： C 【課堂訓練】老師引導同學做對應練習冊中的題目 . 【課堂小結】老師引導同學歸納總結本節(jié)課學到了什么？【課后