内能

内能
一、教学任务分析
1、本节内容在教材中的地位：
《内能》是初中物理第五章第三节的内容，是热学基础知识。

本节内容是在分子动理论和机械能的知识基础上，建立内能概念的。

在热现象、热传递、做功的基础上，研究物体内能的变化，找到改变物体内能的两种方式，并从效果、能的形式变化与否上区别改变物体内能两种方式的异同。

本节内容是后续学习热机的基础。

学生已经学习过机械能和分子动理论的内容，但是印象不深刻，借用Flash动画，回忆起分子动理论的内容，运用类比的方法概括出物体内能的概念，通过观察、分析、归纳出改变物体内能的两种方法。

本节课的宗旨是通过类比的方法学习微观的物理知识，结合已学知识分析、归纳、学习新知识，并在学习知识的同时发现问题和解决问题，本课时要求学生具备初步运用类比法学习物理知识、分析物理现象、归纳物理结论的能力。

二、教学目标
1、知识与技能
（1）知道内能的含义。

（2）知道物体的内能与温度等因素有关。

（3）知道改变物体内能的两种方式。

2、过程与方法
通过观察与实验，关注改变内能的两种方式，感受比较、归类、综合的科学方法。

3、情感、态度与价值观
通过分组实验，增强团结协作意识。

三、教学重点和难点
重点：改变物体内能的两种方式。

难点：对内能的理解。

关键点：内能是能的一种形式，与机械能是有区别的，一切物体都有内能。

四、教学资源
1、学生实验器材（每四人一套）：铁丝、酒精灯、火柴、冰、镊子、锤、砂纸等。

2、演示实验器材：未开启的可乐、铁架台、大试管、软木塞、水、火柴、带活塞的厚壁玻璃圆筒、浸过乙醚的棉花、气球、充气筒、DIS实验装置等。

3、自制模拟演示PPT幻灯片、Flash课件。

五、教学设计思路
1、本设计的依据和理由：
本设计的内容包括内能、改变物体内能的方式等两部分内容。

本设计的基本思路是：运用多媒体手段，通过类比，建立内能的概念。

再根据Flash课件中分子热运动剧烈程度跟温度的关系的现象，得出物体的内能跟温度的（不可逆）关系。

通过创设新的情景、提出新的问题，认识物体的内能会发生变化，继而转入探究如何改变物体的内能。

2、突出重点的策略和理由：
以实验为基础，通过讨论、归纳得出热传递和做功都能改变物体的内能的结论。

并从能的形式是否改变的角度思考两种方式在改变内能上的本质区别，运用改变内能的两种方式来解释生活中的一些热现象，感受生活与物理的密切联系。

3、突破难点的策略和理由：
学生虽然前面学习了分子动理论的内容，但对其内容的记忆并不深，要从微观角度思考问题
难度会比较大。

为了认识物体的内能，通过对知识的分解、铺垫，提供合适的Flash学习支架，完成从宏观思维到微观分析上的过渡，运用类比法认识分子的动能和分子势能，建立内能的概念。

4、本设计的特色：
本设计通过情景支架设置疑问，借助于类比的科学方法，按照从宏观到微观的顺序，降低学习难度，增强学习物理的兴趣，使教与学达到最佳的结合。

六、教学流程
1、教学流程图
2、教学流程图说明
情景Ⅰ演示实验1
演示实验，设置疑问，激发学习兴趣。

情景Ⅱflash1
flash演示分子的无规则运动和分子间的相互作用力，引入内能的概念。

情景Ⅲflash2
flash演示分子在不同温度条件下的无规则运动情景。

活动Ⅰ讨论
通过讨论物体温度升高时，物体内分子热运动加剧，说明分子动能增大、内能增大，从而得出内能与温度的关系，并且注意到这种关系的不可逆性。

活动Ⅱ学生实验1
分组探究（1）如何使手的内能增大？⑵如何使一根铁丝烫手？⑶如何使火柴头点燃？⑷如何使一块冰熔化？通过对实施过程的总结，归纳得出改变物体内能的两种方式：做功和热传递。

活动Ⅲ讨论
通过分析、比较，得出虽然两种方式在改变物体内能上是等效性的，但是在本质上有区别，热传递的方式是使内能发生转移，做功的方式是能的形式发生了转化。

能量总是守恒的。

活动Ⅳ演示实验2
用DIS实验装置演示活动卡P34活动3，思考、交流，得出：物体对外界做功，内能减少。

活动Ⅴ应用
解释现象。

3、教学的主要环节本设计可分为两个主要的教学环节
第一环节，通过类比，建立内能的概念。

第二环节，通过实例和实验，讨论分析改变物体内能的方式。

七、教案示例
（一）引入
1、演示实验
（1）大试管中装适量水，软木塞塞住管口，用酒精灯给试管加热，加热使水沸腾产生大量的水蒸汽，水蒸汽会把软木塞冲出去。

提出问题：水蒸汽为什么会把软木塞冲出去？
（2）摇晃一瓶密封的可乐，迅速打开瓶盖，可乐喷洒出来。

提出问题：剧烈摇晃过的可乐为什么会猛地喷洒出来呢？
（二）新课
2、内能
（1）问题
宏观上，物体由于运动而具有动能，弹簧发生形变而具有势能，那么在微观上，物体内每个
分子都有什么形式的能呢？
分子因热运动而具有的动能叫分子动能，由于分子之间的相互作用而具有的势能叫做分子势能。

物体内有大量的分子，宏观上只研究一个分子的能量没有实际价值，我们类比机械能用一个新的物理量来表示所有分子的能量。

物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做内能。

内能也是能的一种形式，一切物体都具有内能。

内能是大量分子做无规则运动的能的总和，机械能是物体作为一个整体运动时所具有的能。

（2）讨论
观察：温度越高，物体分子运动越剧烈。

讨论：一定质量的某物体的内能大小与什么有关呢？
结论：内能与温度有关：温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。

此外，内能还跟物体的体积、状态有关。

质量相同的100℃水蒸汽的内能大于100℃水的内能。

例1、关于内能，正确的说法是……………………………………………………（）
A、单个分子的动能和势能的总和叫做内能
B、一个物体的动能和势能的总和叫做内能
C、物体内部所有分子动能和分子势能的总和叫做内能
D、物体的机械能加上物体内部所有分子动能和分子势能的总和叫做内能
3、改变物体内能的方式
（1）学生实验1
分组探究（1）如何使手的内能增大？⑵如何使一根铁丝烫手？⑶如何使火柴头点燃？⑷如何使一块冰熔化？器材自选，并进行交流、分析、分类、归纳。

结论：改变内能有两种方式――热传递和做功。

例2、下列过程中能使物体的内能减少的是……………………………………………（）
A、用锯条锯木头
B、将烧红的铁条浸入凉水冷却
C、将一段铁丝反复弯折
D、将一壶冷水放在液化气灶上加热
（2）讨论
热传递和做功都能改变物体的内能，两种方式有什么异同？
（提示：从效果上比较；从增加内能的来源上比较）
结论：相同点——都能改变物体的内能（等效）。

不同点——热传递方式是内能转移；做功是能的形式发生转化。

例3、将下面事例进行分类，并说明分类的依据。

A、用热水袋给手取暖
B、用铁锤锻打工件，工件会变热
C、用嘴对手呵气
D、刀在磨刀石上被磨得发烫
E、放在炉火旁边的物体温度升高了
___________是一类，分类的依据是___________________________；___________是一类，分类的依据是___________________________。

（3）演示实验2
用DIS实验装置演示活动卡P34活动3，给一个气球充气，然后迅速放气，观察气球的温度变化。

结论：物体对外做功，内能减少。

（三）小结
１．物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和。

２．改变物体内能的方式有做功和热传递。

（四）应用
5、知识应用
（1）演示实验
在一个带活塞的厚玻璃圆筒内的底部放一块浸过乙醚的棉花，把活塞迅速地往下压，观察筒中的变化、并解释现象。

（2）用能的观点解释水蒸汽冲软木塞和开可乐瓶的实例。

水蒸汽和可乐的内能转化为了什么形式的能？能否利用这些能量为生产、生活服务？
（如：用来带动汽车前进，为下节课作好铺垫）
（六）作业：查找发动机发展的相关资料。