第十二章机械能和内能教材分析

1、第十二章机械能和内能教材分析常州市田家炳实验中学分校沙洲燕2004.09本章在教材中的地位学生已经了解了机械功、分子运动的概念，本章提出了机 械能、内能、热量等新概念，并对动能势能与哪些因素有关， 能之间如何转移、转化进行研究，使学生对前面的力学和热学 的学习形成了一个完整的知识体系和能力结构框架。机械能知识是机械功的引伸，是对前面所学知识的提高和 深化，它不仅是初中物理的重要内容，也为学生进入高中阶段 学习打好基础。内能是学生在学过物质结构的初步知识、能、机械能知识 的基础上，从分子动理论出发，运用类比的方法建立内能的概 念，了解改变内能的方式。内能是一个重要的热学概念，是学 生今后进一步学

2、习热学知识所必须的。本章重点：能的概念，热量的概念，能之间的转化、转移 本章难点：能的概念，影响动能、势能、内能的因素知识框图:机械能决定因素动能AV弹性势能势能一一重力势能与温度的关系做功应改变内能的方式一热传递 用燃料热量教学要求比较大纲要求1、理解动能、重力势能，知道弹性势能2、理解动能、势能可以相互转化3、知道物体的内能4、知道热传递可以改变物体的内能5、知道做功可以改变物体的内能6、知道热量及其单位、知道燃料的热值7、知道热机中能量的转化8、知道四冲程内燃机的构造和原理9、知道热机的效率标准要求-j能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化罩能用实例说明机械能和其他形式能的转化标准对

3、这两点在知识和能力上都属于“理解”水平包括：理解动能、势能和机械能的概念；动能与势能的相互转化; 机械能与其他形式能的转化。都是要求用实例来说明，这 既是从初中学生的年龄特点和认知水平出发的，同时也体 现了 “从生活走向物理”的理念。二、了解内能的概念。能简单描述温度与内能的关系。第一点是理解水平。这里要求从物体内所有分子的动能和势能之和 来定义内能。要通过实例让学生了解内能是能量的一种重要形式， 他与人们的生活息息相关。从知识点看要求降低了，但能力要求提 高了。不仅要了解，而且要简单阐述。第二点是“能简单描述温度与内能的关系”知道物体的温度越高， 内能越大；温度越低，内能越小。这里应通过生活

4、中的实例，让学 生了解内能、温度及其相互关系，不要求作出更严格的定义。三、从能量转化的角度认识燃料的热值齐.标准的要求属于“认识”水平。由于人类利用燃料是把燃料储存的优学能转化为内能、光能，从使用燃料的价值 出发。要求从能的转化角度来认识燃料的热值，既体现了 对知识和技能的要求，也体现了情感态度价值观的要求。四、了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义 使学生关心科学技术的新进展与新思想，知道内能的利用 在人类发展史上的重要意义，有将科学知识服务于人类的 使命感与责任感。五、了解热量的概念热量是在热传递过程中，物体吸收、放出热的多少，是内 能变化的量度。要通过实例，让学生了解热量的物理意义和

5、 单位。知道物体吸热时内能增加，放热时内能减少。虽然 标准对了解水平的不要求计算，但对比热容有要求。课时建议一、动能势能机械能二、内能 执量三内能与杭械能的转化 复习与总结机动FTT TTT rrT FTT TTTrnl rnl rnl rnl谍谍谍谍谍3 11 2 11 11动能势能机撼徒内能热机械能与内能的相互转化机械能和内能HHHIfBI.I.IHlHBHiipk C v 亠从宛具汽牟到现代汽牟，都深深地吸引 看我们.为什么把有的玩具车压 蔚往后退一点松手后它会向前跑？为什么马珞上的汽车奂加了燃油后才能行驶？为什么爰向汽车发动机的水箱 中加水？这其中的奥秘是什么呢？导图说明学生对汽车并不

6、陌生，从儿时的玩具汽车，到重要的交通工具，有 的学生从小就对汽车充满好奇，渴望揭开其中的奥秘，而汽车的行驶 过程和发动机的工作过程，与燃料的燃烧、机械能与内能及其相互转 化都有着密切的关系，因此，汽车的发动机是本章组织教学的良好载 体。本章导言围绕的发动机提岀了一些问题，这些问题可能在有的同学 头脑中已经存在了很久，意在激发学生的学习兴趣；这些问题也将通 i寸本童的学习得至解决本章导图是一辆在沙漠中疾驶的赛车，由于路途的不平，正在上下 颠簸，既显示出动能与势能的相互转化，又能说明汽车具有强劲的发 动机。在导图的背景中隐含着一个钟表，意在学生由汽车发动机联想 到其他机械装置同样也具有“发动机”。

7、实际上，任何一个机械装置的发动机，其工作实质都是能量的转化 将其他形式的能转化为动能。动能势能机械能、本节编写思路动能活动(1):探究动能的大小与哪些因素有关势能活动：卡片为什么会跳起来活动:模拟打桩探究重力势能与哪些因素有关能的转化活动：观察摆球的动能和势能的转化由于动能、重力势能、弹性势能的概念在8年级的教学中已经 岀现，有关与它们的一些现象学生并不陌生。因此，本节教材从 学生没有接触过的“公路限速”和“滑板下滑”两个实验提出问 题。既能激发学生的学习兴趣，同时有揭示了本节要研究的内容 动能、势能及相互转化。“一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量” 这仅是对能量概念一个粗略

8、的定义。在初中阶段不必追求概念的 严密性。(关于能量的引入，可以应用沪科版的三个实验，既生动 又体现了动能、重力势能、弹性势能三种不同的能)本节教材安排了三个活动，都用到了 “控制变量法”，活动过 程的设计很放开，意在培养学生的实验能力。对动能定义及活动的说明P个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，即物体做功 的本领叫作能（或能量）。物体能做多少功，就说它具有多少能。教学中可 引导学生通过实例分析“物体具有的能量”与“物体做功”之间的关系， 使学生知道：物体具有的能不一定都用来做功，在能量转化过程中，可以出 现其他形式的能（如发热等）。当一个物体由于运动而能对其他物体做功，这个物

9、体就具有动能。物体动 能的大小如何量度呢？可以通过它对另一物体做功的大小来比较。从这个角度引岀活动就比较自然，否则就显的突厄，知识上学生不易迁 移。实验中的小车如果效果不好，可以换用钢球。学生实验中可换用5号电池充 当小车，学生手边的硬面抄封面充当斜面，选火柴盒充当桌面上的被碰撞物。关于“信息快递”中“质量不同的小车从一个斜坡的同一高度释放，运动 到水平面时速度相同”，可以通过实验得出。实验中尽量注意两个不同小车 的重心在同一高度。是密不可分的，要引导学生认识，热量在热传递过程中才出现，让学 生知道“物体具有多少热量”这种说法的错误所在。使学生对热量和 銘量的关系有初步的了解。茉于“实验表明，

10、物体在吸热或放热过程中，物体的质量越大，它的比 热容越大、温度的变化越大，物体吸收或放出的热量就越多。”这一 结论的获得，可以由学生结合生活经验理解总结出，不宜教师给岀。三、机械能与内能的相互转化活动 做功改变物体内能的另一种方式前一节已经学过热传递可以改变物体的内能，这节课可以从这一 知识点入手，引入新课，这样也有助于学生认识两种改变内能方式 的异同点。实验矗反复弯折铁丝用砂纸摩擦铁丝空气压缩引火仪 讨论的思路：物体的温度变化物体的内能变化能量是如 何转化的。活动（2）演示点火爆炸将内能转化为机械能实验：教材实验水蒸气冲开瓶塞讨论思路：先研究做功的过程两个物体的能量的变化能量 的转化热机热机原理热机的结构 热机的四冲程及其中的能量转化热机中重点介绍了汽油机，柴油机放在信息库中，这样既突出重点又 扩大知识面。对柴油机吸气冲程中吸入的物质进行了介绍，点火方式没 有介绍。燃烧后产生的燃气的温度和压强做了说明。在STS中，热机的发展历程，介绍时重点在科学技术对社会发展的推动 以及社会进步对科技发展的促进，不需要介绍热机发展的全过程。燃料的热值活动