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内能教案范文 第一篇：内能教案第二篇：内能教案第三篇：13.2内能教案第四篇：13.2内能(教案)第五篇：高中物理10.2热和内能教案新人教版选修3-3更多相关范文 内能 教学目标 1知识与技能 了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系 知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变了解热量的概念，热量的单位是焦耳 知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例 2过程与方法 通过探究找到改变物体内能的多种方法 通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少 通过学生查找资料，了解地球的“温室效应” 3情感态度与价值观 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 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 鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力 教学重点与难点 重点：探究改变物体内能的多种方法 难点：内能与温度有关 教学课时：1时 教学过程： 引入新课 分子动理论告诉我们，分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物体具有动能一样，也具有动能。分子动理论还告诉我们：分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。 新课教学 (1)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。物体内部的每一个分子都在运动，都受分子作用力，但每单个分子的动能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动，是否被举高，这只能影响钢球的机械能，并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢？ (2)内能的变化：物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大。上节课我们曾进过：物体的温度升高，其内部分子的无规则运动加剧。科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。 实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。 实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈。 因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 (3)一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能。 (4)内能和机械能 通过机械能和内能的对比，进一步帮助学生理解内能概念。分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。 首先木块有势能，也有动能棗统称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。 木块内部的分子做无规则运动，且分子间有作用力，木块有内能。内能与物体内部分子的势运动和分子间的相互作用有关。 小结 (1)内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。 (2)内能所指的动能是所有分子做无规则热运动的动能的总和。这种无规则的热运动，是分子在物体内部自身不停的“分子运动”，而不是随着物体整体一起所做的运动。物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能。 (3)内能所指的分子势能是分子间相互作用使分子具有的势能。作为物体整体跟地球的相互作用而具有的重力势能是机械能，不是内能。 所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量。 板书设计 第二节内能 一、物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和 1内能不同于机械能 2一切(运动、静止、高温、低温)物体都有内能 3内能与温度的关系 二、改变物体内能的方法： 1热传递热量：传递内能的多少 2做功 内能教案 【教学目标】 1.知识与技能 了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 知道热传递可以改变内能。 知道在热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。 2.过程与方法： 通过探究找到改变物体内能的两种方法。 通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。 通过学生查找资料，了解地球的“温室效应”。 3.情感态度与价值观： 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。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。 鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。 【教学重点】 内能、热量概念的建立，改变物体内能的方法 【教学难点】做功和热传递在改变物体内能上是等效的 【教学准备】演示实验：空气压缩器打气筒矿泉水瓶带导管的塞子酒精灯铁丝等 【教学方法】启发式教学法,讲授法,实验演示法,阅读法,科学探究法 【教学过程】 （一）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律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。 （二）讲授新课 一、内能 1分子的动能、温度 物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。 我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动动能大小的标志，这是温度的微观含义。 2分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。 3物体的内能 （1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。 课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。 一块铁由15升高到55，比较内能。 质量是1kg50的铁块与质量是0.1kg50的铁块，比较内能。质量是1kg100的水与质量是1kg100的水蒸气，比较内能。 （2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能动能和重力势能。 提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？ 通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。 二、物体的内能改变的两种方式 1、热传递可改变物体的内能 【演示】点燃酒精灯，将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端，一会就觉得发烫此实验说明：热量从铁丝的一端传递到另一端，这一端的温度升高了，内能增加了物体的内能改变了.请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能放在太阳下晒；放在热水中烫。结论:热传递可以改变物体的内能。 热传递过程中传递的能量的多少叫热量，用q表示，单位也是焦耳。热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度 的物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少通过前面的探究，对物体内能的改变，学生有了一定的感性认识。热传递改变物体的内能，学生比较容易理解，热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。要使学生了解热量的概念，通过热传递的方式来改变内能，内能改变的多少不能用功来量度，而要用热量来量度，并介绍热量的国际单位也是焦耳。 2、做功可以改变内能：生活体会冬天时手很冷，经常通过搓手以取暖；用锯条锯木板时，用手摸一下锯条，会觉得很烫；野外生存中取火的一种方法是钻木取火，等等。 【演示】空气引燃压缩仪用力猛压活塞，会看到硝棉花燃烧起来。结论：对物体做功，可以使物体的内能增加 【演示实验】气体对外做功实验用打气筒向瓶内打气，当瓶塞跳起时，在瓶内出现白雾。解释：瓶内的气体推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低,使水蒸气凝成小水滴。结论：物体对外做功，本身的内能就会减少。小结：从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。小结：改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。 讨论：有一个装有铁屑的烧瓶，可以用什么方法使铁屑的内能增加？ 练习： 1.为什么用气筒给自行车打完气后，摸一下气筒外的外壁，会变热？当我们给充足气的轮胎放气时，能看到在气门芯附近有一些小水珠，能解释这种现象产生的原因吗？ 2.关于物体的内能，下列说法正确的是（） a相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同b一定量0的水结成0的冰，内能一定减少c一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少d一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减少 3.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（） a迅速向里推活塞b迅速向外拉活塞c缓慢向里推活塞 d缓慢向外技活塞 4.指出下列事例中改变物体内能的方式() a冷天用热水取热,人体感到热和.b比中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热c密封的空气被压缩时温度变高d火炉上烤饼子,饼子变热e用挫刀挫铁块,铁块变热f把火烧热的工件放到冷水中,工件会变凉下来 【板书设计】 一内能 1.内能定义:分子由于运动而具有的动能和势能之和 2.物体内能的大小与物体的温度有关 二.改变内能的方式 1.做功2.热传递: 三.热量 1.定义:热传递过程中传递的内能的多少2.单位:焦耳符号:j3.热量、温度、内能的区别 初中物理教案（人教版）-杜光亮 13.2内能 一、教学目标 1了解内能的概念，能简单描述内能和温度的关系 2知道热传递可以改变物体的内能一些实例 3知道热量的概念及单位 4知道做功可以改变物体的内能及一些实例 二、教学重点 1内能概念 2改变内能的两种方式 三、教学难点 1内能概念 2改变内能的两种方式 3热量的概念及理解 四、教具 冷、热水，细铁丝，铁沙纸，火机等。 五、教学教程设计 第一课时 （一）导入新课 复习提问： （1）分子动理论的基本内容是什么？（学生回答） （2）什么是动能、分子势能？大小跟什么因素有关？（学生回答） （二）内能 1什么是内能？ 问题1：运动篮球具有什么能？篮球由于运动而具有动能，一样的道理，组成物质的分子也在不停的做无规则运动，也应该具有动能，称为分子动能。 问题2：弹簧被压缩或被拉伸时具有什么能？弹簧由于发生弹性形变而具有弹性势能，弹簧被压缩时合力向外，分子间被压缩时合力也是向外的，所以分子间也具有分子势能；弹簧被拉伸时合力向里，分子间被拉伸时合力也是向里的，此时分子也具有分子势能。 结论：物体内部分子具有分子动能和分子势能，物理学中，将物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。 强调： （1）物体的内能是指物体内所有分子具有的能量，而不是指单个分子具有的能量； （2）一切物体任何时候都具有内能。 2内能的影响因素 引入：判定物体机械能的变化需要看动能和势能，一样的道理，判定物体内能变化就需要看分子动能和分子势能的变化。 问题1：一杯开水和桶开水谁的内能更大？说明质量越大，内能越大。 问题2：一杯开水和同样的一杯温水，谁的内能更大？说明温度越高，内能越大。问题3：两个物体温度和质量一样，内能一定一样吗？ 演示：盛有等量热水和冷水的两烧杯中（后面衬以白纸，以便同学们观察比较）分 第1页共4页1 别滴入一滴红墨水，观察红墨水的扩散情况。 问题：看到什么现象？现象说明什么？ 分析：温度高扩散快分子运动快分子动能大内能大；温度低扩散慢分子运动慢分子动能小内能小。 结论1：物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。 结论2：内能与质量、温度、体积和状态有关。 3内能的单位：焦耳。 练习： （1）温度越高的物体，内能一定越大？（强调：对于一个确定的物体，温度越高内能一定越大） （2）物体温度不变时，内能一定不变？（总结：内能发生改变时，可以表现为温度发改变也可表现为体积改变。） （三）改变内能的方式 问题：出示一根铁丝，如何让细铁丝的温度升高？ 方法1：将铁丝弯折 1做功可以改变物体内能 问题1：内能是否增加？ 问题2：增加的内能从何而来？机械能。 问题3：通过何种方式使内能增加了？人通过做功将机械能转化为内能。 强调： （1）内能的改变可以用做功来量度，对物体做功越多，物体内能增加得越多，反之，物体对外做功越多，物体内能减少得越多。所以在做功改变物体内能过程中，可以用做功的多少来量度内能改变的多少； （2）做功改变内能的实质：利用做功的方法改变物体的内能，实质上是两种不同形式的能量通过做功而实现的相互转化，即机械能或其它形式的能转化为内能。 方法2：和温度更高的物体接触 2热传递可以改变物体的内能 问题1：内能是否增加？ 问题2：增加的内能从何而来？温度更高的物体。 问题3：通过何种方式使内能增加了？能量从高温物体传到了低温物体的过程称为热传递。 问题4：同一物体一端温度高，一端温度低，可以发生热传递吗？能量从同一物体的高温部分传到低温部分的过程也称为热传递。 问题5：是不是任何物体相互接触都会发生热传递？ 结论1：发生热传递条件是两个物体具有温度差，且只能从高温物体转移到低温物体，说明热传递具有方向性。 问题6：热传递什么时候结束？热传递的最终结果是热平衡，即发生热传递的物体，最后温度相等，达到平衡，只要发生热传递的物体充分接触，末温一定相等。 问题7：在暗处将手变暖了，是那种方式使内能增加了？ 结论2：做功和热传递在改变内能上是等效的。 强调：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但两者的实质不同，做功是能量的转化，即其它形式的能转化为内能，热传递是同种能量的转移，即内能从一个物体转移到另一个物体上。 练习：判定内能改变方式？ （1）烧热的工件放入冷水中； （2）冬天利用热水袋取暖； （3）冬天常搓手； （4）从滑梯滑下时臀部感觉； （5）火柴擦燃。 （四）热量 引入：用热水袋取暖时，热水袋的内能转移到了人的手上，热水袋的内能减少，温度降低；手的内能增加，温度升高。不考虑损失时，热水袋减少的内能就等于手增加的内能。 1定义：在热传递过程中，传递能量的少叫做热量，用q表示。 2单位：焦耳。 强调： （1）在热传递过程中，高温物体放出了热量，内能减少，温度降低；低温物体吸收热量，内能增大，温度升高； （2）物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题； （3）热量是在热传递过程中内能转移的数量，热传递的方向是从高温物体转移到低温物体，内能转移的多少叫热量，所以热量是一个过程量，所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”； （4）热量的大小与物体内能的多少，物体温度的高低没有关系。 练习： （1）对物体加热，物体温度一定升高？ （2）物体吸收热量，内能一定增加？ （3）物体的温度越高，所含的热量越多？ （4）热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递？ 六、板书设计 13.2内能 一、内能 1定义：物体的所有分子，其热运动的分子动能和分子势能的总和 2一切物体在任何时候都具有内能 3单位：焦耳 4内能与质量、温度、体积及状态有关 二、改变内能的方式 1做功 （1）实质：内能机械能 （2）对物体做功，内能增加：机械能内能 物体对外做功，内能减少：内能机械能 2热传递 （1）条件：存在温度差 （2）实质：内能（e） 高温物体（部分）低温物体（部分） （q放）转移（q吸） 即：高温物体温度降低内能减少，低温物体温度升高内能增加 （3）热量（e）：在热传递过程中，传递能量的多少 3热传递和做功在改变内能上是等效的 盛池乡初级中学九年级物理教学设计设计人：龙涛 13.2内能 【教学目标】 （一）知识与技能 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，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 （二）过程与方法 1、通过探究找到改变物体内能的多种方法 2、通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少 3、通过学生课外阅读，了解地球的“温室效应” （三）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(更多内容首页：)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 【教学重点】 内能的概念、探究改变物体内能的多种方法。 【教学难点】 内能与温度有关 【课前准备】 烧杯,墨汁等。多媒体课件。 【教学时间】1课时 【教学过程】 （一）引入新课 创造情境：我们往热水壶装进开水，有时瓶塞会被弹出去，塞子的动能从何而来？ 分子动理论告诉我们,分子永不停息地无规则运动着。那么分子也同一切运动物体具有动能一样,也具有动能。分子动理论还告诉我们:分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。要详细了解分子运动所具有的能，我们一起来进行今天的学习。 课题：2、内能 （二）进行新课 1、物体的内能 引导：分子在不停地做无规则的热运动，同一切运动的物体一样，分子具有动能。分子间有相互作用力，所以分子间还有势能。 186474159.doc第1页 盛池乡初级中学九年级物理教学设计设计人：龙涛 思考提问： 运动的分子是否具有动能？ 相互吸引或者排斥的分子呢？ 讲述：物体温度越高，分子运动越快，分子的动能就越大，相互吸引或相互排斥的分子之间都存在分子势能。 思考：与物体动能、势能进行类比。 定义：物体内所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。 一切物体都有内能。 2、内能的变化 体会：内能是一种不同于物体机械能的另一种形式的能量。 铁水和冰都有内能吗？ 过渡：物体都有内能，那内能有什么不同？ 思考：可以比较一块铁和一杯水的内能哪个多？ 归纳：同一个物体同种物态下，才可以比较它们的内能，比如一杯水在80度和20度时。温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大。 拓展：内能与之前所学的机械能有什么不同？两者区别和联系如何？ 过渡：我们知道同种物体在同种状态下，温度越高，内能越大？那怎样能够使铁丝变热？学生讨论分析，找出不同方法：可以对铁丝传热，也可以对铁丝施力 讲述：热传递与热量的概念 目的让学生明白“热量”是个过程量 过渡：除了热传递外，还有另外一种途径也可以改变物体的内能； 多媒体展示：做功改变内能的例子， 学生思考：为什么会有图中现象出现 多媒体展示：乙醚被压缩燃烧的视频。为什么瓶中的棉花燃烧起来了？ 讲述：空气推动皮塞时内能改变。观察到的“白雾”说明了什么？ 观察得出：外界对物体做功，物体内能增大，温度升高。 物体对外界做功，其内能减少，温度降低，水蒸气发生了液化 归纳：通过上述两种现象，得知做功可以改变物体的内能。 3、温室效应 指导阅读：地球的温室效应 阅读&观看，分析交流温室效应成因、危害和相关措施 （三）学习小结 1、物体的内能 (1)定义(2)一切物体都具有内能(3)内能与温度的关系 186474159.doc第2页 盛池乡初级中学九年级物理教学设计设计人：龙涛 2、改变物体内能的方法 (1)热传递（a）定义（b）条件热量 (2)做功（a）物体对外做功，内能减少（b）外界对物体做功，内能增大 做功改变能的实质：内能与其他形式能的相互转化 （四）课堂练习 关于内能，说法正确的是（） a单个分子的动能和势能的总和叫做内能 b一个物体动能和势能的总和叫做内能 c物体内部所有分子热运动的动能和分子是能的总和叫做内能 d物体的机械能加上物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能 下列说法正确的是 a钢水冷却，温度降低，内能一定减少 b压在一起的铅片和金片几年后剖开，切面互相渗透属于扩散 c冬天用热水袋取暖，人体感到温暖，是用做功的方法改变物体的内能 d和平号空间站退役后坠入大气层与空气摩擦生热，是用热传递的方法改变内能 冬天双手探入热水中，觉得暖和，是通过（）方式（）内能 解释下列“热”字含义 （1）天气真热（2）摩擦生热（3）物体放热（4）电炉很热 5、下列现象中，由于做功使物体的内能发生改变的是（） a酒精涂在手背上觉得凉b把铁钉订进墙里，铁钉发热 c水被太阳晒热d烧红的铁块放入冰水中，铁块温度降低 6、下列说法错误的是（） a零度的物体没有内能b内能和其它形式的能之间可以相互转化 c物体间的内能可以转移d一切物体都有内能 7、关于热传递，说法正确的是（） a热传递是温度的传递b物体间存在着温度差，才能发生热传递 c热传递可以在任何情况下进行d物体的内能发生变化，一定是吸收或者放出了热量 8、下列属于利用内能的是（） a用热水袋取暖b冬天室内用暖机供暖 c内燃机使汽车行驶d用电热水器加热水 9、下列说法错误的是（） a一切物体都有内能，物体的内能跟物体的温度有关 b一切物体的分子都在不停地做无规则运动 c物体的分子间即有引力又有斥力 186474159.doc第3页 盛池乡初级中学九年级物理教学设计设计人：龙涛 d当物体的温度为零度时，分子就停止运动了 10、炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用（）的方法减少了气体的内能。食物放进冰箱后温度降低，是用（）热传递的方法减少了食物的内能。 （五）布置作业 课后1、2、4 （六）板书设计 第二节内能 1、物体的内能 (1)定义(2)一切物体都具有内能(3)内能与温度的关系 2、改变物体内能的方法 (1)热传递（a）定义（b）条件热量 (2)做功（a）物体对外做功，内能减少（b）外界对物体做功，内能增大 做功改变能的实质：内能与其他形式能的相互转化 186474159.doc第4页 热和内能教案 一、教学目标 1在物理知识方面要求： （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。 2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渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分 子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。 二、重点、难点分析 1教学重点是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）。 2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。 三、教具 1压缩气体做功，气体内能增加的演示实验： 圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。 2幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。 四、主要教学过程 （一）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律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。 用心爱心专心 （二）教学过程的设计 1分子的动能、温度物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。 学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。 2分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。 如果分子间距离约为10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。 当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能ep增大。 如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，ep增大。 从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能 -10 都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。 3物体的内能 （1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。 提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？ 根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。 课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。一块铁由15升高到55，比较内能。 质量是1kg50的铁块与质量是0.1kg50的铁块，比较内能。 质量是1kg100的水与质量是1kg100的水蒸气，比较内能。 （2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能动能和重力势能。提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？ 通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。 4物体的内能改变的两种方式 （1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物