九年级科学上册第7章内能1物体的内能教案新版华东师大版.docx
物体的内能教案教学目标1.在物理学问方面要求：(1)知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度是分子平均动能大小的标记。(2)知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随分子间距离变更而变更的定性规律。(3)知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区分物体的内能和机械能。(4)知道做功和热传递在变更物体内能上是等效的,知道两者的区分,了解热功参量的意义。2 .在培育学生实力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念,又要让学生初步知道三个物理规律:温度与分子平均动能关系,分子势能与分子间距离关系,做功与热传递在变更物体内能上的关系。因此,教学中着重培育学生对物理概念和规律的理解实力。3 .渗透物理学方法的教化:在分子平均动能与温度关系的讲授中,渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。重点、难点分析1 .教学重点是使学生驾驭三个概念(分子平均动能、分子势能、物体内能),驾驭三个物理规律(温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系)O2 .区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变更的势能曲线是教学上的另一难点。教具1 .压缩气体做功，气体内能增加的演示试验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。2 .幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变更而变更的曲线。教学过程(一)引入新课我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变更。另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今日学习的问题。（二）教学过程的设计1 .分子的动能、温度物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能O由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以探讨个别分子运动的动能是没有意义的。而探讨大量分子热运动的动能，须要将全部分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。学习布朗运动和扩散现象时,我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高,布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度上升后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度上升，分子热运动的平均动能增大。假如温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标记。“标记”的含义是指物体温度上升或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标记。但是，温度不是干脆等于分子的平均动能。另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标记，这是温度的微观含义。2 .分子势能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确定的势能，这就是分子势能。假如分子间距离约为IOTOm数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r。当分子距离小于R时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必需克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相像的。假如分子间距离大于roBt,分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必需克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种状况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相像的。从以上两种状况综合分析，分子间距离以r。为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说,分子在平衡位置处是分子势能最低点。假如分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远渐渐削减至R以前过程,分子间的作用力表现为引力，而且距离削减,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达R以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值渐渐变大至零，甚至为正值。既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变更状况呢？假如对于确定的物体,它的体积变更,干脆反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变更。所以分子势能的大小变更可通过宏观量体积来反映。3 .物体的内能(1)物体中全部分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标记？依据学生的回答,引导到一个确定的物体,分子总数是固定的,那么这物体的内能大小是由宏观量温度和体积确定的。假如不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来确定。(2)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能o任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹,除了具有内能,还具有机械能一一动能和重力势能。提问学生:一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以60kmh行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加？通过此问题,让学生相识内能是全部分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不肯定增加。4 .物体的内能变更的两种方式(1)列举锯木头和用砂轮磨刀具,锯条、木头和刀具温度上升,说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。假如外力对物体做功全部用于物体内能变更的状况下,外力做多少功,物体的内能就变更多少。假如用W表示外界对物体做的功,用AE表示物体内能的变更,那么有W=AE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。演示压缩空气,硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程,对气体做功,使气体的内能增加,温度上升到棉花的燃点而使其燃烧。以上实例说明做功可以变更物体的内能。（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热四周物体，这些物体温度上升内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能变更。物体汲取热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能削减。假如传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变更量是AE,那么，Q=Eo热量的计算公式有：Q=mct,Q=ML,Q=m（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。所以做功和热传递是变更物体内能的两种方式。（3）做功和热传递对变更物体的内能是等效的。一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它肯定的热量，使它从某一温度上升到另一温度。这过程中这杯水的内能有肯定量的变更。也可以实行做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度上升到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变更量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区分是哪种方式使这杯水的内能增加的。因此，做功和热传递对变更物体的内能是等效的。（4）虽然做功和热传递对变更物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区分。做功使物体内能变更的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。（三）课堂小结（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的准确含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区分和联系。（2）要驾驭三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能变更上的关系。
