2019暑期八升九物理课程内容

课时2-3 ：内能

【教学目标】

一、知识与技能

1、知道分子动能、分子势能和物体内能等概念。

2、知道决定物体内能大小的因素。

3、知道改变物体内能的两种方式——做功和热传递，知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的。并知道两者的区别。

二、过程与方法

1、通过观察类比物体具有动能、势能、机械能，得出物体内能的概念，感受类比的科学方法。

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

【教学重点和难点】

重点：改变内能的两种方式。

难点：决定物体内能大小的因素；

温度、热量、内能的区别和联系。

一、 课前辅导（辅导老师）

1.与学生互动，点名记录未到人员

2.课前预习

1、物理学中，把分子的         运动叫做热运动。       越高，分子的热运动越        。      

2、物体由于运动所具有的能量叫动能，物体的速度越大，动能越大。分子也在永不停息的做无规则运动，故分子运动时具有的能量叫           。__________越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。

3、分子间存在相互作用的引力和斥力，为了方便理解我们可以把分子看作小球，两个分子（小球）中间用一根弹簧连接。

（1）当分子间的间距正常时，弹簧自然伸长，既不表现为引力，也不表现为斥力；

（2）当分子间的间距变大时，弹簧处于拉伸状态，此时分子间表现为引力；

（3）当分子间的间距变小时，弹簧处于压缩状态，此时分子间表现为斥力。  

当弹簧发生形变时，具有弹性势能，故分子间间距发生变化时，即物质的_______发生变化时，________势能会发生改变。

4、物理学中，把_______分子_______能和分子________能的总和叫做_________能。

5、从内能定义的文字中，我们知道：

（1）内能的大小与分子的多少有关，即内能与物体的______有关。物体的______越大，内部分子数越多。

（2）内能的大小与分子的动能的大小有关，即内能与________有关，________越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。

（3）内能的大小与分子势能有关，即内能与物体的_________有关，当物体的________发生改变，分子势能会发生变化。

6、改变内能有__________和_________两种方式。这两种方式在改变内能上是________的。

7、物理学中把热传递过程中转移的内能叫做_________。该物理量的符号是_______，单位是_______。

（1）热传递的条件是：存在__________，

（2）热传递的方向是:从________物体传到___________物体。

（3）热平衡时：________相等。

（4）实质：内能发生了__________。

注：物理学中热量不能说“具有”“含有”，只能说成“吸收多少热量”“放出多少热量”

8、做功的实质是内能与其它形式的能量间发生了___________。当外界对物体做功时，物体的内能__________；当物体对外界做功时，物体的内能____________。

二、课堂讲解（主讲老师）

 （一）、引入新课

老师：各位同学，今天老师带来了一个烧杯和一小瓶红墨水，在不搅拌的前提下，如何能让墨水更快的扩散到各个地方？

学生：我们可以把墨水放入热水中。

【实验】将墨水放入冷水和热水进行对比。请同学观察实验现象。

老师：在这个实验，同学们观察到墨水在哪杯水中扩散的更快？

学生：热水。

老师：我们知道物体间会发生扩散是因为分子在永不停息的做无规则运动，从该实验中，同学知道哪杯水中分子运动的更快吗？

学生：热水。

老师：在物理学中，我们把分子的无规则运动叫做热运动。分子无规则运动的剧烈程度与什么因素有关呢？

学生：温度。

老师：物体由于运动所具有的能量叫动能，并且我们知道物体的速度越大，动能越大。分子也在永不停息的做无规则运动，那么分子无规则运动时具有的能量吗？

学生：具有。

老师：物理学中，我们把分子无规则运动时具有的能量叫分子动能。同学们知道分子动能的大小与什么因素有关吗？

学生：分子动能的大小与温度有关，因为温度越高，分子运动越剧烈，故分子动能越大。

老师：分子除了具有分子动能以外，由于分子间存在相互作用的引力和斥力，故分子间还存在分子势能。我们可以这样来理解分子势能。

为了方便理解我们可以把分子看作小球，两个分子（小球）中间用一根弹簧连接。

（1）当分子间的间距正常时，弹簧自然伸长，既不表现为引力，也不表现为斥力；

（2）当分子间的间距变大时，弹簧处于拉伸状态，此时分子间表现为引力；

（3）当分子间的间距变小时，弹簧处于压缩状态，此时分子间表现为斥力。  

当弹簧发生形变时，具有弹性势能，同学们知道当分子的_____________发生变化时，相当于弹簧发生了形变？

学生：当分子间的间距发生变化时，相当于弹簧发生了形变。

老师：弹簧发生形变具有弹性势能，分子间间距发生变化时，分子势能也会发生变化.

老师：同学们知道物体发生_____变化时，分子间的间距会改变？

学生：物体发生物态变化时，分子间的间距会发生变化。

老师：所以说，当物体的物态发生变化时，分子势能会发生变化。在物理学中，我们把所有分子动能与分子相互作用的势能的总和叫做内能。、

同学们想一想，从内能的文字定义中，你们知道内能的大小与什么因素有关吗？

学生甲：我觉得内能的大小与分子的多少有关。

学生乙：我觉得内能的大小与分子的动能有关。

学生丙：我觉得内能的大小与分子间的势能有关。

老师：同学们判断的很正确，那你们知道物体______的大小会决定分子的多少？

学生：我觉得物体的质量越大，分子数会越多。

老师：那你们觉得分子动能的大小又与什么有关呢？

学生：我觉得是温度，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大。

老师：那你们觉得分子势能在什么时候会发生变化呢？

学生：当物体的物态发生变化时，分子间间距发生变化，相当弹簧处于拉伸和压缩状态，弹簧发生形变时有弹性势能，分子间距发生变化时，分子势能会发生变化。

老师：同学们说的非常好，所以我们说内能的大小与物体的质量、温度、物态变化有关。

老师：同学想一想：0度的冰山有内能吗？为什么？

学生：有，0度的冰山是由分子组成的，分子在永不停息的做无规则运动，故冰山具有分子动能，也就是说它具有内能。

老师：这位同学的解释非常精彩，任何物体在任何情况下都具有内能。但我们光知道它内能大小不行啊，同学们能不能想办法把内能利用起来呢？

请同学们想办法让老师手上的这根铁丝温度升高。

【学生讨论中】

老师：现在请同学们来说说你们想到了什么办法？

学生甲：我们可以把它放入热水中。

学生乙：我们可以把它放到太阳底下去晒。

学生丙：我们可以用力的拗它。

学生丁：我们可以用锤子去锤它。

学生戊：我们可以拿它到桌子上不停的摩擦

............

老师：你们列举的这些方法当中，哪些存在能量转化？

学生丙：我这种方法中，是机械能转化为内能。

学生丁：我这种方法中，也是机械能转化为内能。

学生戊：我的也是机械能转化为内能。

老师：在你们三位想的方法中，你们需要做功吗？

学生们：需要，我们都施加了力，而且在力的方向都移动了距离。

老师：从这里可以看出，做功可以改变物体的内能，做功的实质是什么，你们知道吗？
学生：我觉得是其它形式的能量与内能间发生了转化。

老师：如果是外界对物体做了功，物体的内能会发生什么变化呢？接下来老师给各位同学做个实验。

【实验】乙醚着火实验。

老师：乙醚为什么会着火？

学生：我觉得是里面空气的温度太高了，达到了乙醚的着火点了，所以它就着火了。

老师：刚才老师在向下压火塞时，对谁做了功？

学生：空气。

老师：所以说，当我们对空气做功时，空气的内能会发生什么变化呢？
学生：内能会增大。

老师：物体对物体做功，物体的内能会增大。那如果是物体对外界做功呢？物体的内能会发生什么变化？接下来老师再做一个实验。

【实验】绳子绑在试管上，试管中塞有活塞，拉动绳子后，活塞被冲出。

老师：同学们通过这个实验看到什么了吗？

学生甲：我看了活塞被冲出去了。

老师：那你知道是什么对活塞做了功吗？

学生甲：是试管里面的空气。

老师：那你看到空气发生了什么变化吗？

学生乙：我看到了管口有水雾产生。

老师：那你知道为什么发有水雾产生吗？
学生乙：这是因为空气中的水蒸气发生了液化，也就是空气的温度下降了。

老师：那同学们想一想：空气对活塞做了功后，空气的内能发生了什么变化呢。

学生：空气的内能减少了。

老师：所以说，当物体对外界做功时，物体的内能会减少。

刚才我们研究了做功可以改变物体的内能，除了做功外，其他的同学也想到了放入热水中，放到太阳底下晒等方式，在这些过程中，有能量转化吗？如果没有，那么有能量转移么？

学生：没有能量转化，但存在内能间的转移。

老师：物理学中，我们把内能间相互转移这种改变内能的方式叫做热传递。其中我们把转移过去的内能叫做热量，热量用符号Q表示，同学们知道热量的单位是什么吗？
学生：是焦耳，因为热量是转移的内能，也是能量，所有能量的单位都是焦耳。

老师：看来我们这位同学很能举一返三。那同学们知道发生热传递的条件是什么？热传递的方向是从哪个物体到哪个物体？到什么情况就不会发生热传递呢？现在请同学们展开讨论。

【学生讨论中】
学生甲：我觉得热传递的条件是两个物体的温度要不一样。

学生乙：我觉得热传递的方向是从高温传到低温物体。

学生丙：我觉得当两个物体的温度一样时，就不会热传递了。

老师：对，物理学中，把两个物体温度一样，不会发生热传递时，叫做热平衡。

如果有一天我告诉你，我想办法让铁丝的温度升高了，同学们能猜出老师用的什么方法吗？
学生：不知道。

老师：在改变内能的方式上，做功和热传递是等效的。今天非常感谢同学们认真听讲及思考，现在请同学们把学案上的练习做一下。