内能第3课时教学设计.doc

5.1 物体的内能（三）第3课时教学目标1.使学生知道做功可以改变物体内能的一些事例；知道可以用功来量度内能的改变。2.了解内能和热量的区别和联系。3.知道热传递的三种方式；知道热传递能改变内能。4.能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。教学器材准备压缩空气引火器，机械能转化内能演示器，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。教学重难点重点 改变内能的方式：做功、热传递和内能改变的关系难点 用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象热传递和内能改变的关系。课堂教与学互动设计创设情景，导入新课(1)什么叫做物体的内能?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物体的内能。(2)物体的内能大小跟哪些因素有关? 物体的内能大小与物体的温度、物体的形状和体积、物体的质量有关。同一物体（形状、体积相同），温度高的内能大；质量不同的物体的内能大小一般难以比较。合作交流，探究新知一、做功可以改变物体的内能 物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大。也就是说当物体的温度发生了变化时，它的内能就发生了变化。如何改变物体的温度，同学们能够从生活实际上举出许多的事例。今天我们先研究一种改变内能的方法做功。 1对物体做功，物体的内能会增大。 （1）演示实验：压缩空气引火实验。出示压缩空气引火器，简单介绍它的构造。取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用)，放入玻璃筒的上口。此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。迅速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。 （2）分析实验现象。组织学生讨论“实验现象说明了什么”？从燃烧的条件：温度达到着火点、有助燃物质展开讨论，从而得出压缩空气做功，使空气内能增大，温度升高引起棉花燃烧。（3）生活事例：实际这种现象在日常生活中，同学们也遇到过。例如，在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于压缩空气的缘故。用其他的方法对物体做功，也能使物体内能增加，摩擦生热就是一个例子。让学生列举其它事例。 （4）归纳学生所举事例，得出结论：外界对物体做功，物体的内能就会增大。 同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加，做功能不能使物体的内能喊小呢? 2物体对外做功时，本身的内能会减小。 （1）演示实验：气体膨胀温度降低的实验。 按照课本图2-12所示，事前组装好仪器。课前在瓶内装入少量的水。实验时告诉学生，由于水的蒸发，瓶内存在水蒸气。由于水蒸气是无色透明的，所以水蒸气是看不到的。提醒学生注意观察瓶塞跳起时容器中有什么现象。（2）分析现象：瓶塞跳起是水蒸汽膨胀对瓶塞做功，那么水蒸气的内能就减小，温度就降低，水蒸气就液化成小水珠，就是我们看到的有雾产生。（3）得出结论：物体对外做功，物体的内能减小。3内能的改变可用做功来量度。做功改变物体内能实质上是机械能与内能之间的相互转化。二、热传递可以改变物体的内能1热传递热传递是指热从高温物体传到了低温物体或从物体的高温部分传到低温部分。列举热传递的具体事例。引导学生复习热传递有关知识并能认识热传递的实质。发生热传递的条件：存在温度差，热传递一直进行到温度相同（热平衡）为止。热传递过程中，高温物体温度降低，低温物体温度升高。热传递的方式：传导、对流和辐射 。热传递的实质是内能的转移，内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分。教师具体解读传导、对流和辐射三个概念。传导：热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物体叫做热的良导体，不善于传热的物体叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。对流：靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。辐射：热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。（因自身的温度，以可见光、不可见光的形式向外发射能量的现象）。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。物体温度越高，对外辐射越强。一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。介绍宇宙背景辐射、响尾蛇导弹等课外知识。例1. 根据热传递三种方式的特点，分析有关热传递问题。下列事例中，热传递的主要方式是哪种？（1）炉子上烧水使整壶水都变热。（2）夏天喝饮料，把冰块放入饮料中降温。（3）冬天在炉子旁取暖。（4）把金属勺放在热汤中，勺把会烫手。解析 题（1）中炉子烧水使整壶水都变热，主要是对流方式起作用。题（2）中冰块放入饮料中，饮料通过传导的方式把热传给冰，冰吸热熔化，接着整杯饮料通过对流达到相同温度。题（3）中在炉子旁取暖，主要是辐射传热。题（4）中金属是热的良导体，汤将热传给勺后，通过传导的方式使勺把变热。2热量热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。由于热传递过程中，内能总是从高温物体传向低温物体，所以高温物体的内能减少，这叫做放出了热量；低温物体的内能增加，这叫做吸收了热量。在热传递过程中，总是存在着放热物体和吸热物体，物体放出或吸收的热量越多，它们的内能的改变越大。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。3做功和热传递对改变物体的内能是等效的。例如一根锯条的温度上升了，但无法从其温度上升判断出其内能的增加依靠的是做功还是热传递。做功和热传递这两种方式虽然在改变物体内能上是等效的，但本质还是有区别的，“做功”使机械能或其它形式的能转化为物体的内能或者相反，属于能量的转化，热传递则是能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程，属能量的转移，因此，认为“做功”和“热传递”是一样的说法是错误的。例2.日常生活中有许多物体内能发生改变的现象，说出以下现象中改变物体内能的方式.。（1）用打气筒打气时，筒壁发热。（2）金属汤勺一端放在热汤中，另一端变烫。（3）双手互相搓，感觉暖和。（4）用电水壶煮开水。解析 （1）活塞压缩气体做功；（2）热传递（传导）；（3）克服摩擦做功。（4）电流做功。点评 做功使物体的内能改变有多种形式，如克服摩擦、压缩气体和通电等，但其本质都是其它形式的能与内能之间的转化；热传递改变物体内能的方式有传导、对流和辐射，但其本质是内能的转移。4功、内能、热量采用相同的单位：焦耳（J）,简称焦。通过做功改变物体内能时，可以用功来量度内能的改变；用热传递改变物体内能时，可用物体放出热量和吸收热量的多少来量度。热量和功都可以用来量度物体内能的改变，所用的单位也应该相同，都是焦耳。三、内能和热量的区别内能是物体的状态量，一个物体处于一定状态就对应着一个确定的内能。热量是热传递过程中内能转移的多少，即内能的改变量，热量是一个过程量。我们只能说物体有多少内能而不能说物体有多少热量，内能和热量的区别就如同机械能和机械功，前者是物体的状态量，后者是一个过程量，我们只能说物体有多少机械能而不能说物体有多少功。同一物体在同种状态时，内能的多少主要决定于物体温度的高低。吸收或放出热量的多少，则决定于温度变化的大小。想一想 为什么我们只能说物体有多少内能而不能说物体有多少热量？解析 内能是物体的状态量，一个物体处于一定状态就对应着一个确定的内能。而热量是热传递过程中内能转移的多少，即内能的改变值，热量是一个过程量。说一个物体有多少热量是没有意义的。练一练1. 热传递的方式有传导、对流和辐射，其中能在真空中传播热，不需要依赖媒质的是辐射，靠液体、气体的流动来传递热的是对流。2.做功可以改变内能，压缩气体做功，气体内能增加；水蒸汽膨胀做功，水蒸汽内能减少。3.在下列过程中利用热传递改变物体内能的是（C）A 钻木取火 B 用锯锯木板，锯条发热 C 用热水袋取暖 D 两手互相搓搓觉得暖和4.下列过程中，通过做功改变物体内能的是（B）A 举重运动员把杠铃举起B拉锯子锯木头使锯片的温度升高C把搭在弓上的箭射出D冬天用暖水袋取暖5.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是 （A）A冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷 B闭合开关后，灯泡发光C烧水时，水蒸气顶起壶盖 D给电动自行车的蓄电池充电6.下列说法中正确的是（A）A、0的物体也具有内能B、运动速度大的物体内能大C、物体的内能与温度无关D、物体对外做功其内能一定增大课堂小结1.做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能会增大；物体对外做功时，本身的内能会减小。内能的改变可用做功来量度。做功改变物体内能实质上是机械能与内能之间的相互转化。2.热传递可以改变物体的内能。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。内能的改变也可用做热量来量度。热传递的实质是内能的转移，内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分。3. 做功和热传递对改变物体的内能是等效的。课外同步训练轻松过关1.改变物体内能的方法有做功和热传递两种。2.子弹射入木块的过程中机械能转化成内能；爆竹腾空而起，火药的化学能先转化为内能，然后转化为机械能。3.下列说法正确的是 （D）A高温物体的内能一定大 B内能大的物体，温度一定高C物体的内能变小，温度一定降低 D物体的内能变小，温度可能降低4.下列说法中，错误的说法是 （D）A.一个物体没有与外界发生做功的情况，若它的温度升高，它的内能就增加B. 内能是物体中大量的做无规则运动的分子具有的能C. 做功和热传递对改变物体的内能是等效的D. 在国际单位制中热量的主单位是“卡”适度拓展5.下列实例中属于机械能转化为内能的是 （B）A点燃的火箭飞向太空 B陨石坠人地球大气层成为流星C广场上的石凳被晒得发烫 D气缸里的活塞在燃气推动下运动6.下列事例中，属于由做功改变物体内能的是 （B）A冬天人站在阳光下感到暖和 B用锤子锻打铁丝，铁丝发热C在炉子上烧水，水温升高 D爆竹点燃后，腾空升起7.下面的几个例子中，哪一个例子里有内能转化为机械能的过程 （B）A. 热水加入冷水中 B. 放爆竹，爆竹腾空飞起C. 冬天，人在户外晒太阳 D. 用电饭煲煮饭8.在下列现象中，是机械能转化为内能的是 （A）A. 给自行车打气时打气筒变热 B. 电炉丝通电后变热C. 晒太阳感到暖和 D. 一壶水在煤气炉上加热，温度升高 综合提高9.小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，容器中的水温约为20，热奶的温度约为90，同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线,如图所示。其中曲线是表示热奶的温度小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，容器中的水温约为20，热奶的温度约为90，同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线,如图所示。其中曲线是表示热奶的温度随时间的变化情况，大约经过14时间热奶和水温刚好达到一致（填13.5到15.5都对），图中40具有特殊的意义，表示热奶与水的混合温度（达到热平衡时的温度）。课后反思：物体的内能是由构成物体的分子数目、分子平均动能的大小、分子间势能的大小共同决定的。由于物体动能与物体的质量和速度有关，物体的势能与物体的质量和物体间的距离有关，因此从宏观看，物体的内能与下列因素有关：物体的质量，它反映了物体内部分子数的多少。物体的温度，它一方面反映了物体内部分子运动的剧烈程度，温度越高，分子平均速度越大，分子动能也就越大，同时，对于固体和液体，分子平均速度越大，分子偏离平衡位置的距离也越大，也就是热胀冷缩现象，此时物体体积变大，分子间势能也变大。构成物体的物质种类，因不同物质的分子大小、结构都不