浙江省温州市平阳县鳌江镇第三中学九年级科学上册 3.5物体的内能教案 浙教版

1 3 53 5 物体的内能物体的内能 教案教案 教材分析教材分析 关于 热能 学生已经接触到多次 但是概念模糊 在学习机械能后 有必要来了解 这种常见的能量 本节以 内能 为主题 从热能和内能的关系入手 从生活中常见的事 例着手 从微观的角度 微粒运动 和宏观的表现 温度 给学生一个科学的概念 易于 接受 本节的重点在于改变内能的两种方法 然后再学会热量的计算方法 通过实验和事例的分 析 帮助学生理解 并在此基础上 引出热量和燃料热值的概念 教学目标教学目标 知识目标 了解内能的概念 理解做功和热传递是改变内能的两种方法 知道这两种方法中能量变化的 实质和方法的等效性 知道热量的概念 知道功和热量都可以量度内能的变化 4 学会热量的计算 5 知道燃料的热值 技能目标 能从宏观和微观的角度全面了解事物 培养实验的观察和分析能力 培养概括和对比分析的能力 学会从能量变化的角度分析事物的变化 情感目标 培养学生联系实际生活和实验现象分析科学规律的探索科学的精神 通过从能量变化的角度讨论问题 为建立能量守恒定律奠定基础 教学重点教学重点 理解做功和热传递是改变内能的两种方法 及其方法的实质和等效性 教学难点教学难点 内能的概念 应用改变内能的两种方法分析实例 热量的计算 教学准备教学准备 课件 克服摩擦做功 压缩气体做功 气体对外做功等演示实验 课时安排课时安排 2 课时 教学过程教学过程 引人引人 下列物体具有什么形式的能量 1 运动中的物体 2 飞流直下的瀑布 3 杯中静止的水 今天我们继续来学习另一种能量的形式 内能 新课学习 新课学习 一 一 内能内能 回忆实验 将红墨水滴到温度不同的水中 观察现象 提问 1 这是什么现象 扩散现象 提问 2 产生扩散现象的原因是什么 物质由分子 原子或离子等粒子 构成 构成物质的粒子在永不停息地做无规则运动 分子间存在间隙 1 1 热运动 物体内部大量粒子的无规则运动 热运动 物体内部大量粒子的无规则运动 提问 3 微粒的无规则运动称为热运动 相应的能叫什么能 内能 2 内能 物体内部大量粒子做热运动 微观运动 所具有的能叫内能 2 设问 4 它们可能与哪些因素有关 在不同的温度中 扩散的速度不同说明什么 物体 温度越高 微粒无规则运动越剧烈 3 关系 物体温度温度越高高 分子热运动热运动越剧烈剧烈 内能内能也越大大 提出内能和热运动的概念 关系并板书 强调 热现象是大量微粒无规则运动的宏观 表现 对单个微粒谈热运动 温度 内能是没有意义的 温度是物体内部大量微粒无规则运动剧烈程度的标志 根据温度的变化 宏观 反映 热运动 微观 的剧烈程度和内能的变化 讨论 1 根据图片 3 49 3 50 试解释 无论高温物体还是低温物体 都具有内能 不论物体有没有做其他运动 物体内微粒的无规则运动总是存在的 所以其他能量 机械能 可能为 0 内能总是有的 不管是高温物体还是低温物体 2 物体的温度升高或降低时 内能会有什么变化 内能的大小与温度的高低有关 一个物体温度升高 内能增加 温度降低 内能减少 由于内能的大小不仅仅与温度的高低有关 所以不同的物体不能仅根据温度的高低判断内 能的大小 下面两个物体都具有内能吗 分析 无论什么物体 温度的高低 它们都有内能 3 内能与机械能有什么不同 内能是与微观运动有关的能量 它的改变与温度的变化有关 机械能是与宏观运动有 关的能量 它的改变与运动的速度 高度等的变化有关 过渡 通过观察温度的升高或降低可以了解物体内能的变化 如何增加杯中水的内能 二 二 做功可以改变内能做功可以改变内能 实验 1 如图 3 53 观察现象 分析原因 现象 棉花燃烧 提问 1 用乙醚浸过的棉花为什么会燃烧 达到乙醚的着火点低 提问 2 筒内的空气温度为什么会上升 提问 3 压下活塞过程中 有没有做功 谁对谁做功 活塞压缩筒内气体做功 提问 4 能量如何转变 机械能 内能 筒内空气的内能增大 温度升高 达到乙醚的着火点 提问 5 增大空气内能的方法 对物体 空气 做功 物体 空气 内能增大 提问 6 为什么选用乙醚来浸棉花 着火点低 易燃 实验 2 如图 3 52 观察现象 分析原因 3 现象 橡皮塞向上跳起 瓶口出现雾状物 提问 1 来回拉绳子的过程中 有没有做功 克服摩擦做功 提问 2 如何说明人克服摩擦力做了功 提问 3 能量如何转变 管壁发烫 机械能 内能 金属管 乙醚的内能增大 总结 对物体做功 物体的内能增加 问 你还能举处相似的例子 古人钻木取火从原理上与哪个例子的原理是一样的 能量转化 都是机械能 内能 温度变化 都是升温 是否做功 都是克服摩 擦做功 提问 1 橡皮塞为什么会跳起 乙醚蒸气膨胀 将塞子推出 提问 2 这个过程中有没有做功 谁对谁做功 乙醚对塞子做功 提问 3 能量如何转变 内能 机械能 乙醚蒸气内能减小 塞子获得机械能 提问 4 使乙醚内能减小的方法 物体 乙醚 对外做功 物体 乙醚 内能减小 实验 3 如图 3 54 观察现象 分析原因 现象 塞子向上跳起 瓶内出现白色的雾 原因 滴入酒精产生了蒸气 向瓶内打气 压强达到一定程度 气体对外做功 内能 机械能 塞子获得了机械能 向上跳起 同时气体的内能减少 温度降低 瓶内的一部分酒精蒸气和水蒸气液化 归纳 用什么方法可以增大或减少物体的内能 这种方法的实质是什么 二 做功可以改变内能 对物体做功 内能增大 机械能 内能 实质 其他形式的能 机械能 与内能的转 化 物体对外做功 内能减小 内能 机械能 追问 对物体做了多少功 表明什么 有多少其他形式的能转化为内能 物体对外做 多少功 表明什么 有多少内能转化为其他形式的能 从中可看出 功与内能的关系 功可以量度内能改变的多少 三 热传递可以改变内能三 热传递可以改变内能 分析 冬天双手很冷 你通常使其变暖的两种方法在原理上有何不同 做功改变物体的内能 热传递改变物体的内能 读图 3 56 发高烧的病人常用湿毛巾冷敷 冷敷时 热 从人体传给毛巾 传热的结果 人体的温度降低 内能减少 毛巾的温度升高 内能增多 我们把这个过程叫热传递 思考 热传递的过程有发生能量的转化吗 热传递实质是 什么 发生热传递的条件是什么 热传递的方向如何 热传 递的结果是什么 4 三 热传递可以改变内能 1 热传递 方向 内能从高温物体传递到低温物体 或者从同一物体的高温部分传递到低温部分 条件 温度差 结果 温度相等 4 实质 能量的转移 设问 在热传递中 传递的能量多少叫什么 用什么表示 单位是什么 在热传递中 传递的能量多少叫做热量 用 Q 表示 低温物体从外界吸收多少热量 内能就增加多少 温度升高 高温物体向外界放出多少热量 内能就减少多少 温度降低 因此除了功 还可以用热量量度内能改变的多少 由于这种关系 它们的单位也一致 焦 耳 2 热量 Q 在热传递中 传递的能量多少 单位 焦 3 低温物体从外界吸收热量 内能增大 实质 内能的转移 高温物体向外界放出热量 内能减少 引申 热量是与热传递相连的概念 离开了热传递谈热量就没有意义了 所以热量只能 表达 吸收多少 放出多少 传递多少 不能说 有多少 或 含有多少 讨论 图 3 57 有一瓶子 里面装着一些铁屑 用什么方法可以增加铁屑的内能 如果 你没有看到内能改变的过程 单凭铁屑的温度升高 你能说出究竟采用什么方法 可能是放在火上烤 可能是克服摩擦对瓶子和铁屑做功 结论 做功和热传递的实质不同 但是改变内能是等效的 所以只从结果是不能判断方 法的 4 做功和热传递 实质不同 改变内能是等效的 课堂练习 课堂练习 1 冰水混合物的温度是 0 所以没有内能 2 任何物体都具有内能和机械能 3 甲物体比乙物体的温度高 则甲比乙的内能大 4 物体不一定都有内能 5 某物体温度升高 它的内能一定增大 布置作业布置作业 第第 2 2 课时课时 复习引入 复习引入 下列物理现象中 哪些利用做功改变物体内能的 哪些利用热传递改变物体内能的 A 锯条在石块上摩擦 锯条发热 B 热铁块投入冷水中 铁块温度降低 C 把一杯牛奶放在热水中加热 D 用锤子反复击打一个铁片 铁片温度升高 E 用打气筒往车胎内打气 打气筒变热 做功改变物体内能 A D E 热传递改变物体内能 B C 问 1 牛奶吸收热量的多少 与什么因素有关 2 2 将质量相同的一壶水和一壶煤油都加热到 将质量相同的一壶水和一壶煤油都加热到 100 100 它们吸收的热量一样多吗 它们吸收的热量一样多吗 已知 已知 C C 水水 4 2 103 4 2 103 焦焦 千克 千克 C C 煤油煤油 2 1 103 2 1 103 焦焦 千克 千克 问 从中你发现 物质吸收的热量的多少与哪些因素有关 问 从中你发现 物质吸收的热量的多少与哪些因素有关 再问 再问 C C水 水 4 2 10 4 2 103 3焦焦 千克 千克 表示什么含义 表示什么含义 5 1 1 千克的水温度升高千克的水温度升高 1 1 时需要吸收时需要吸收 4 2 1034 2 103 焦的热量焦的热量 2 2 千克的水温度升高千克的水温度升高 1 1 时需要吸收时需要吸收 焦的热量 焦的热量 1 1 千克的水温度从千克的水温度从 3030 升高到升高到 4040 时需要吸收时需要吸收 焦的热量焦的热量 由此 你认为物质吸收的热量的多少应该如何计算由此 你认为物质吸收的热量的多少应该如何计算 Q cm t t0 Q cm t t0 跟学生一起分析每个符号代表的量以及单位 跟学生一起分析每个符号代表的量以及单位 例 一块质量为例 一块质量为 5 5 千克 温度为千克 温度为 10 10 的铁块加热到的铁块加热到 200 200 铁块吸收了多少热量 铁块吸收了多少热量 过渡 对铁块加热可以用酒精等燃料的燃烧 对铁块加热可以用酒精等燃料的燃烧 燃料燃烧会放出大量的热量 燃烧是什么 变化 在燃烧过程中 能量如何转化 燃烧是化学变化 燃烧是贮存在燃料中化学能转化为内能的过程 四 燃料的热值四 燃料的热值 问 你知道哪些燃料 为什么火箭选用液态氢做燃料 因为热值大 热值是燃料的特性 不同的燃料的热值一般不同 在常见的燃料中 氢是最好的燃 料 理由有三 燃烧完全相同质量的燃料 氢放出的热量最多 燃烧产物无污染 原料取 之方便 可循环使用 引入概念 我们把 1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量 叫做这种燃料的热值 单位 焦 千克 读表 了解常用燃料的热值 读出氢的热值 氢的热值为 1 4 101 4 108 8焦 千克 1 表示什么意义 2 4 千克氢完全燃烧时放出的热量为多少 3 如何计算燃料完全燃烧时放出的热量 引申 1 说出汽油的热值 4 6 107焦 千克的意义 2 1