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第一节 物体的内能 【教学目标】 1、知识与技能 知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。 知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。 知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区别物体的内能和机械能。 2、过程与方法 在培养学生能力方面,这节课中要让学生建立:分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、 热量等五个以上物理概念,又要让学生初步知道三个物理规律:温度与分子平均动能关系,分子势能 与分子间距离关系,做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此,教学中着重培养学生对物理概念 和规律的理解能力。 3、情感、态度与价值观 通过探究与交流,使学生有将自己的见解公开并与他人讨论的愿望,认识交流合作的重要性,有 主动与他人合作的精神。 【教学重点】 使学生掌握三个概念(分子平均动能、分子势能、物体内能),掌握三个物理规律(温度与分子 平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系)。 【教学难点】 区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点;分子势能随分子间距离变化的势能曲线 是教学上的另一难点。 【教学方法】 演示法 探究 交流 【教学用具】 多媒体课件 【教学过程】 一、创设情境 导入新课 复习巩固 1、动能:物体由于 运动 具有的能。大小与物体的 质量 和 速度 有关。 2、物体由于 被举高 而具有的能叫做重力势能。大小与物体的 质量 和 高度 有关。 以此引入新课 二、探究新知 (一)物体的内能 我们能闻到沁人心脾的花香、香喷喷的饭菜,说明组成物质的分子都在不停地做无规则的运动,所以存在分子动能。 分子间存在相互作用的引力和斥力,所以存在分子势能。 物体内所有分子无规则运动的动能,以及分子势能的总和叫做物体的内能。 内能的单位是焦耳,符号为“J” 炽热的铁水有内能 冰山有内能 任何物体在任何情况下都具有内能,即:一切物体都有内能。 讨论:一杯水的温度升高了,内能有没有变化? 内能变大了 内能跟温度的关系 等质量热水的内能比冷水的内能大 炽热灯丝内能比未通电时的内能大 同一物体,温度越高,分子的无规则运动就越剧烈,分子动能就越大,物体的内能就越大。 思考:同温度的一小杯水与一大盆水比,哪个内能大? 温度相同,分子无规则运动快慢相同,质量越大,分子数目越多,所以总的内能就越大。 结论: 对同一物体,温度越高,内能越多。 同种物质,温度相同,质量越大,内能越多。总之: 影响物体内能的因素有:温度、体积、质量、状态 若物体不同,温度不同、状态不同,无法比较内能的大小 热运动:物体的内能与其温度有关,物理学中把分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。 在体积一定时,同一物体的温度越高,其内能越大;温度越低,其内能越小。 内能与机械能的区别 机械能:与整个物体的机械运动情况有关; 影响其大小的因素是:物体的质量、速度、形变量、被举高的高度。 内能:与物体内分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。 影响其大小的因素是:分子数目、温度、状态。 巩固练习 1、在温度为0℃时,静止在桌面上的铁块( A ) A.只具有内能 B.只具有机械能 C.既具有机械能,又具有内能 D.既没有机械能,又没有内能 2、下列关于物体内能的说法中,正确的是( D ) A.物体举得越高,内能越大 B.物体运动得越快,内能越大 C.0℃的物体内能为零 D.物体的温度升高了,它的内能增加 (二)改变物体内能的两种途径 播放多媒体视频:物体内能的改变 做功可改变内能 冬天,搓手可以取暖 铁丝反复弯折会发热 配有活塞的厚玻璃管筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。 实验现象:棉花燃烧。 迅速向下压活塞,空气的内能增大,达到棉花燃点而燃烧这是通过做功的方式改变物体的内能。 反复弯折的铁丝温度升高,内能增大。铁丝内能增大的原因是人对铁丝做了功,由机械能能转化 为内能。 结论:做功可以改变物体的内能。 实质:不同形式的能之间的转化。 巩固练习 3、下列事例中,通过做功的方式改变物体内能的是( C ) A.冬天用热水袋暖手 B.病人发烧时用冷毛巾在头部降温 C.汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度升高 D.冬天喝牛奶前把牛奶放在热水中烫一烫 热传递可改变内能 热传递:温度不同的物体互相接触时,低温物体温度升高,高温物体温低降低的过程。 铁锅热得烫手 暖风机开了,房间温度升高 棉被被晒得热乎乎的 热传递改变内能的三种方式:传导、对流、辐射。 热传导时,物体内各部分物质不发生移动。例如:铁锅放在火上被加热。 对流时,物体内各部分物质之间会流动,对流主要发生在气体或液体中。例如:水被加热时。 热辐射时不需要介质,例如太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。 (三)热量 热量:在热传递过程中,物体间内能传递的多少叫做热量。 符号:Q 热量的单位:焦耳(J) 注意:热量是一个过程量,只能说一个物体吸收或放 出多少热量,不能说含有或具有多少热量。 实验结果表明:1kg水温度升高1℃吸收的热量是4.2×10 3kg/m3;降低1℃放出的热量是4.2× 103kg/m3。 发生热传递时,高温物体放出热量,温度降低,内能减少; 低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。 热传递的条件:存在温度差 热传递的实质:内能的转移 热传递的结果:温度相同交流与讨论 热传递时通过热传导、对流和热辐射三种方式进行的。大家讨论:在大自然或日常生活中,分别 有哪些热传递是通过热传导、对流或热辐射进行的? 晒太阳、烤火取暖属于热辐射;炒菜时锅放在火上加热属于热传导;烧开水时,主要是通过对流 的方式使上面的水变热的。 温度、内能和热量 温度:表示物体冷热程度的物理量,它是大量分子的集体表现。 内能:物体内部所有分子动能与分子势能的总和,与物体的温度有关,同一物体,温度越高,内 能越大。 热量:在热传递过程中,物体内能的改变量。它是一个过程量,而内能是一个状态量。 巩固练习 4、下列关于功、内能、热量的描述正确的是( C ) A.机械能为零的物体,内能也一定为零 B.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 C.做功和热传递都能改变物体的内能 D.物体的内能增大,温度一定升高 信息窗 “冷冻”原子 不论是固体、液体还是气体,都是由分子或原子构成的,分子和原子在不停地运动着。要准确地 研究原子的性质,最理想的办法是将原子“冻结”起来,使它处于静止状态。 1985年,华裔科学家用强激光射击原子,利用光压阻止原子的运动,再将温度降到2.4×10-4K。 在如此低的温度下,原子的动能低到接近于零,原子被冻结了。 三、课堂小结 1、内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和。 一切物体都有内能。 2、改变物体内能的方式:做功和热传递。 热传递的三种方式:传导、对流和辐射。 3、热量:在热传递过程中,物体内能传递的多少。 四、课堂练习 1、如图所示,将一根铁丝用手快速反复弯折,铁丝弯折处会发热,弯折越快、时间越长,铁丝 弯折处分子运动越 快 ,温度越高,这个实验说明 做功 可以改变物体的内能。 2、一壶水在炉火上加热,水温升高,其内能 增大 (选填“增大”、“不变”或“减小”),改变物体内能有两种方式,这是通过 热传递 方式改变其内能的。 3、下列关于内能的说法正确的是( D ) A.具有机械能的物体不一定具有内能 B.物体温度不变,内能一定不变 C.物体没有吸热,内能一定不变 D.在温度、状态和物质种类均相同的情况下,物体的质量越大,内能越大 4、关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( A ) A.物体的温度升高,内能增大 B.物体的温度越高,所含的热量越多 C.物体内能增大,一定从外界吸收热量 D.物体的温度不变,其内能就一定不变 五、作业布置 1、完成课后作业 2、完成本节对应练习 板书 (一)内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和。 一切物体都有内能。 (二)改变物体内能的方式:做功和热传递。 热传递的三种方式:传导、对流和辐射。 (三)热量:在热传递过程中,物体内能传递的多少。 【教学反思】 物体的内能是比较抽象的物理概念,微观世界的知识,不像机械能那样直观。物体的内能是所有 分子无规则运动具有动能和分子势能的总和。物体内部的分子的能量越大,它的内能就越大,教科书 上没有明确提出分子的动能和势能,只说分子无规则运动具有的能,其实分子在做无规则运动的时候 就同时具备了动能与势能,故在教学中提出内能实际是分子的动能和势能的总和,采用类比的方法学 生很容易就理解了内能这个物理概念。 查看更多

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