3.5物体的内能教学设计

教学设计

课程基本信息学科科学年级九年级学期秋季课题物体的内能(第一课时)教科书书名：科学教材出版社：浙江教育出版社教学目标1.科学观念：（1）了解物体内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。（2）知道改变物体内能的两种方法2.科学思维：（1）通过观察实验现象，分析、推理内能的改变过程；（2）利用类比迁移、逆向思维，分析生活事例3.探究实践：通过动手实践，找寻改变物体内能的众多方法，并对其进行分类研究。4.态度责任：（1）体会参与观察、实验、制作等科学实践活动的乐趣（2）通过分析事例，逐步形成用能量观点看世界的意识。教学内容教学重点：1.内能概念的建立；2.内能的影响因素；3.改变物体内能的方法，并举例。

教学难点：1.做功和热传递改变物体内能的实质教学过程【引入】我们先借助电钻来感受一把“钻木取火”。请看视频。（视频）。我们看到木头冒烟、变黑了。这些现象都说明，木头本身的能量增加，导致其温度升高。当附近有可燃物，温度达着火点时，物体就会燃烧起来。那你知道木头增加的是什么形式的能吗？今天我们就一起来学习这种“隐形”的能量形式。【内能的概念】实验：（视频）这是一杯冷水，推动它，水具有动能。当它静止在地面上，动能消失了。水还有能量吗？这是一杯热水，往两杯水里注入等量红墨水，请观察现象我们发现热水中，红墨水扩散更快这个实验说明：温度越高，分子的无规则运动越剧烈。（扩散实验）介绍：1、分子既然在做运动，那分子也应该具动能。我们可以称之为分子动能。2、而且，温度越高，分子动能就越大。过渡：分子不仅在运动，分子间还存在着引力和斥力。模型展示：分子很小，肉眼观察不到，所以，我们用泡沫小球来模拟分子。分子间的作用力相当于弹簧，当两个分子靠得太近时，彼此间产生斥力；相距较远时，产生引力。与弹簧的势能类似，分子也具有分子势能。介绍：由于讨论单个或几个分子的动能和势能是没有意义的，所以科学上把构成物质所有分子的分子动能和势能合称为内能，也就是物体内部的能量。总结：静止在地面上的水虽然没有动能，但它具内能。而且温度越高，分子无规运动越剧烈，物体的内能就越大。【影响内能的因素】过渡：那你知道0℃的冰与0℃等质量的水，谁的内能大？1、回忆下冰的熔化特点：吸热但温度保持不变——冰会从外界吸收热量，虽然温度不变，但内能必然会增加。0℃的冰与0℃的水最大的区别是状态。因此，从这个例子中可以看出，物质的状态会影响其内能大小。2、此外，从定义上看，构成物质的分子数越多，内能越大，而分子数多的宏观表现，就是质量大。因此，质量也是影响物体内能的重要因素。总结：最后，我们得出了影响内能的主要因素是：温度、状态和质量。【改变内能的方法】过渡：有哪些方法可以让铁丝的温度升高（即让铁丝的内能增加）？加热，是同学们首先会想到的。接下来，请看实验实验：为了更直观地显示铁丝的温度变化，我们给铁丝中间涂了一层温变颜料，当温度升高时，会变黄色。（加热铁丝）介绍：1、在实验过程中，我们观察到温变材料变黄色。说明铁丝温度升高，内能增加。2、进一步观察，还能发现温变材料是从靠近火源一端向另一端逐渐变黄色。说明内能先从高温的火焰转移到低温的铁丝，再由铁丝的高温部分转移到低温部分。我们把这种改变内能的方式，称之为热传递。3、如果想让铁丝快速降温，可以将铁丝浸到冷水里。这个过程，热量又由高温的铁丝传递给低温的冷水。4、最终结果是两者温度达到相同。5、而温度达到相同之后，两者之间不再发生热传递。也就是说，热传递发生的条件是两者存在温度差。6、除了用火直接加热，烫、捂、晒等操作也属于热传递的方法。过渡：再来看看其它让铁丝升温的操作。操作1：手握铁丝两端，来回对其弯折；操作2：用砂纸对铁丝进行摩擦。介绍：1、这两种方法不同与热传递，他们都需要外界对物体施力，并在力的方向上移动一段距离，这种方法我们称之为做功。2、生活中，克服摩擦力做功使物体内能增加的例子很多，比如搓手、流星，包括上课一开始的“钻木取火”。过渡：对铁丝进行弯折、打磨，都属于外界对物体做功，物体内能增加。那如果让物体对外界做功，它的内能会怎么变呢？请看视频介绍：这是一只加入了少量水的双嘴吸滤瓶，下嘴连着一支温度计，上嘴通过橡皮管与打气筒相连，瓶口有塞子。往瓶内打气，请观察。现象1：当塞子被弹出的瞬间，瓶内出现白雾问1：为什么会出现白雾呢？白雾是瓶中的水蒸气液化而来的。水蒸气发生液化，说明瓶内气体温度降低。结合之前所学的内能知识，我们知道，气体温度降低是因为气体内能减小了。问2：那为什么气体的内能会减小呢？我们来看塞子。塞子之所以会弹出，是因为受到气体给它向上的力，而且，塞子还在力的方向移动了一段距离，也就是瓶内气体对瓶塞做了功，从而使气体内能减小。现象2：打气筒在压缩瓶内气体时，温度会不断上升问1：温度为什么会上升呢？（内能增加）问2：气体内能又为什么会增加呢？（活塞对气体做功）。我们可以从现象出发，寻找直接原因、根本原因，最后再顺着思路表述出来，这种说理方法，称之为“逆推顺说”法。这种使气体内能增加的过程，我们称之为：压缩气体做功。过渡：如果出现一种极端情况，在一个密闭环境内，将气体瞬间压缩，你觉得会发生什么情况？实验：一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小片餐巾纸。快速压下活塞，餐巾纸能否燃烧起来？请看实验。问：餐巾纸为什么会燃烧起来？我们还是可以应用“逆推顺说”的方法。介绍：餐巾纸燃烧是由于它的温度达到了着火点，说明餐巾纸内能增加，温度升高。活塞并没有直接作用于硝化棉，为什么餐巾纸的内能会增加呢？（停2S）那是因为餐巾纸与筒中的空气进行了热传递，高温气体将热量传递给了低温的餐巾纸。筒中的空气为什么温度会升高呢？（停2S）结合之前吸滤瓶的实验，我们很快可以把逻辑链补充完整。这是因为下压活塞的过程中，活塞对气体做功，气体内能增大，温度升高，气体再将热量传递给餐巾纸，使餐巾纸内能增加，温度升高，达到着火点，餐巾纸燃烧。【课堂总结】本节课学习了，什么是内能，物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和称之为内能。我们还通过一些实验现象和理论推导，得出了影响内能的因素，有温度、状态、质量。最后，通过改变铁丝温度的例子，总结了改变物体内能的两种方式：热传导和做功。在分析实验现象的过程中，学习了“逆推顺说”的说理方法，并且对这一方