人教版九年级物理第十三章内能的教学案

一、课题名称第十三章内能二、授课年级九年级三、课时安排本章建议安排4-5课时（含实验、复习与练习）四、教学目标（一）知识与技能1.知道物质是由分子、原子构成的，了解分子的热运动。2.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。3.知道分子之间存在着相互作用力。4.理解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。5.知道改变物体内能的两种方式：做功和热传递，并能解释相关现象。6.了解热量的概念，知道热量的单位是焦耳（J）。7.理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，会查物质的比热容表。8.能用比热容知识解释简单的自然现象和生活现象，会进行简单的热量计算（Q=cmΔt）。（二）过程与方法1.通过观察和分析生活中的扩散现象，感知分子的无规则运动。2.通过实验探究，体验改变物体内能的两种方法，并比较其异同。3.通过探究不同物质吸热能力的差异，经历比热容概念的建立过程，学习控制变量法。4.培养运用物理知识解决实际问题的能力，以及分析和归纳总结的能力。（三）情感态度与价值观1.认识到分子运动的普遍性，体会微观世界的奇妙，激发对物理学的兴趣。2.通过对改变内能方法的学习，认识到能量的转化与转移在生活中的广泛应用，体会物理学与生活的密切联系。3.培养实事求是的科学态度和合作探究精神。4.通过比热容知识的学习，了解其在生产生活和环境保护中的意义，增强节能意识和环保意识。五、教学重难点（一）教学重点1.分子热运动的基本观点。2.内能的概念以及温度与内能的关系。3.改变物体内能的两种方式：做功和热传递。4.比热容的概念及其应用，热量的计算。（二）教学难点1.从宏观现象推断微观分子的运动及其相互作用，建立分子动理论的初步图景。2.内能概念的理解，内能与机械能的区别。3.做功改变物体内能时，能量的转化过程。4.比热容概念的建立及其物理意义的理解。六、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法、类比法、归纳法。七、教学准备（一）教师准备多媒体课件（PPT）、视频资料（如扩散现象、布朗运动模拟动画）、演示实验器材：1.扩散现象：烧杯、清水、墨水（或高锰酸钾）、热水、冷水。2.分子间存在引力：铅块（两个端面平整的铅圆柱体）、钩码、支架。3.做功改变内能：空气压缩引火仪（或玻璃筒、活塞、硝化棉）、打气筒、乙醚棉球、盛有少量水的密闭玻璃瓶（可用于做功使气体膨胀对外做功）。4.热传递改变内能：热水袋、冰块、不同温度的水。5.比热容探究：相同规格的烧杯（两个）、电加热器（两个，规格相同）、温度计（两支）、水、食用油（或沙子）、天平。（二）学生准备预习课本相关内容，思考生活中与分子运动、内能相关的现象。八、教学过程（第一课时：分子热运动、内能）（一）导入新课（约5分钟）师：同学们，我们生活在一个物质的世界里。放眼望去，山川河流、花草树木，都是由物质组成的。那么，这些宏观的物质又是由什么构成的呢？（引导学生回忆化学课所学：物质由分子、原子等微观粒子构成）。这些微观的粒子，比如分子，它们是静止不动的还是在不停地运动呢？今天，我们就从微观的角度来探索物质世界的奥秘，学习第十三章《内能》的第一部分内容：分子热运动。（板书：第十三章内能一、分子热运动）（二）新课讲授（约30分钟）1.分子热运动*扩散现象师：（演示实验1：气体扩散）老师这里有一个空烧杯，我向里面滴几滴香水（或打开一瓶有气味的液体），过一会儿，同学们能闻到气味吗？为什么？生：（思考回答）能闻到，因为香水的“气味”跑到空气中去了。师：很好。这种不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。（板书：1.扩散现象：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。）师：（演示实验2：液体扩散）我们再来看一个液体扩散的实验。（展示两个烧杯，一个盛冷水，一个盛热水，同时向两个烧杯中滴入几滴墨水。）请同学们仔细观察，墨水在两杯水中的扩散情况有什么不同？生：（观察后回答）热水中的墨水扩散得快，冷水中的慢。师：非常好。这说明扩散现象的快慢与什么因素有关呢？生：温度。温度越高，扩散越快。师：是的。不仅气体和液体之间会发生扩散，固体之间也会发生扩散，只是固体分子的扩散非常缓慢，需要很长时间才能观察到。比如，长期堆煤的墙角，墙壁内部会变黑。这些现象都说明了什么呢？生：分子在不停地运动。师：非常正确！扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。（板书：2.分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。）我们把分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。温度越高，分子的热运动越剧烈，这就是为什么热水中墨水扩散更快的原因。（播放布朗运动模拟动画，辅助学生理解分子运动的无规则性和温度的影响。）*分子间的作用力师：既然分子在不停地做无规则运动，而且分子间有间隙（扩散现象也说明了分子间有间隙），那么，为什么固体和液体能保持一定的体积，不会散开呢？生：（思考）可能分子之间有吸引力？师：同学们的猜想很有道理。（演示实验3：分子间的引力）老师这里有两个铅块，我把它们的端面削平、干净，然后紧紧地压在一起。（演示操作，将两个铅块压合后，在下面悬挂一个钩码，铅块没有分开，甚至可以悬挂更重的物体。）大家看到了什么？这个实验说明了什么？生：铅块吸在了一起，说明分子之间存在引力。师：非常好！（板书：3.分子间的作用力：分子之间存在相互作用的引力和斥力。）那么，分子间有斥力吗？我们知道，固体和液体很难被压缩，这又是为什么呢？生：因为分子之间存在斥力。师：对。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离稍大时，引力起主要作用；如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略不计了。正是由于分子间存在着这样复杂的相互作用力，才使得物质能够以固态、液态、气态等不同形式存在。2.内能*内能的概念师：我们已经知道，运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能。那么，组成物质的分子都在不停地做无规则运动，分子间又存在相互作用力，分子是否也具有能量呢？生：（思考）运动的分子应该具有动能；分子间有相互作用力，应该也具有势能。师：非常好！（板书：二、内能）我们把物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。（板书：1.定义：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。）师：请同学们思考一下，内能的单位是什么？（引导学生回忆能量的单位）生：焦耳（J）。师：对，内能也是一种能量，其单位也是焦耳。*内能的普遍性与影响因素师：那么，一切物体都具有内能吗？一块冰冷的冰块有内能吗？为什么？生：（讨论）有内能，因为冰块内的分子仍然在做无规则运动，分子间也有作用力。师：说得非常好！一切物体，不论温度高低，都具有内能。（板书：2.一切物体在任何情况下都具有内能。）因为分子的热运动是永不停息的。师：那么，物体的内能大小与哪些因素有关呢？请同学们根据内能的定义猜想一下。生：（思考回答）可能与物体的温度有关，因为温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。还可能与分子的多少（质量）有关，分子越多，总动能和势能可能越大。还可能与物质的种类、状态有关。师：同学们的分析很全面。物体的内能与物体的温度、质量、状态、物质种类等因素有关。其中，温度是影响内能的一个重要因素。同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，内能就越大。（板书：3.影响因素：温度、质量、状态、物质种类等。同一物体，温度越高，内能越大。）*内能与机械能的区别师：我们之前学过机械能，那么内能和机械能有什么区别呢？（引导学生从研究对象、影响因素等方面比较）生：（讨论回答）机械能是宏观物体的动能和势能，与物体的整体运动情况和位置有关；内能是物体内部微观分子的动能和势能的总和，与物体内部分子的热运动和分子间作用力有关。师：总结得很好！例如，一辆静止在水平地面上的汽车，它的机械能为零（以地面为参考平面，动能和势能都为零），但它内部的分子仍在运动，分子间有作用力，因此它具有内能。（三）巩固练习（约5分钟）1.下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（）A.春天，柳絮纷飞B.夏天，荷花飘香C.秋天，落叶飘零D.冬天，雪花飘飘（答案：B，强调扩散是分子运动，而A、C、D是宏观物体的机械运动。）2.关于分子间的作用力，下列说法正确的是（）A.只有引力B.只有斥力C.既有引力又有斥力D.引力和斥力同时存在，且大小始终相等（答案：C）3.关于物体的内能，下列说法正确的是（）A.温度为0℃的物体没有内能B.物体内能增加，一定是吸收了热量C.物体的温度越高，内能越大D.物体的内能与温度有关，温度不变，内能就一定不变（答案：C，引导学生分析A、B、D选项的错误之处。）（四）课堂小结（约3分钟）师：通过本节课的学习，我们知道了物质是由分子、原子组成的，分子在不停地做无规则的热运动，分子间存在着引力和斥力。基于此，我们认识了物体的内能，它是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，其大小与温度、质量等因素有关。（五）作业布置（约2分钟）1.阅读课本相关内容，复习本节课所学知识。2.完成课后练习中与分子热运动和内能概念相关的习题。3.思考：生活中哪些现象说明分子在不停地运动？哪些现象说明分子间存在作用力？（后续课时：改变内能的两种方式、比热容，过程设计类似，此处从略，重点突出实验探究和概念建构过程）九、板书设计（根据实际教学进度和内容，分课时设计简洁明了、重点突出的板书）第十三章内能第一课时：分子热运动内能一、分子热运动1.物质由分子、原子构成2.扩散现象：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象。表明：①分子在不停地做无规则运动；②分子间有间隙。3.分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高，分子热运动越剧烈。4.分子间的作用力：同时存在引力和斥力。（固体、液体难压缩——斥力；铅块实验——引力）二、内能1.定义：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。2.单位：焦耳（J）3.特点：一切物体在任何情况下都具有内能。4.影响因素：温度、质量、状态、物质种类等。同一物体，温度越高，内能越大。5.与机械能的区别：（简要对比）十、教学反思（本部分在实际授课后填写，主要记录：）1.本节课教学目标的达成情况。2.教学过程中成功之处和