第十三章内能与热能第1节物体的内能教案2023-2024学年度沪科版物理九年级上册

第第页第十三章内能与热能第1节物体的内能教案2023-2024学年度沪科版物理九年级上册第一节物体的内能教学设计

1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。

2.知道热传递过程中,物体吸收(或放出)热量,温度升高(或降低),内能改变。

3.了解热量的概念,热量的单位是焦耳。

4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

重点:理解内能的概念。

难点:热量的含义。

【新课导入】

复习导入

分子动理论的内容:物体是由大量的分子组成的;分子在不停地做无规则的运动;分子之间存在着相互作用的引力和斥力。分子间存在间隙。

动能:物体由于运动而具有的能。

势能:物体由于被举高及发生弹性形变而具有的能。

动能和势能之和称之为物体的机械能。

既然物体有动能和势能,那么无规则运动的分子有动能和势能吗分子的动能和势能之和还可以称为机械能吗

情境导入

内能是一个比较抽象的概念,通过装着开水的暖瓶有时会把瓶盖弹起来这一生活中常见现象,引导学生思考推动瓶盖的能量是什么暖瓶没有运动,所以不是机械能,暖瓶也没有接电源,也不是电能。那么,这一能量来自哪里呢

【课堂探究】

1.内能

【思考】

①如图(甲)所示,把相同数量的蓝色墨水分别加入热水、冷水中,观察现象。实验表明什么

提示:温度越高,分子的无规则运动越剧烈。

②如图(乙)、(丙)所示,运动的足球具有动能,拉伸或压缩的弹簧具有势能。那么,运动的分子是否也具有动能,相互吸引或排斥的分子是否也具有势能

提示:分子具有动能和势能。

【归纳】

(1)物体的内能定义

物体内所有分子无规则运动的动能,以及分子势能的总和叫做物体的内能。

(2)影响物体内能的相关因素

请同学们结合上述分析及分子内能的定义,讨论物体的内能与哪些因素有关

①温度

物体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大,因此物体的内能与温度有关。如果体积变化不大,同一物体在状态不变时,温度越高,内能越大,温度越低,内能越小。

②状态

物体内能增加或减少时,温度可能不变。如:冰熔化时,吸收热量,内能增加,温度不变。因此物体的内能与物体状态有关。

③质量

温度、状态相同的物体,质量越大,内能越大,因此内能与质量有关。

④材料

质量、温度、状态都相同的不同物质,内能不同,因此内能与材料有关。

⑤体积

质量、温度相同的同种物质,体积不同时,内能也不一定相同。

2.改变物体内能的两种途径

【思考】

①迅速向下压活塞,空气的内能增加,棉花燃烧起来,说明什么方式可以改变物体的内能

提示:对物体做功,可以使物体的内能增加。

②太阳下的棉被被晒得很暖和,说明什么方式可以改变物体的内能

提示:热传递可以使物体的内能增加。

【归纳】

(1)改变物体内能的两种途径是什么

做功和热传递。

(2)这两种途径有什么区别和联系

区别

①做功是其他形式的能与内能之间的相互转化。

②热传递的实质是能量从高温物体向低温物体,或从物体的高温部分向低温部分转移的过程。

联系:做功和热传递在改变内能上是等效的。

(3)内能与机械能有什么区别

内能机械能

概念物体内所有分子无规则运动的动能以及分子势能的总和物体动能和势能统称为机械能

存在不能为零,自然界中一切物体在任何情况下都有内能可以为零

相关因素质量、状态、温度、体积、材料质量、速度、高度和弹性形变

改变方式做功和热传递做功

3.热量

阅读教材36~37页,结合前面所学知识,讨论归纳什么是热量它与温度、内能有什么关系

(1)热量

在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量。用字母Q表示,单位是焦耳,符号为J。

(2)热量、温度和内能的区别

①量的性质的区别

温度和内能是状态量,热量是过程量。

②单位的区别

温度的单位是摄氏度,热量和内能的单位是焦耳。

③表述的区别

温度用“降低”和“升高”表述。

热量用“放出”或“吸收”表述。

内能用“有”“具有”“改变”“增加”或“减少”表述。

(3)热量、温度和内能的联系

①温度越高,分子热运动越剧烈,分子动能增大,内能越大。

②热传递可以改变物体的内能,使内能增大或减少,但温度不一定改变。

1.下列所描述的场景中,属于利用热传递改变物体内能的是(C)

A.冬天人们搓手取暖

B.小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热

C.加剧的温室效应使得多年的积雪熔化了

D.钻木取火

2.关于生活中的热现象,下列说法正确的是(D)

①衣柜中的樟脑球慢慢变小,这是一种升华现象

②物体的温度升高,它一定是吸收了热量

③测量液体温度时,应使温度计的玻璃泡与被测液体充分接触

④0℃的水比0℃的冰的内能大

A.①③④B.①②

C.②④D.①③

3.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是(D)

A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能

B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能

C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能

D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能

4.

用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是(C)

A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少

B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加

C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少

D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变

5.

如图所示,将一根铁丝用手快速反复弯折,铁丝弯折处会发热,弯折越快、时间越长,铁丝弯折处分子运动越快,温度越高,这个实验说明做功可以改变物体的内能。

6.如图所示,中山小榄的“菊花肉”爽脆不腻,清香可口,赢得了一致好评。“菊花肉”看来虽肥,但刚刚出锅的菊花肉芬芳扑鼻,这是由于分子无规则运动造成的,烹饪过程中其内能是通过热传递方式改变的。凉了之后的“菊花肉”不是很香了,说明分子热运动的快慢与温度有关。

1.内能

从微观角度看,内能是分子无规则运动能量之和的统计平均值。分子无规则运动的能量包括动能、分子相互作用势能和分子内部运动能。物体的内能不包括整个物体的动能和它在引力场中的势能。原则上,物体的内能应包括其所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和核能之和,但在一般热力学状态变化过程中,物质的分子结构、原子结构和核结构没有变化,因此这些能量的变化是不可考虑的。然而,当化学反应涉及热力学研究时,化学能应包含在内能中。

2.热传递的三种方式

热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中,这三种方式往往不是单独进行的。热传导是由于大量分子、原子等相互碰撞,使物体的内能从温度较高部分传至较低部分的过程。热传导是固体热传递的主要方式,在气体和液体中,热传导往往与对流同时进行。各种物质热传导的性能不同,金属较