教科版物理九年级上册第一章《分子动理论与内能》教学教案

1.1分子动理论

教学目标

【知识与能力】

1.知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 2.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 3.知道分子热运动的快慢与温度的关系。 4.知道分子之间存在相互作用力。 【过程与方法】

1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 2.通过演示实验使学生知道物体温度越高，分子热运动越剧烈。

3.通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力。 【情感态度价值观】

用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解可以认识直接感知的现象，也可以认识无法直接感知的事实。

教学重难点

【教学重点】

1.通过扩散现象说明分子在不停地运动。 2.分子运动和温度有关。 【教学难点】

指导学生对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。

课前准备

香皂，香水，用化学方法制取的二氧化氮气体，广口瓶两个，小玻璃板一块，十天、二十天、三十天的硫酸铜溶液与清水之间扩散的实验样本，红墨水，烧杯，胶头滴管，热水，弹簧测力计，真空贴钩，小刀，铅柱，钩码，铁架台，自制分子作用力与分子间距演示器。

教学过程

创设情景、引入新课

我们生活的物质世界中，充满着各种各样的物质。在远古时代，人们就猜想物质是由很多很小的微粒组成的。现代的科学技术已证实古人的猜想，表面上看起来连成一片的水，其实是由一个个的水分子组成。但是用我们肉眼是看不到的，分子体积很小。

那我们怎么能知道分子是运动的还是静止的？我们可以用高倍的显微镜来观察，这确实是个方法。有没有其他方法呢，想一想，我们打开桌子上放的那瓶香水或打开那盒香皂，有什么感觉?我们很快就可以闻到香味。为什么我们能够能闻到香水或香皂的香味?是不是因为香水和香皂的气味跑到鼻子里。 ◆探究活动1：

在教室内喷洒香水，请同学们讨论香味是如何传播的？

盛夏时节，百花绽放。四溢的花香引来了长喙天蛾，它们悬浮在空中吸食花蜜。花香是如何传播的呢？

其实不是气味跑到了我们的鼻子里，而是一些带有香味的分子，进入空气中，向各个方向散布开来。当它们到达我们的鼻子里时，我们就会闻到香味。 新课进行时 一、物质的构成

1．常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。

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2．分子的大小：直径约为10m。 3．分子间有空隙。 二、分子热运动

1．扩散现象：不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象。 ◆探究活动2：扩散现象

(1)气体扩散实验（盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片）：在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，如图所示。抽掉玻璃板后，观察有什么变化发生？

实验现象：一段时间后，两瓶气体彼此进入对方，颜色混合均匀，变为浅红棕色。 实验结论：气体分子在不停运动。

(2)液体扩散实验（烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗）：在烧杯里装一半清水，将CuSO4溶液注入清水中，放置30天后。观察现象。

实验现象：一段时间后，硫酸铜溶液和水混合均匀。 实验结论：液体分子在不停运动。 (3)固体扩散实验

实验现象：几年后电子显微镜下观察到的合金。 实验结论：固体分子在不停运动。

2．气体、液体、固体都能发生扩散现象。一般情况下，固体之间的扩散最慢，气体之间的扩散最快。

3．扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子间有间隙。 ◆探究活动3：

影响扩散快慢的因素（烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管）：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯底注入红墨水。

实验现象：热水杯的颜色先变得均匀。

实验结论：温度越高、分子无规则运动越剧烈，扩散得越快。 4．影响扩散快慢的因素：温度。

5．分子无规则的运动叫分子的热运动。 三、分子间的作用力

◆探究活动4：分子间的作用力

（1）分子间有引力：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开。

实验现象：磨光的两铅柱紧压对接在一起，下面挂很重的物体也不能将它们分开。 实验结论：分子间有引力。 （2）分子间有斥力

实验现象：针管里的气体压缩到一定程度后，很难再被压缩。 实验结论：分子间有斥力。

1．分子间存在引力

宏观表现：固体、液体能保持一定体积，不致散开。 2．分子间存在斥力

宏观表现：固体、液体很难被压缩。

类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球，分析分子间作用力。分子间存在引力和斥力，如图所示。

3．引力和斥力之间的关系

（1）分子间作用力与分子间距离(r)有关： r ＜平衡距离时，表现为斥力； r ＞平衡距离时，表现为引力；

r ＞10倍平衡距离时，作用力很微弱，可以忽略。 （2）引力和斥力的变化过程

引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但在变化过程中，始终是斥力变化得快。 四、分子动理论及应用 1．内容：

(1)物质由分子组成；

(2)分子在永不停息地做无规则运动； (3)分子间存在相互作用的引力和斥力。 2．应用：

例：用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素。

五、固态、液态、气态的微观模型 1．固态物质：分子排列紧密，分子间作用力强，分子虽然做无规则运动，但位置相对稳定。 2．液态物质：分子间作用力比固体小，分子没有固定位置，运动比较自由。 3．气态物质：分子间距很大，高速向周围运动，分子间作用力很小。 六、课堂练习

1.下列现象中，属于扩散现象的是（ ）

A．春天刮起沙尘暴，飞沙漫天 B．三九寒天下雪时，雪花飞舞 C．煮稀饭时，看到锅中米粒翻滚 D．槐树开花时，周围香气弥漫 2.关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）

A．扩散现象只发生在气体之间 B．液体分子间只存在吸引力

C．固体的分子间没有空隙 D．宇宙天体、分子都在不停息地运动

3.常见物质是由大量分子组成的。扩散现象是由于分子______形成的；一定量的水和酒精混合，总体积变小，是由于分子之间存在_______；固体和液体很难被压缩，是由于分子之间存在_________。

4.如图所示，是由微颗粒（1-50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”。在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾。与此现象有关的判断正确的是（ ）

A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙 B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力 C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动

D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠

5.公共场所禁止吸烟。这主要是考虑到在空气不流通的房间里，即使只有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味，这是因为（ ）

A．分子很小 B．分子间有引力

C．分子间有斥力 D．分子在不停地做无规则运动 点拨：1.D 2.D 3.无规则运动 间隙 斥力 4.D 5.D 七、板书设计

第一节 分子动理论

1．常见的物质是由分子、原子构成的。 2．扩散

(1)扩散现象：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。 (2)影响扩散快慢的主要因素：温度。 (3)扩散现象表明：

组成物质的分子是不停地做无规则运动的； 组成物质的分子间是有间隙的。

3．分子间同时存在相互作用的引力和斥力。

1.2 内能和热量

教学目标

【知识与能力】

（1）了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

（2）知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变。 （3）了解热量的概念，知道热量的单位是焦耳。

（4）知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。 【过程与方法】

（1）通过探究找到改变物体内能的两种方法。

（2）通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。 （3）通过查找资料，了解地球的“温室效应”。 【情感态度价值观】

（1）通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。

（2）通过演示实验，培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。

（3）鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。

教学重难点

【教学重点】

内能概念的建立；改变物体内能的两种方法。 【教学难点】

做功和热传递在改变物体内能上是等效的。

教学过程

引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生的过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规则运动有什么关系呢？ 新课教学 1．内能

（1）分子具有动能和势能

类比：运动的足球具有动能；运动的分子也具有动能。 被拉伸的弹簧的各部分互相吸引而具有势能；地球附近的物体受到地球的吸引，被举高的物体具有势能；分子间相互吸引也具有势能。

被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能；互相排斥的分子也具有势能。

结论：构成物质的分子在不停地做热运动，同样具有动能，而分子间具有相互作用力，又使得它们具有势能。 （2）物体的内能

物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 内能的单位是焦耳（J）。

内能：是所有分子热运动的动能和分子势能的总和，与物体是否做机械运动无关。 机械能：物体整体所具有的能，是物体动能和势能之和，与物体机械运动有关。 （3）内能、温度、热量的关系 ①内能跟温度的关系

温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，内能也增大，反之，物体温度降低，其内部分子无规则运动的速度减小，物体内能减小。因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。

物体内能的变化，不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时变化有时却不变化。如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能虽然发生了变化，但温度却保持不变，这是因为物体的分子势能发生了变化。 ②内能与热量的关系 物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递。即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是外界对物体做了功（或物体对外做了功）。

而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少。因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。 ③热量与温度的关系

物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）。这时物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度

却保持不变。

物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。 （4）机械能与内能的比较

空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。

①物体宏观运动而具有的能是机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。 ②内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。

想一想：冰山有内能吗？

冰冷的冰山，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。一切物体不论温度高低，都具有内能。 2．内能的改变

（1）热传递改变内能

物体吸热 温度升高 内能增加 物体放热 温度降低 内能减少 热传递改变内能的实质是：内能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一部分。

思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？

内能改变多少可用传递的热量的多少来量度。

在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。

热传递的三种方式：生活中常见的热传递改变内能的三种方式。传导：放在热汤中的金属勺子变热了；对流：烧水水变热；辐射：晒太阳。 （2）做功改变内能

演示实验：克服摩擦做功

克服摩擦做功可以使物体的内能增加。 压缩气体做功也可以使物体的内能增加。 气体膨胀对外做功，物体的内能减少。

结论：对物体做功,内能增加,温度升高。物体对外做功,内能减少，温度降低。 思考：你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？

用火烧、太阳晒、用手焐，用温度更高的物体使铁丝温度升高，热传递。

用手搓、在地上摩擦、用锤敲、反复弯折，温度升高的过程，往往伴随着运动，做功。 热传递和做功改变物体的内能是等效的 随堂练习

1．在0℃的房间里，静止在地面上的铅球[ ]

A．具有机械能 B．没有机械能 C．具有内能 D．没有内能 2．下列关于物体的内能和温度关系的说法中，正确的是 [ ] A．物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高 B．物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大

C．物体的内能只和温度有关，所以温度高的物体，内能一定大 D．物体的内能只和温度有关，内能大的物体温度一定高

3．下面四句话中都有一个“热”字，其中哪一句话中的“热”字表示温度 [ ] A．热传递 B．物体吸热温度升高 C．摩擦生热 D．今天天气很热 4．物体从粗糙的斜面上滑下来，则 [ ]

A．机械能不变，内能不变 B．机械能增加，内能不变 C．机械能减小，内能减少 D．机械能减小，内能增加 5．下列说法正确的是 [ ]

A．一切物体都具有内能

B．一定质量的物体，温度越高，内能越小 C．物体的内能增加，温度一定升高 D．物体的速度增加，内能一定增加

6．下列关于内能的概念的说法中，错误的是 [ ] A．任何物体都具有内能 B．0℃的冰不具有内能

C．一个物体的温度发生变化，它的内能也变化 D．内能和机械能的单位都是焦耳 7．下列说法正确的是[ ]

A．有机械能的物体必有内能 B．无机械能的物体必无内能

C．有内能的物体可能无机械能 D．内能与机械能是两种不同形式的能 8．下列与物体的内能有关的因素是 [ ]

A．物体的运动速度 B．物体的高度 C．物体的运动速度和高度 D．物体的温度 9．下列说法错误的是 [ ]

A．温度越高，分子无规则运动越快

B．温度越高，气体、液体、固体的扩散越快 C．温度越高，液体蒸发得越快 D．温度越高，物体的运动速度越大

参：1．BC 2．B 3．D 4．D 5．A 6．B 7．CD 8．D 9．D

1.3 比热容

教学目标

【知识与能力】

1.通过探究实验了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性。 2.尝试用比热容解释简单的自然现象。

3.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算问题。 【过程与方法】

1.通过探究，比较不同物质的吸热能力；

2.了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解“热岛效应”。

3.通过查比热容表知道不同物质的比热容一般不同，学习利用物理知识解释日常生活中的实际问题的能力。 【情感态度价值观】

1．在探究活动中体验科学探究的乐趣，培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。 2．在探究活动中培养学生合作精神。

教学重难点

【教学重点】

比热容的定义与应用。 【教学难点】

会利用公式Q=cm ∆t进行简单的吸、放热计算。

教学过程

创设情景、引入新课

白天海滩上的沙子热得烫脚，而海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，而海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？

提出问题：为什么在同一时刻沙子和海水的温度却不一样？ 猜想：沙子吸热升温比水快；沙子放热降温比水快。 体验生活：（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？ （2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？

水在温度升高时吸收的热量，跟水的质量(m)有关，跟温度升高的度数(Δt)有关 。 设计实验：1.如何使物质的温度升高？2.如果改变加热方式会不会影响实验效果? 信息快递：如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同。

演示实验：出示盛有等质量的水和煤油的两只烧杯，可以明显地看出两者的体积不相同，这是为什么？不同的物质其密度不同，密度是物质的属性。 实验器材：电加热器（俗称：“热得快”），电加热器每一秒钟放出的热量是一定的，两个电加热器是相同的，在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。

实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸收的热量比煤油多。

提出概念：比热容就是比较不同物质吸热能力大小的物理量。 一、比热容

经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。

比热容用符号c表示，单位是焦每千克摄氏度，符号是 J/(kg·℃)。

如果某物质的比热是a J/(kg·℃)，它是说单位质量为一千克的该种物质，每升高1℃时（或降低1℃时），吸收（或放出）的热量是a J。

思考问题：为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。 二、比热容的应用

质量相同的不同物质，可吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有很好的作用。

解释：1．同样的日照条件下，为什么中午的沙子比海水的温度要高？ 2．我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象，你能解释其中的原因吗？

想想议议：我国北方室内的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水作为输送能量的介质有什么好处？生活中、各种产业中，还有没有用水来加热或散热的情况？

三、热量的计算

比热容在数值上等于单位质量的某物质温度每升高1℃所吸收的热量。 质量为m的某种物质（比热容为c）温度升高△t需要吸收多少热量？

小结：物体的质量为m，比热容为c，温度变化值为△t，物体在温度变化过程中吸收或放出

的热量Q=cm△t。

例：一个水壶装满质量为4 kg，温度为20 ℃的水，要将水烧开（1标准大气压），水需要吸收多少热量？

在利用Q=cm△t进行计算时要注意：

1．各个物理量的单位。质量单位用千克（kg），温度单位用℃。

2．△t是温度的变化值，既不是初温也不是末温，注意区分温度“升高到”和“升高了”。 3．物体吸热升温和放热降温的计算公式相同，注意温度的变化。 4．还可以利用公式变形计算

质量：；

比热容：；

温度变化：。 四、板书设计 1.比热容

定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。 单位：J/(kg·℃)。 物理意义：

3

水的比热容4.2×10J/(kg·℃)表示1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量

3

是4.2×10J。 2.比热容的计算：

Q=cm(t-t0) 吸热

Qcmt

Q=cm(t0-t) 放热

C 表示比热容 t表示温度变化 t表示末温 t0表示初温 3.水的比热容比较大的应用

暖气中用水作为工作物质、沿海地区昼夜温差小，内陆昼夜温差大、红薯窖里放一桶水等。 五、随堂练习

1．在1大气压下，2kg的初温为20℃的水，吸收了7.0×105J的热量后，水的温度( ) A．升高到100℃ B．升高到83.3℃ C．升高到103.3℃ D．不能确定

2．下列事例中①沿海地区昼夜温差小于沙漠地区；②在北方严寒的冬天，用水作为传热的介质，给居民区供“暖气”；③冬天户外的自来水管常有冻裂；④农民伯伯为了防止植物在夜间被冻坏，傍晚时常给田里灌水；⑤在海边，白天风常常是从海面吹向陆地；⑥水利发电；⑦冬天，北方地区为了防止地窖里的菜被冻坏，常常在地窖里放一桶水。不是利用水的比热容较大的是( )

A．③⑤⑥ B．②⑥⑦ C．③⑥⑦ D．⑤⑥⑦

3．体积为1∶2的由同种物质组成的甲、乙两物体，吸收相同的热量后，它们升高的温度之比为________，它们的比热容之比为________。 4．一杯酒精用去了一半，它的( )

A．质量和比热容都变为原来的一半 B．质量和比热容都不变

C．质量为原来的一半，比热容不变 D．质量不变，比热容为原来的2倍 5．某同学在做“研究影响物质吸热多少的因素”实验时，得到如下数据：

实验次数 质量(kg) 升高的温度(℃) 吸收的热量(J) 1 0.05 10 2100 水 2 0.10 10 4200 3 0.05 10 1050 煤油 4 0.10 10 2100 (1)分析第一次和第三次或第二次和第四次的实验数据，可以得出什么结论？ (2)分析第一次和第二次或第三次和第四次的实验数据，可以得出什么结论？

物质