初中物理《第2节 内能》教案教学设计人教版

初中物理《第2节内能》教案教学设计_人教版

5.3内能教案

一、教学目标

1.知识与技能

（1）知道内能的含义。

（2）知道物体的内能与温度等因素有关。

（3）知道改变物体内能的两种方式。

2.过程与方法

通过观察与实验，关注改变内能的两种方式，感受比较、归纳、

综合的科学方法。

3.情感、态度与价值观

（1）在探究改变物体内能方式的实验中，提高团队合作意识，

激发探究热情；

（2）通过运用物理知识解释实际生活中的一些物理现象，激发

自身的成就感。

二、教学重点和难点

重点：改变内能的两种方式。

难点：做功可以改变物体的内能。

三、教学资源

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1.学生实验器材：铜丝、气球、等。

2.演示实验器材：空气压缩引火仪、火柴头、半瓶水等。

3.自制模拟演示PPT幻灯片

四、教学过程

引入

1.复习分子动理论里相关概念

（1）物体是由分子组成的；组成物体的分子在不停地做无规则

运动

（2）分子运动的剧烈程度的标志是什么？

（3）温度越高，分子的运动越剧烈。

新课

2.分子动能

（1）演示实验

小球的运动。

（2）问题

运动着的小球具有什么？

（3）类比

运动着的分子具有什么？

结论：分子因为运动而具有的动能叫分子动能。

（4）分子动能的影响因素

分析得出：温度越高，分子运动越剧烈，即分子运动速度越大，

分子动能就越大。

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3.分子势能

（1）图片

压缩（或伸展）的弹簧。

（2）问题

压缩（或伸展）的弹簧各部相互排斥（或吸引）具有什么？

（3）类比

存在相互排斥（或吸引）的分子之间存在什么？

结论：分子之间的相互作用而具有的势能叫做分子势能。

（4）分子势能的影响因素

分析得出：分子间距离发生变化，即宏观上物体的体积、状态发

生变化，分子势能发生变化。

4.内能

（1）问题

分子因为热运动而具有的动能叫分子动能，由于分子之间的相互

作用而具有的势能叫做分子势能。物体内有大量的分子，宏观上只研

究一个分子的能量没有实际价值，我们类比机械能用一个新的物理量

来表示所有分子的能量。

物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做内能。内能也是能的

一种形式。

（2）单位：焦耳

（3）判断与讨论

物体的温度为0℃，它的内能为零吗？

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物体的机械能为零了，内能为零吗？

（4）结论

一切物体都具有内能。

（5）讨论

温度升高了，内能变大吗？

结论：内能与温度有关：温度升高，内能增加；温度降低，内能

减少。

5.改变物体内能的方式

（1）学生实验1

探究使一段铜丝丝内能增加的方法，并进行交流、分析、分类、

归纳。

结论：改变内能有两种方式——热传递和做功。

（2）讨论

热传递和做功都能改变物体的内能，两种方式有什么异同？

（提示：从效果上比较；从增加内能的来源上比较）

结论：相同点——都能改变物体的内能（等效）。

不同点——热传递方式是内能转移；做功是能的形式发生转化。

（三）应用

6.知识应用

（1）演示实验

用力快速压下空气压缩引火仪的手柄，观察现象、讨论并解释。

（2）学生实验2

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给一个气球充气，然后迅速放气，摸一摸，感觉是否凉一些？讨

论并解释。

（3）判断题

物体的温度升高了，它一定吸收了热量？

一个物体吸收了热量，温度一定升高？

（四）作业布置

练习册

《内能》

教材分析：

本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内

能是构成物体的所有分子,其热运动的运动与分子势能的总和。分子

的概念就比较抽象,学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的,而

内能的概念也非常抽象,内能概念的建立是本节的一个重点和难点;

物体的内能与温度有关,两个温度不同的物体会发生热传递,在热传

递过程中转移能量的多少就是热量,它不是物体内部所含有的量,而

是一个变化量,要区分温度、内能、热量之间的关系,所以对热量概念

的建立也是本节重点之一;另外改变物体内能的途径也是本节的教学

重点。

教学目标：

【知识与能力目标】

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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。

5.了解内能的概念,知道任何一个物体都具有内能。

6.知道热量的概念及单位。知道改变内能的方法。

【过程与方法目标】

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推测出物体温度越高,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。

4.会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念,能简单描述

温度和内能的关系。

【情感态度价值观目标】

1.用演示实验激发学生的学习兴趣,并使学生通过直接感知的现

象,推测无法直接感知的事实。

2.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。

3.了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应

用,会应用相关知识解释一些现象。

教学重难点：

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【教学重点】

1.分子动理论的三个要点。

2.内能、热量概念的建立,知道改变物体内能的两种途径。

【教学难点】

1.宏观的物理现象揭示了物质的微观结构。

2.用类比的方法建立内能的概念。

课前准备：

1.教师研读课标、教材，撰写教学设计，制作多媒体课件。

2.学生预习本课内容，收集有关资料。

3.实验器材：试管、水、酒精、引力演示器、红墨水、烧杯、热

水、铁丝等。

教学过程：

一、复习旧课：

1.什么是动能，它的大小与什么有关？

2.什么是势能，它的大小又与什么有关？

3.什么是机械能?

二、激发学习动机：

教师：1.上一节中的滚摆实验说明了动能和势能可以相互转化。

但是大家也看到了滚摆上升的高度一次比一次小,最终停下来。滚摆

的机械能哪里去了?

2.一个乒乓球在地面上往返跳,最终停下来,乒乓球原来具有的

机械能哪里去了?

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3.一粒飞行的子弹具有动能,子弹打中物体后留在物体内,子弹

原有的机械能哪里去了?

这些物体的机械能没有了,机械能转化为其他形式的能:内能。

三、讲授新知识：

（一）物体是由大量分子组成的。

提问:平时用什么话来形容物体的细小?

生答:细如发丝。

据此教师就把一般头发丝的直径与分子直径比较,如果将二万个

氧分子,一个紧挨一个排成一串,那么它们的总长度才跟一根头发丝

的直径相当。

分子体积很小,水分子与乒乓球大小之比恰似乒乓球与地球之

比。

分子的质量很小,1022个水分子的质量与5分硬币的质量相当。

总结:分子是保持物质化学性质的最小微粒，分子很微小，物体

里含有大量的分子。

（二）分子永不停息地做无规则运动。

1.气体的扩散

演示1把少许酒精或风油精撒在教室里,很快在各个角落都能闻

到酒精的气味。

演示2二氧化氮扩散到空气中的实验,见课件。

这个广口瓶中充满了红棕色的二氧化氮气体,用玻璃片盖住。上

面用一个充满空气的广口瓶口向下放在玻璃片上,二氧化氮气体的密

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度比空气大。现在把两个瓶口之间的玻璃片抽出,注意观察发生什么

现象。(学生观察后再回答)

我们发现下面的瓶子中气体的红棕色变浅,上面的瓶子中气体的

颜色也渐渐变成了浅的红棕色。直到两个瓶子中的气体颜色均匀了为

止。

装有空气的瓶子中颜色变深,说明二氧化氮气体的分子运动到空

气中去了。而空气的一部分分子运动到下面的瓶子中去了。最后两种

气体均匀地混在一起。

这些实验说明:不是重力等外来力的作用,而是气体分子在不停

地做无规则运动的结果。

由此提出扩散概念。板书。

扩散:不同的物质在接触时,彼此进入对方的现象。

扩散现象证明了分子永不停息地做无规则运动。

2.液体的扩散

演示3红墨水滴到清水中的实验。

演示4投一粒高锰酸钾到清水中的实验。

演示5硫酸铜溶液的扩散。如图10-1乙图所示。

不仅气体能发生扩散现象,液体也能发生扩散,只是比气体扩散

的慢很多。量筒中装硫酸铜溶液,上面装有一半清水,水的密度小,在

上面。二者之间的界限很清晰。我们盖上盖子,过几天再来观察液体

的扩散现象。

说明:液体分子永不停息地做无规则运动。

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3.固体的扩散

白墙边堆放煤,墙壁中会有黑色煤粉。

把磨得很光的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将

它们分开,可以观察到它们互相渗入约1毫米深。

大量事实表明:物体的分子都在永不停息地做无规则运动。

4.分子的运动跟温度的关系

演示6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。(后面

衬以白纸,以便同学们观察比较)

问:看到什么现象?现象说明什么?

学生分析:

温度高→扩散快→分子运动快→分子动能大。

温度低→扩散慢→分子运动慢→分子动能小。

小结: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。

分子由于运动而具有的能叫做分子动能。

（三）分子间有相互作用的引力斥力

1.分子间有相互吸引力

提问:分子既然在不停地无规则运动着,为什么固体不分散成一

个个分子呢?

演示7教材中图10—10分子间存在引力实验。

演示8一根粉笔掰开两段,再把它们紧紧压在一起,两段又合二

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为一。

学生实验水分子间存在引力实验。(课前学生准备好所需器材)

提问:这些实验说明了什么问题?

2.分子间有相互排斥力

为什么固体和液体很难被压缩?

演示9用半径为0.5厘米、长约85厘米、一端封闭的玻璃管,

先倒入清水半管,后倒染红的酒精至满,然后用胶塞塞住,管内无空气,

把管倒转几次,使两种液体混合,体积明显减少。

分析实验现象:在酒精与水混合的过程中,有些酒精的分子到了

水中,有些水分子到了酒精中,说明水与酒精的分子都是有间隙的,从

而说明分子间有相互排斥力。

3.分子间作用力与距离的关系

演示10分子间作用力与距离之间关系的模拟实验。

如图2两部装上磁铁的小车,同名磁极相对,中间用橡皮筋系着,

在车侧面向学生处贴两块圆纸板挡在磁铁前面,每个圆纸板表示一个

分子;当表示两分子的圆纸板相隔一定距离(磁铁间的斥力等于橡皮

筋的拉力)时处于平衡位置;当两圆纸板间距离大于平衡位置进的距

离,由于橡皮筋的拉力命名两圆纸板相向运动,显示出分子间引力大

于斥力,总是表现为引力;当两圆纸板间距离小于平衡位置时的距离,

由于磁铁间的斥力使两圆纸板反向运动,这就是显示出分子间引力小

于斥力,总的表现为斥力。

总结归纳：

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1.物质是由分子组成的,分子很小,分子间存在间隙。

2.一切物质的分子都在不停的做无规则的运动。

3.分子间存在相互作用的引力和斥力。

4.由于它们之间存在着相互作用力而具有的能,叫做分子的势

能。

四、巩固运用：

1.下列有关分子动理论的说法中正确的是（D）。

A．“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着斥力。

B．松软的大馍用手一捏体积会大大缩小，这说明分子间存在间

隙。

C．在空调房间吸烟时，会看到烟雾在空中弥漫，这是分子的无

规则运动。

D．用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度越高分子

的无规则运动越剧烈。

2.将10mL的水与10mL的酒精相混合，混合后水和酒精的总体积

小于20ml，这表明（A）。

A．分子之间有空隙。

B．分子之间存在着相互作用的斥力。

C．分子之间存在着相互作用的引力。

D．分子是在不停地做无规则运动的。

3.用分子的观点对下列现象的解释不正确的是（B）。

A．10mL酒精和10mL水混和后的总体积小于20mL--分子间有间

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隔。

B．汽车开过乡间公路，路面扬起灰尘--分子不停地运动。

C．固体、液体很难被压缩--分子间存在斥力。

D．两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来--分子间存在引力。

4.用分子热运动的观点解释下列现象，解释不正确的是（D）。

A．氧气被压缩装入钢瓶-分子间有间隙。

B．花气袭人知骤暖-温度升高分子运动加剧。

C．两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来-分子间存在引力。

D．破镜不能重圆-分子间存在斥力。

五、检查评价：

师：通过本节课学习，你学到了什么?

生：讨论、交流后得出：我们知道了

师：每位同学都对自己在本节课学习进行评估。

布置课后作业。

六、间隔性复习：

在后面的教学安排中进行此环节。

第二课时

一、复习旧课：

1.分子动理论的基本内容是什么?(学生回答)

2.分子运动快慢与什么有关？

二、激发学习动机：

教师:前面我们知道了自然界的能量有很多种，今天,我们要学习

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一种新形式的能:内能

什么是内能呢？

三、讲授新知识：

（一）（板书）内能?

演示1小球在桌面上滚动问:小球具有什么能?(动能)

演示2在试管里装入一些热水,用橡皮塞塞住,放在酒精灯上加

热,使水沸腾,水蒸气膨胀做功冲开塞子。

问:水蒸气对橡皮塞有没有做功?水蒸气是否具有能?

学生:做了功,具有能。

问:水蒸气是由什么组成的?有何特点?该具有什么能?

学生:水蒸气是由大量水分子组成的,这些水分子永不停息地做

着无规则的运动,因此该具有动能。

演示3高举起小球。

问:小球与地球相互吸引具有什么能?(势能)

问:分子间有什么力?(有相互作用的引力和斥力)

演示4将两根分别固定在两辆小车上的条形磁铁,分开一段适当

的距离(异名磁极相对),然后松开手,则可看到,小车互相靠近,直至

两磁铁吸引在一起。

教师分析:两辆小车上的外力辙去后,小车之间的引力就可以做

功,该实验对我们有何启示?

启发学生得出结论:与上述实验类似,假如分子间的斥力突然消

失,则分子间的引力就可以做功,势能就表现出来,即分子间有因相互

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吸引而具有的势能。

演示5按住两小车上的磁铁,使两同名磁极相对、挨近(约

2~3mm),然后松开手,可见小车相互推开。

启发学生得出结论:与两相斥的磁铁类似,互相排斥的分子也具

有势能,即分子间也有因相互排斥而具有的势能。

结论:物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能

的总和,叫物体的内能。

强调: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。

说明:因分子势能跟分子间的相互作用关系复杂,初中阶段暂不

考虑它的变化,而只考虑分子动能对内能的影响。

（二）改变内能的方式

出示一根火柴,问:如何让上面的火药燃着?

学生的可能答案:1、在火柴盒上擦划。2、和高温物体接触,如与

火炉中的炭、烧红的金属块等接触。3、放在煤油灯罩的上方。4、太

阳光下放凸透镜或凹面镜的焦点处。5、用纸包着,放在石头上用铁锤

砸。……

教师分析:火药能被点燃,说明温度升高、内能增加,达到了燃点。

请问哪些情况是用了热传递(传导、对流、辐射)使火药的温度升高、

内能增加的?在这个过程中内能从温度高的物体转移给温度低的物

体。

结论:用热传递的方式可以改变物体的内能,其实质是一个物体

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的内能转移给另一个物体,能的形式没变。

教师:显然,除了热传递,还有别的方式可以改变物体的内能。

演示6火柴在火柴盒上擦划、燃着。(纸包着,放在石头上用铁

锤砸,可在课后做,但要强调注意安全!1~2根即可。)

演示7在“空气压缩引火仪”的厚管中,放入绿豆大小的硝化棉,

用力把活塞迅速压下去,则可见其猛烈燃烧,发出明亮的光。

师生分析:

压缩空气→对空气做功→空气内能增加→温度升高→达到硝化

棉的燃点燃烧。在这个过程中,人消耗机械能,使空气内能增加,即机

械能转化为内能。

结论:做功也可以改变内能,其实质是内能和其它形式的能之间

转化,能的形式发生了变化。

学生实验:

①两手合在一起用力搓,说出感觉。

②出示一钢锯条,让甲同学摸一下说出感觉,然后请乙同学持锯

条在木块上来回急速地摩擦20次,再让甲同学摸一下,说出感觉。

启发归纳:外界对物体做功,物体内能增加。

演示8用“内能、机械能互变演示器”,向管中倒入少量乙醚,

用纱带围管上绕一圈,请一个同学迅速地来回拉动纱带,待一会儿,塞

子就被冲开。

引导学生分析:

启发归纳:物体对外界做功,内能减少。

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思考:出示钢锯条,问:如果只知道这根钢锯条温度升高了,而没

有看到内能改变的过程,能否判断是通过做功还是通过热传递的方式

使它的内能增加的。

教师分析点拔:做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

四、巩固运用：

1.内能和机械能有何本质区别?0℃的冰内能为零吗?

2.从能的转化(或转移)角度解释本课开始时演示的水蒸气膨胀

冲开塞子的实验的全过程。

3.分析下列现象:

①太阳灶烧热水。②铁匠给刀具淬水。③钻木取火。

④太阳光下用冰做成凸透