北师大九年级物理上册 （内能）机械能、内能及其转化教育教学课件

第十章机械能、内能及其转化内能

学习目标新课目标1.知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动；能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释.知道分子之间存在着相互的作用力.2.知道热传递可以改变物体的内能.知道做功要以改变物体的内能.

鸟语花香，花香是如何传播的？

打开香水瓶盖，你有什么感觉，香水的味道是如何传播的？新课引入

自古以来，人们就在不断地寻找与热有关的某种能量．“热”是一种能量吗？它能做功吗？想一想：如果把此杯子打碎，碎片是否还是玻璃？如果经过多次分割，颗粒会越来越小，如果不停的分下去，有没有一个限度？新课讲解观察与思考一物质的构成（1）保持物质原来性质不变的最小微粒叫作分子或者原子.（2）常见的物质是由及其微小粒子——分子、原子构成的.（3）分子的大小用分子的直径来衡量，通常用10-10m为单位来量度分子的大小.归纳与小结思考：打开香水瓶后，不久就会闻到香味，为什么？观察与思考二分子热运动演示实验：我们将一个空瓶子，倒扣在一个装着棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板.实验1气体间的扩散现象结论：气体会发生扩散现象实验与探究10日后20日后30日后实验2液体间的扩散现象结论：液体会发生扩散现象实验与探究长时间堆放煤的墙角会变黑，用笤帚扫都扫不干净.实验三固体间的扩散现象结论：固体会发生扩散现象实验与探究1.不同的物质在接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散现象.2.扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动.（气体、液体、固体都有扩散现象）3.说明分子间存在间隙.归纳与小结演示实验：向一个盛有热水、冷水的两个烧杯中用滴管注入两滴红墨水，观察现象.扩散的快慢与物体的温度有关.观察与思考一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则的运动叫作分子的热运动.分子运动越剧烈，物体温度越高.归纳与小结是什么力使得两块铅块结合在一起？实验观察1观察与思考三分子间的作用力实验观察2气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？观察与思考实验观察3测力计的示数为什么会变大？观察与思考固体分子间距液体分子间距气体分子间距固体、液体、气体物质的宏观特性和微观描述观察与思考下表归纳了固、液、气三态物质宏观和微观的特性，请完成这个表格.观察与思考

分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征.气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎没有相互作用力.归纳与小结分子间的作用力与分子间的距离有关，当分子间的距离大到一定程度时，分子间的作用力就不存在了.从分子作用力的角度说一说“破镜重圆”能否真的发生.典例与精析运动着的足球具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？观察与思考四内能弹簧弹性形变时具有势能，那么分子之间是否也具有势能呢？观察与思考内能

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．

内能的单位是焦耳（J）归纳与小结思考：比较静止在地面上的球和运动在空中的球所具有的机械能和内能有什么不同?静止在地面上的球没有机械能，运动在空中的球具有机械能；但无论在地上还是在空中，都具有内能.观察与思考机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能．归纳与小结炽热的铁水有内能，北极的冰山也有内能吗?一切物体,不论温度高低,都具有内能．观察与思考分子无规则运动越剧烈这个物体的内能增大分子动能越大温度越高组成这个物体的所有分子的动能总和增加亮同一物体的温度越高，内能越大；温度越低，内能越小．内能与什么因素有关?观察与思考★物体温度

同一物体，温度越高，内能越大．★物体质量

同种物质，相同温度，质量越大，内能越大．★物质状态如：质量和温度都相同的0℃的水和0℃的冰，水的内能比冰的大．★物体的温度、质量、体积和状态均不同时，无法比较内能的大小归纳与小结影响内能大小的因素

思考：普通的一根铁丝，我们能通过哪些方法使它的温度升高？（即使它的内能增加）

A.放在太阳下晒B.在石头上摩擦

C.放在热水中烫D.放在火上烧

E.用锤子敲F.放在手中捂

G.用力反复弯折观察与思考五物体内能的改变结论:热传递可以改变物体的内能．实验1:热传递可以改变物体的内能在橙汁中放入冰块，温度会发生变化,这是为什么？高温物体的热量低温物体传递内能减少内能增加实验与探究

物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少．吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大．热传递的实质：

内能从一个物体转移到另一个物体，能的形式没有发生变化．热传递可以改变物体的内能

发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加．

热传递：温度不同的两个物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫做热传递．归纳与小结在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量．什么叫热量？单位:焦，简称焦．符号:J通常用字母Q表示．观察与思考实验2:做功可以改变物体的内能如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，硝化棉燃烧起来了，这是为什么呢？因为活塞压缩空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，导致硝化棉燃烧．结论：对物体做功，物体的内能增加实验与探究实验3:做功可以改变物体的内能大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内有什么变化？为什么？当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾．瓶塞跳起时，空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化结论：物体对外做功，物体的内能减少实验与探究归纳与小结做功可以改变物体的内能做功过程中能的转化关系★对物体做功

外界消耗机械能物体内能增加机械能转化为内能★物体对外做功

外界获得机械能物体内能减少内能转化为机械能做功改变内能的实质：

内能和其他形式的能量的转化．归纳与小结做功和热传递在改变物体内能上是等效的．归纳与小结1.温度、内能与热量的区别（1）热量是过程量；温度、内能是状态量．

（2）单位区别：温度的单位是摄氏度（℃），内能与热量的单位是（J）．（3）表述区别：温度只能说“是”“降低”或“升高”热量只能说“吸收”或“放出”

内能只能说“有”“具有”或“改变”2.温度、内能与热量的联系

热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变．归纳与小结一、分子动理论的初步知识：（1）物质是由分子构成的.（2）构成物质的分子在不停地做热运动.（3）分子间存在着引力和斥力.课堂小结二、内能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．三、改变内能的方式（1）热传递（2）做功四、热量（1）定义:热传递过程中传递的内能的多少．（2）单位:焦耳符号:J（3）热量、温度、内能的区别C1.下列实例中，不能用来说明“分子在不停地运动”的是（）A.湿衣服在太阳下被晒干 B.炒菜时加点盐，菜就有咸味C.扫地时灰尘飞扬 D.香水瓶盖打开后能闻到香味课堂训练D2.通常把萝卜腌成咸菜需要较长的时间，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的原因是（）A.盐分子减小了，很容易进入萝卜中

B.盐分子间有相互作用的引力C.萝卜分子间有空隙，易扩散

D.炒菜时温度高，分子热运动加快3.将两块光滑的干玻璃放在一起，很容易把它们分开，但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起，就很难把它们分开.这一现象说明（）A.固体分子间没有作用力，而液体分子间有作用力B.同种分子没有作用力，而异种分子间有作用力C.分子间可产生作用力，距离越小，作用力越大D.水具有黏性，分子间是否具有作用力与此无关C3.下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是（

）A．搓手取暖B．用热水袋取暖C．炭火烤肉D．用冷毛巾降温A4.关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（

）A．物体的内能减少，它的温度一定降低B．物体的温度不变，它的内能可能增加C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量D．温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多B内能

北师大版九年级物理上册物质结构的基本图像分子的体积是很小的物质是由大量分子组成的1.物质是由大量分子组成的人们通常以10-10m为单位来量度分子2.分子在不停息地运动物质结构的基本图像宏观现象微观结论扩散现象说明分子在不停息地运动。两种不同的物质可以自发地彼此进入对方——扩散现象。分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。冷水热水2.分子在不停息地运动物质结构的基本图像冷水热水放置一段时间宏观现象微观结论分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。3.分子之间存在着相互作用力物质结构的基本图像固体、液体、气体的特征固体、液体、气体为什么会有不同的特征呢？机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。物体的内能由于分子都在不停地运动，所以一切物体在任何情况下都有内能。1.物体的内能物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能（1）热传递可以改变物体的内能发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。2.物体内能的改变物体的内能（2）做功可以改变物体的内能外界对物体做功，物体内能增加。物体对外做功，内能减小。2.物体内能的改变比热容定义某种物质温度升高（或降低）所吸收（或放出）的热量与物质的质量和温度变化量乘积的比，叫作这种物质的比热容。

国际单位：J／(kg·K)常用单位：J／(kg·℃)

J／(kg·K)＝J／(kg·℃)

比热容水的比热容的含义：

1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。水的比热容大的应用（1）发动机用水冷却（2）冬季暖气用水做取暖介质

吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又是吐鲁番最热的地方，其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度，空调都不用开。应用比热容知识解释现象比热容内陆地区早晚温差比沿海地区大热机定义将内能转化为机械能的机器能量的转化过程（原理）燃料的化学能内能机械能种类蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机、火箭燃烧做功汽油机1.汽油机的构造四缸汽油机结构示意图汽油机2.汽油机的工作过程吸气冲程压缩冲程排气冲程做功冲程汽油机2.汽油机的工作过程吸气冲程第一冲程：吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由汽缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸最下端时，进气门关闭。汽油机2.汽油机的工作过程压缩冲程第二冲程：压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由汽缸最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，气压增大，此冲程是机械能转化为内能。汽油机2.汽油机的工作过程做功冲程第三冲程：做功冲程。燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动，实现了内能向机械能的转化。

汽油机2.汽油机的工作过程排气冲程第四冲程：排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞由汽缸最下端向上端运动，把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备。柴油机柴油机与汽油机的不同点1.构造上，柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，而汽油机是一个火花塞；2.工作过程中，柴油机在吸气冲程中吸进的是空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物；3.点火方式上，柴油机采用的是压燃式，而汽油机采用的是点燃式。热机效率用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比×100%燃料的利用1.热值

1kg某种燃料完全燃烧时,化学能转化为内能的量（放出的热量）叫这种燃料的热值。2.单位

国际单位：焦每千克；符号：J/kg。气体燃料