2025年初中九年级上册【物理(人教版)】内能(第二课时)-教学设计

教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级9年级学期第1学期课题内能（第二课时）教科书书名：物理九年级上册出版社：人教版出版日期：教学目标教学目标：知识目标：知道做功可以使物体的内能增加或减少的一些事例。能力目标：通过演示实验和体验活动，锻炼学生的动手动脑能力，活跃学生的思维，培养学生的分析推理能力，语言表达能力；通过分析具体实例，促使学生尝试应用学到的科学知识去解释具体的问题。情感目标：通过学习，感受到用微观理论去解释宏观现象的奇妙，激发学生的求知欲，使学生乐于探索日常生活中和相关科学技术中的物理学道理，有助于建立正确的科学观。教学重点：知道做功可以改变物体的内能，举出相关事例。教学难点：理解用做功方式改变物体内能的本质。教学过程时间教学环节主要师生活动1分钟13分钟6分钟2分钟引入做功总结改变内能的两种方式课堂小结+布置作业【开场白】同学们，大家好，我是来自北京市第一六一中学的于秀齐老师，请同学们准备好学习任务单，和于老师一起开始今天的学习。【点PPT】【问】先请同学们和我一起回忆一下什么是内能？【点PPT答】构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。物体温度降低时，内能减少。物体温度升高时，内能增加。【点PPT】【问】上节课同学们提到利用图片上的这些方法都可以使我们的双手变暖和，它们都是通过什么方式改变了双手的内能呢？【说】没错，都是通过热传递的方式。【点PPT问】当时同学们还提出了一种方法，就是双手摩擦。双手摩擦可以让我们的双手变暖和吗？【点PPT】【做一做】现在就请同学们伸出双手，互相摩擦，你有什么感觉？【说】双手变暖和了。【问】此时双手的内能是增加了还是减少了？【答】双手的内能增加了。【问】是通过什么方式增加的呢？是通过热传递来的吗？【答】不是，此时双手温度相同，并没有发生热传递。【点PPT答】而是通过双手做功的方式，将机械能转化为了内能。使得双手内能增加，温度升高。【点PPT出板书】由此说明通过做功的方式可以改变物体的内能。【点PPT】【问】古人钻木取火应用的就是做功的方式改变了物体的内能。钻木真的可以取火吗？【说】让我们来了解一下。【看视频】全屏播放【说】钻木取火是人类最早掌握的取火方式之一，早在原始社会它就已经给人类带来了火种。【点PPT】【讲】而钻木取火就是通过做功的方式，将机械能转化为内能，使得木柴内能增加，温度升高，达到木柴燃点，木柴燃烧。生活中还有很多类似的现象。【点PPT】比如小孩玩滑梯下滑时臀部会有发热的感觉。砂轮打磨金属时火星四溅，流星划过天际发光发热。【指PPT】这些都是我们常说的摩擦生热，摩擦生热就是通过克服摩擦做功的方式来改变物体内能的。【问】是否还有其他的做功形式也可以改变物体的内能呢？【点PPT】【说】我们来看一个演示实验，这是一个“压缩空气引火仪”，由底座、玻璃筒、筒盖、活塞手柄组成。先用镊子将一小团硝化棉放入玻璃筒内，使硝化棉置于玻璃筒的底部。组装好装置。然后迅速下压活塞，请同学们注意观察实验现象。【播放视频】【点PPT】【说】我们再来看一遍实验，这次请同学们注意观察玻璃筒的底部，出现了什么现象？【点PPT】【问】同学们，当迅速下压活塞，你们看到了什么现象？【点PPT说】我们看到硝化棉燃烧了。【问】为什么会出现这种现象呢？【说】就请同学们和我一起来分析一下吧。【点PPT问】硝化棉燃烧说明筒内气体的温度是升高了还是降低了？【答】筒内气体的温度升高了，达到了硝化棉的燃点。【问】由此可知筒内气体的内能发生了怎样的变化呢？【答】筒内气体的内能也增加了。【问】是通过什么方式增加的？【答】就是通过做功的方式。此时活塞对筒内气体做功，活塞的机械能转化为了气体的内能，【点PPT答】通过这一连串的分析，我们就能解释硝化棉为什么会燃烧了，原因就是在用外力把活塞迅速下压的过程中，活塞对筒内气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，使得筒内气体内能增加，温度升高，达到硝化棉燃点，硝化棉燃烧。【点PPT出板书】在这个实验中就是通过外界压缩气体做功的方式，改变了气体的内能，使得气体内能增加。生活中也有类似的现象。【点PPT】【说】比如当我们用打气筒打气时，筒壁的一端会明显发热，其中就有这方面的原因。【播放动画】打气的过程，就是对筒内气体做功的过程，使得机械能转化为内能，筒内气体内能增加，温度升高，筒内被压缩的高温气体向低温的筒壁传热，导致筒壁的一端会明显发热。【点PPT】【问】我们再来看一个演示实验。在烧瓶内装入少量的水，压紧瓶塞，向瓶内打气，请同学们注意观察实验现象。【点PPT】【说】我们再来看一遍实验，这次请同学们注意观察，打气的过程中，瓶塞和瓶内的变化。【点PPT】【问】同学们，向瓶内打气后，你们看到了什么现象？【点PPT答】我们看到瓶塞跳起，同时瓶内出现“白气”。【问】这是为什么呢？【说】现在就让我们仿照演示实验1的分析方法一起来分析一下吧。【点PPT问】瓶塞跳起时，同时瓶内出现的“白气”是什么？【答】液态小水滴。【问】液态小水滴从何而来？【答】瓶内水蒸气液化而来。【问】水蒸气液化是吸热过程还是放热过程？【答】水蒸气液化是放热过程。【问】由此说明瓶内气体的温度发生了怎样的变化？【答】降低了。【问】瓶内气体温度降低说明气体的内能？【答】减少了。【问】减少的能量去了哪里？【答】去推动瓶塞做功了，此时瓶内气体推动瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，瓶塞就跳起来了。【说】现在就让我们一起来完整的解释这个实验现象吧。向瓶内打气，瓶内气体推动瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体内能减少，温度降低，水蒸气液化为小水滴，从而瓶塞跳起，瓶内出现“白气”【点PPT出板书】在这个实验中就是通过气体膨胀对外界做功的方式，改变了气体的内能，使得气体内能减少。生活中也有类似的现象。【点PPT】【说】比如装着开水的暖水瓶，【播放视频】有时瓶塞会跳起来。【点PPT】【问】现在给同学们一些时间，自己试着来分析出现这个现象的原因吧。【点PPT说】此过程中是瓶内水蒸气推动瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，瓶塞跳起。【点PPT】【问】在演示实验2中，当向烧瓶内打气后，我们看到瓶塞跳起，同时瓶内出现“白气”。现在请同学们思考一下，若“白气”出现后，立即塞上瓶塞，继续打气，会看到什么现象呢？【说】我们一起来看一看。【点PPT】【问】请同学们再看一遍实验，这次请同学们注意观察瓶内“白气“的变化。【点PPT】【问】同学们看到了什么现象？【点PPT答】我们看到瓶内“白气”竟然消失了。【问】这是为什么呢？同学们可以自己试着将这个分析的过程补充完整吗？【点PPT答】瓶内“白气”消失，说明瓶内小水滴汽化又成为了水蒸气，因为汽化是吸热过程，所以可知瓶内气体内能增加，是机械能转化为了内能。相信同学们一定可以自己来解释这个现象了。【点PPT】【说】以上我们所列举的实验和生活中的实例，都是利用做功的方式改变了物体的内能，不同的是，当外界压缩气体做功时，机械能转化为内能，气体内能增加。当气体膨胀对外界做功时，内能转化为机械能，气体内能减少。【点PPT出板书】由此可以看出做功的实质就是：能量的转化。【点PPT】【说】我们知道通过捂水袋或是向双手哈气这种热传递的方式可以使双手变暖和，同样通过双手摩擦这种做功的方式也可以使双手变暖和。由此可知做功和热传递不仅都可以改变物体的内能，而且可以达到相同的效果，【点PPT出板书】因此做功和热传递在改变物体内能上是等效的。不同的是在热传递的实质是能量的转移。而做功的实质是能量的转化。【说】请同学们和老师一起再来看一个演示实验。（手指铜管后）这是一个一端开口的薄铜管，（固定在桌子上时）现在把它固定在桌面上，（往里面注酒精时）往里面注入少许酒精，（塞塞子时）用橡胶塞塞紧。（绕绳子时）拿一根绳子在管壁外绕两圈，（抽拉绳子时）迅速的来回抽拉绳子，请同学们仔细观察会发生什么现象呢？【问】同学们看到什么现象了？【点PPT问】我们看到橡胶塞崩起，这是为什么呢？【点PPT】【试一试】现在就请同学们结合上节课和这节课的知识，来试着自己解释这个现象吧。【点PPT答】来回抽拉绳子，绳子对铜管做功，绳子的机械能转化为铜管的内能，铜管内能增加，温度升高；铜管与酒精发生热传递，铜管内酒精吸收热量内能增加，酒精汽化为酒精蒸气；酒精蒸气对橡胶塞做功，酒精蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，橡胶塞崩起；我们可以看出在这个实验中分别用到了做功和热传递两种方式改变了物体的内能。【点PPT】【说】下面我们就来看看生活中的以下事例分别是通过哪种方式改变物体内能的呢？【问】炎热的夏天，在饮料中放入一些冰块，饮料会变凉，这是通过哪种方式改变了饮料的内能呢？【点PPT说】是通过热传递的方式，饮料放出热量，内能减少，温度降低。【问】太阳能热水器水箱中的水被晒热，又是通过哪种方式改变了水的内能呢？【点PPT说】也是通过热传递的方式，太阳照射到热水器水箱上，水吸收热量，内能增加，温度升高。【点PPT】【问】行驶的汽车，轮胎会变热，是通过哪种方式改变了轮胎的内能呢？【指图答】其主要原因是轮胎与地面摩擦，以做功的方式，使轮胎内能增加，温度升高。【问】当我们划火柴时，火柴头的内能又是通过哪种方式来改变的？【点PPT答】火柴头与火柴盒摩擦，也是以做功的方式，使火柴头内能增加，温度升高，达到燃点，从而燃烧。【点PPT】【总结】今天我们学习了改变内能的另一种方式：做功。做功可以改变物体的内能。当外界压缩气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加。当气体膨胀对外界做功时，内能转化为机械能，气体内能减少。做功的实质是能量的转化。【点PPT】【总结】做功和热传递在改变物体内能上是等效的。