九年级物理上册第一章第2节内能和热量教案新版教科版

第2节 内能和热量

【教学目标】 一、知识与能力 1.知道分子运动的快慢与温度的关系。 2.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 3.知道人类改变和利用内能的两种方式。 4.了解热量的概念，从能量转化的角度认识燃料的热值。 二、过程与方法 1.通过自主实验探究对比知道，物体温度越高，分子热运动越剧烈。 2.类比已经认识到的宏观能量(机械能、动能和势能)，认识物体内的微观能量——内能——分子动能和分子势能之和。 3.通过实例分析认识内能是一种重要的能量形式。 4.用能量的观点认识燃料这一人类目前利用得最广泛、最重要的能源；从能量转化的角度认识燃料的燃烧过程。 5.通过实例认识做功过程、热传递过程都是改变物体内能的过程。 三、情感、态度与价值观 1.认识内能及内能的改变与人类的生活、生产息息相关，具有普遍性，提高利用内能服务人类社会的意识。 2.认识使用燃料的价值，知道合理使用不同燃料对节约能源、保护环境的重要性。 【教学重点】 认识一切物体都具有内能；认识到内能改变的两种方式是做功和热传递。 【教学难点】 温度、内能、热量三个基本热学概念的联系与区别。 【教学突破】 通过自主实验探究，为学生理解温度与内能的关系提供直观印象；通过对比分析理解内能是一个状态量，而热量是一个过程量，理解内能和热量的区别。 【教学准备】 ◆教师准备 多媒体材料(改变和利用内能的图片等)、粗铁丝、锤子、压缩空气引火仪等。 ◆学生准备 烧杯两个、墨水笔、热水、冷水等。 ┃教学过程设计┃ 第1课时

教学过程 批注

一、复习提问，引入新课。 师：分子动理论的内容有哪些？ 生：物体是由大量分子组成的，分子都在不停地做无规则的运动，分子间存在着引力和斥力。 师：什么叫做扩散？扩散现象能够表明什么？ 生：由于分子运动，某种物质逐渐进入到另一种物质中的现象叫做扩散。扩散现象表明组成物质的分子都在不停地做无规则的运动，还表明分子间有间隙。 师：请同学们猜想，扩散的快慢与什么有关？ 生：可能与物体的温度有关。 教师点拨：检验我们的猜想是否正确，最好的方法就是实验探究，请同学们讨论探究“温度对扩散的影响”的实验所需的器材和步骤。 二、进行新课。 (一)温度与热运动。 1.实验探究：温度对扩散的影响。 (1)学生实验：把两滴红墨水分别滴入盛有冷水和热水的两个烧杯中。 (2)现象：热水中红墨水扩散较快。 (3)结论：物体的温度越高，扩散越快，说明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。 2.温度。 (1)定义：温度表示物体的冷热程度。 (2)温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。 3.热运动。 定义：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 (二)物体的内能。 问题1：哪些物体有动能？它们的共同特征是什么？ 生：运动的汽车、奔跑的骏马、飞翔的小鸟等都有动能。它们的共同特征是都在运动。 问题2：哪些物体具有重力势能？它们的共同特征是什么？ 生：空中飞行的飞机、吊在空中的电灯、举高的重锤等都有重力势能。 教师点评：一切运动的物体都具有动能，而由分子动理论我们知道，构成物体的分子都在不停地运动，则分子由于运动也具有动能；具有重力势能的物体是因为物体和地球之间存在力的作用，且它们之间又有距离，而由分子动理论我们知道，分子间也存在相互作用的力，且分子间存在间隙，故分子间也存在势能。 1.内能的定义 物体内部所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。 上一节课学习了扩散知识、分子动理论知识，这些知识是理解本节课内能概念的基础，所以本节课采用复习提问的方式引入新课。 滴入红墨水的多少、两个烧杯中冷水和热水的多少要相等，滴入时间要相同，这样有利于学生对比观察。 因为分子很小，通常物体中含有分子的数目都是巨大的，单个分子或少数几个分子的运动不能称为热运动。 内能概念反映的是微观分子所具有的能量，比较抽象，学生对宏观物体具有的机械能已经有所了解，故可以采用联想对比的方法引入内能的概念，以便于学生接受。

2.与物体的内能有关的因素 (1)物体内能的大小与物体的温度有关。同一物体，温度越高，内能越大。 (2)内能还与物体内部分子的多少、种类、结构、状态等因素有关。 3.一切物体都有内能。 学生讨论活动：阅读并讨论教材第8页“南极的冰山有内能吗？”。 学生回答：冰山的分子也在做热运动，所以冰山也具有内能。

┃教学小结┃ 【板书设计】 第2节 内能和热量(1) 物体温度越高，物体内分子运动越剧烈，分子动能越大。内能的改变会影响物体内部分子的运动及结构的变化，从而引起热膨胀、熔化、凝固、蒸发等各种热现象。 由上一节学习的分子动理论学生已经知道，一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。 (一)温度与热运动 1.实验探究：温度对扩散的影响。 2.温度：温度表示物体的冷热程度。 3.热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 (二)物体的内能 1.内能的定义。 2.与物体的内能有关的因素。 3.一切物体都有内能。 【教学探讨与反思】 本节课组织学生做好实验探究“温度对扩散的影响”是关键。通过宏观的物理情境来反映微观分子的特性。物体内能的大小除了与温度有关之外，还与物体含有分子的个数、种类、结构、状态等因素有关。一般说来，物体不同，其内能也不同；同一物体处于不同温度、不同体积时，其内能也不同，对此学生只要了解即可。如果学生想比较物体的内能大小，可以告诉他们，不同物体的内能初中生阶段不用比较大小；同一物体温度升高，则内能增大；同一物体温度不变时，内能可能不变，也可能增大，如零摄氏度的冰熔化成零摄氏度的水的过程中；也可能减小，如零摄氏度的水凝固成零摄氏度的冰的过程中。 ┃教学过程设计┃ 第2课时

教学过程 一、学生举例，引入新课。 物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大，也就是说当物体的温度发生了变化时，它的内能就发生了变 化。如何改变物体的温度，同学们能够从生活实际中举出许多的事例。(可以给学生举例讨论时间)今天我们先研究改变物体内能的方法有哪些。 二、进行新课。 (三)改变内能的方式。 情境：教师出示一段粗铁丝。 提出问题：让粗铁丝的温度升高，内能增大，有哪些方 用火烤、放入热水中，是通过热传递的方法使铁丝内能增大，学生可以通过生活经批注

法？

学生讨论交流可以采用的方法，并且可以具体试一试。 学生的举例可能有：①用火烤；②放入热水中；③用砂纸摩擦；④来回弯折；⑤用锤子敲打等。

1.改变物体内能的两种方式：一是热传递，二是做功。 2.热传递。

(1)热传递现象：热传递过程中，高温物体温度降低，低温物体温度升高，直到温度相同时，热传递停止。

(2)条件：物体间存在温度差异，或物体不同部分间存在温度差。

(3)实质：内能的转移，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分。

(4)方向：内能总是从高温物体传向低温物体，不存在内能由低温物体传向高温物体的现象。

3.做功和物体内能的改变。

(1)对物体做功，物体的内能增加。 (2)物体对外做功，物体的内能减少。

验感知。而用摩擦、敲打或弯折，是通过做功的方法使其内能增大，学生生活经验很少，可以让学生具体操作验证一下。

为了增加学生的直观效果，如果时间允许，教师还可以借助“压缩空气引火仪”演示“对物体做功，物体的内能增加”这一规律。取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用)，放入玻璃筒的上口。此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。迅速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。可以让学生解释原因：压缩空气做功，使空气内能增大，温度升高，引起棉花燃烧。

(1)由于热传递过程中内

能总是从高温物体传向低温

还可以采用图1－2－1所示的器材演示说明“物体对外物体，所以高温物体的内能减做功，物体的内能减少”这一规律。事前组装好仪器，课前少叫做放出了热量，低温物体在瓶内装入少量的水。实验时告诉学生，由于水的蒸发，瓶的内能增加叫做吸收了热量。内存在水蒸气。由于水蒸气是无色透明的，所以水蒸气是看在热传递过程中，总是存在着不到的。提醒学生注意观察瓶塞跳起时容器中有什么现象。放热物体和吸热物体，物体放分析现象：瓶塞跳起是水蒸气对瓶塞做功，那么水蒸气的内出或吸收的热量越多，它的内能就减小，温度就降低，水蒸气就液化成小水珠，就是我们能的改变越大。(2)热量是过看到有雾的产生。 程量，不能说物体具有(含有)

4.热量：在热传递过程中，转移内能的多少叫做热量。 热量，更不能比较不同物体(四)燃烧：放出热量。 “含有”热量的大小。 多媒体展示篝火情境。还可以结合教材第10页图文内容 展示篝火情境。

1.燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学变化， 在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。

2.讨论交流：认识燃料。 教师点拨：燃料根据其状态不同可以分为固体燃料、液 体燃料、气体燃料。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热

7

量不同。如1kg酒精完全燃烧放出的热量约是3.0×10J,1kg

7

汽油完全燃烧放出的热量约是4.6×10J。

3.热值 (1)定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 (2)符号：q。 (3)定义式：q＝。 (4)单位：J/kg。 7(5)物理意义：如酒精的热值为3.0×10J/kg，它表示71kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10J。 学生活动：讨论交流教材第11页几种常见燃料的热值表格，并说明它们的物理意义。 可以让学生观察图片或视频材料：汽车尾气黑烟、锅炉烟囱的黑烟、炼焦、制炭等，指出燃料不完全燃烧将会降低燃料的利用率，不但浪费能源，还造成环境污染。 三、反思总结。 1.请学生反思自己本节课的学习情况，谈谈收获和体会。 2.教师利用板书小结。 3.课堂练习：一名学生板演，其他学生在练习本上完成教材第12页“自我评价”第3题。 ┃教学小结┃

【板书设计】 第2节 内能和热量(2) (三)改变内能的方式 1.改变物体内能的两种方式：一是热传递，二是做功。 2.热传递 (1)热传递现象。(2)条件。(3)实质。(4)方向。 3.做功和物体内能的改变。 (1)对物体做功，物体的内能增加。 (2)物体对外做功，物体的内能减少。 说明：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 4.热量：在热传递过程中，转移内能的多少叫做热量。 (四)燃烧：放出热量 1.燃烧过程中的能量转化。 2.燃料的种类。 3.热值。(1)定义。(2)符号：q。 (3)定义式：q＝。(4)单位：J/kg。 Qm表格中煤气和天然气的热值3单位是J/m，教师可以提醒说明它们的物理意义。 燃料的热值特指1kg燃料完全燃烧放出的热量，故不是任何物体都具有热值(如石头、钢铁等就没有)。热值是燃料的特性，燃料的热值与燃料的多少、是否完全燃烧无关。对于一种燃料，其热值不变。 Qm(5)物理意义。 【教学探讨与反思】 让笔杆或粗铁丝热起来，是一个开放实验，要鼓励学生根据生活经验和小学课堂所学知识想办法，让学生相互交流，再根据学生提出的办法，选出几个易于课堂上实现的，进行实验验证。使学生亲身体验，分析归纳，达成理性认识。这就要求教师在课前准备一些适当的演示器材。