人教版九年级物理全册第十三章第二节内能教学设计

二、内能

教学目标

1．了解内能的概念，知道内能与体积、温度的关系。

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

3．知道在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。

4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。

教学重难点

1．内能概念，改变内能的两种方式：做功和热传递。

2．对分子势能和内能的理解。

教学过程

导入新课

方案一：演示实验：如图做实验，可得到现象：水沸腾后塞子飞出去，试管口出现白气。

引导学生观察并思考：推动塞子的能量来自哪里？为什么试管口会出现白气？

想知道原因吗？那就让我们来学习另外一种能——内能。

方案二：玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？原来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。那么，什么是内能？从而引入新课。

推进新课

一、内能

1．内能：教师出示挂图：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片(如图所示)。

观察并思考：飞来的足球具有什么能？如果足球缩小到分子大小，它是否还具有动能和势能呢？

讨论得出：对于每个分子来说，都在不停地做无规则热运动，所以有动能；物体温度越高，分子运动越快，动能也越大。

演示并分析：两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

类比机械能定义，得出内能的定义及单位。

内能：物体中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。内能的单位是焦耳(J)。

2．温度与内能的关系

出示挂图：冰山和铁水图片(如图所示)。

提出问题：铁水有内能同学们容易得出，那冰山有内能吗？物体的内能大小跟哪些因素有关呢？

(1)引导学生利用类比法理解

(2)影响物体内能大小的因素

引导学生类比影响机械能的因素讨论得出：

一切物体，都具有内能。一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。

决定因素

温度温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就越大

质量在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大体积在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大

种类不同物质的分子大小、结构不同，在温度相同时，它们的分子动能、分子势能不同

根据前面物体内能跟温度有关，提出问题：“怎样才能改变物体的内能”。这段内容的教学可以采取两种方法进行：

(1)教材图16.2-4所示两幅图片是为了展示改变物体内能的两种方式：做功和热传递。教学中可以利用这两幅图，让学生观察图片、阅读图下文字，让学生知道改变物体内能可以采取两种途径：做功和热传递。

(2)还可以设计一个学生活动：学生以小组为单位，每个小组准备铁丝、酒精灯、热水、锤子、铁砧、砂布等，让学生自己想办法并实际操作，改变铁丝的内能。学生可能会想出许多办法，如用热水烫、用酒精灯烧、来回弯折铁丝的某一部位、用锤子敲打铁丝的某一部位、把铁丝在砂布上来回摩擦等。教师组织学生汇报展示时，对学生在实验设计和操作中表现出来的睿智和能力，要予以鼓励和激励，对各种不同方法，要引导学生梳理归类，使学生明确改变物体的内能有两种不同的途径：做功和热传递。

活动1 用做功的方式改变物体的内能

主要介绍用做功的方式可以改变物体的内能。教学的关键是为学生提供充分的感性素材，如简单易行、效果新奇的实验和常见的生活事例。这部分内容对进一步学习能量转化与守恒定律也具有重要作用。这里也可以分为两个环节进行：

(1)亲自实验，感受体验。可以采用图16.2-5所示的实验，如果前面引入“怎样改变物体的内能”时没有采用“改变铁丝的内能”实验，可以在这里运用。总之，要尽量多做实验，让学生亲自做实验。

需要补充说明的是，图16.2-5(甲)所示的实验中，如果实验室没有乙醚，可以用硝化棉代替。本实验也有用酒精或火柴头的，但效果都不太好，乙醚又具有一定毒性，所以硝化棉是很好的替代品。可以找一些瓶装酒瓶口上的封口薄膜，最常见的为白色，也有玫瑰色的，其主要成分就是硝化棉。实验时，可取一块黄豆大小的这种封口薄膜，放入活塞筒底部作为点燃物，通常压缩一次即可点燃，且火光明亮，可见度大。如果找不到，还可以自制硝化棉，具体方法见章末课程资源。另外，酒精、火柴头、乙醚和硝化棉，都是为了显示空气被压缩后温度升高了，属于实验效果显示器。如果条件许可，把温度传感器安装在筒内，也可起到同样的作用。教学中可以把这种设计思想介绍给学生，有助于提高学生理解实验和设计实验的能力。

(2)列举事例，分析解释。除了上面的实验外，教师还应让学生讨论列举生活中的有关事例，并进行分析解释。有了感性认识不代表就有了深刻理解，还需要进行分析，使之由感性认识上升到理性认识。

活动2 用热传递的方式改变物体的内能

主要介绍用热传递的方式可以改变物体的内能，教学中可以采用以讨论交流为主的方式进行。这里可以分为两个层次：

(1)认识热传递的三种方式及各自的特点。热传递的三种方式传导、对流和辐射，学生在小学科学课程中已经学过，但时间相隔已经很长，教学中应引导学生复习回顾，并通过多媒体投影或板书等形式展示传导、对流和辐射的定义：①传导——热沿着物体传递叫做传导；②对流——靠液体或者气体的流动来传递热的方式叫做对流；③辐射——热由物体向外发射出去叫做辐射。让学生阅读图14-5思考并讨论两个问题：图中三种情况各是通过哪种方式改变物体内能的？传导、对流和辐射这三种热传递方式有哪些相同点和不同点？待学生充分比较、讨论后，教师引导学生汇报总结三种方式的相同点是热都是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分；不同点是传导是热沿着物体传递，物体并不运动，对流是靠物体(液体或气体)流动传热，辐射不需要媒介，热直接射出去，如果学生基础较好，还可告诉学生辐射是以红外线或电磁波传递的。

(2)学生根据生活经验列举热传递改变物体内能的事例。这个环节要让学生充分交流，利用每位学生的生活经验，唤起他们的回忆和感受，丰富感性认识。不仅要求学生描述实例，还要指出热从哪里传到哪里，是通过哪种方式传递的。要引导学生思考回答：高温物体温度降低了，内能减少了，减少的内能哪里去了？低温物体温度升高了，内能增加了，增加的内能哪里来的？这样才能使学生真正明确热传递可以改变物体的内能，理解热传递的实质是内能的转移，即一个物体的一部分内能转移给另一个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移给低温部分。学生明确了这些，会为后面理解热量概念打下基础，有助于学生进一步学习和理解能量转化与守恒定律。

综合前面学过的知识，并引出做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，通过学生讨论交流完成即可。对于使水的内能增加，学生可能会想出许多种办法，教师应引导学生判断是属于做功还是热传递改变物体的内能。对于等效问题，学生往往不甚明白，教师可多列举几个例子，以充实学生的认识，加深理解。

课堂小结

1．分子热运动的动能、分子势能和内能的概念，知道内能与机械能的区别和联系。

2．一切物体，都具有内能。温度变化，内能也会变化。

3．改变内能的两种方法：做功和热传递；做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

4．热量的概念。

5．克服摩擦力做功，内能增大。

6．外界对物体做功，内能增加；物体对外界做功，内能减小。

板书设计

二、内能