2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè) 1.2 內(nèi)能和熱量教案 （新版）教科版.doc

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2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè) 1.2 內(nèi)能和熱量教案 （新版）教科版 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．了解內(nèi)能的概念，知道任何一個(gè)物體都具有內(nèi)能。 2．知道熱量的概念及單位。 3．結(jié)合實(shí)例分析，知道熱傳遞是改變物體內(nèi)能的一種方式，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。 4．知道做功可以使物體內(nèi)能增加或減少的一些事例。 （二）過程與方法 會(huì)根據(jù)分子動(dòng)理論用類比的方法建立內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系。 （三）情感態(tài)度和價(jià)值觀 了解用熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能的方法在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，會(huì)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解釋一些現(xiàn)象。 二、教學(xué)重難點(diǎn) 本節(jié)是由“內(nèi)能”、“物體內(nèi)能的改變”兩部分內(nèi)容組成的。內(nèi)能是構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與分子勢(shì)能的總和。分子的概念就比較抽象，學(xué)生是通過宏觀現(xiàn)象來推測(cè)微觀機(jī)理建立的，而內(nèi)能的概念也非常抽象，內(nèi)能概念的建立是本節(jié)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)；物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，兩個(gè)溫度不同的物體會(huì)發(fā)生熱傳遞，在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移能量的多少就是熱量，它不是物體內(nèi)部所含有的量，而是一個(gè)變化量，要區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系，所以對(duì)熱量概念的建立也是本節(jié)重點(diǎn)之一；另外改變物體內(nèi)能的途徑也是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。 重點(diǎn)：內(nèi)能、熱量概念的建立，知道改變物體內(nèi)能的兩種途徑。 難點(diǎn)：用類比的方法建立內(nèi)能的概念。 三、教學(xué)策略 內(nèi)能的概念比較抽象，學(xué)生難于直接接受和理解。在教學(xué)中可以結(jié)合機(jī)械能的知識(shí)，可用對(duì)比的方法，物體由于運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，分子也在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以分子也具有動(dòng)能；彈簧被壓縮或拉伸時(shí)具有彈性勢(shì)能，分子間也存在相互作用的引力和斥力，所以分子間也存在分子勢(shì)能。內(nèi)能的大小與溫度有關(guān)，可以通過物體溫度的變化來反映內(nèi)能的變化。內(nèi)能改變有兩種方法：做功和熱傳遞，這兩種改變內(nèi)能的方法在生活中經(jīng)常使用到，只是沒有上升到理論層面，可以給出生活中常見的內(nèi)能改變，對(duì)內(nèi)能改變方法進(jìn)行分類，從而總結(jié)出內(nèi)能改變的兩種方法。熱傳遞中轉(zhuǎn)移能量的多少就是熱量，它是一個(gè)過程量，反映內(nèi)能的變化量，要用“吸收”或“放出”來表述，而不能用“具有”或“含有”來表述，熱傳遞改變內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移。做功改變物體內(nèi)能涉及兩個(gè)方面，對(duì)物體做功和物體對(duì)外做功，通過實(shí)驗(yàn)來證明做功可以改變物體的內(nèi)能，其中采用了轉(zhuǎn)化的方法，如壓縮空氣使其內(nèi)能增大，轉(zhuǎn)化為棉花的燃燒等。做功改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)化。 四、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體課件、空氣壓縮引火儀、燒瓶、打氣筒、自行車車胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。 五、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 創(chuàng)設(shè)情景 （5分鐘） 演示：給一個(gè)回力玩具汽車上緊發(fā)條，使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng)。 小汽車的動(dòng)能是怎么來的？ 學(xué)生觀察小車運(yùn)動(dòng)，得出小車的動(dòng)能是由彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來的。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。 引入新課 （5分鐘） 演示：從一個(gè)裝滿開水的暖水瓶中倒出一部分水，用軟水塞塞緊，注意觀察瓶塞。 推動(dòng)瓶塞的能量來自哪里？ 水蒸氣具有能量，這就是我們要研究的內(nèi)能。 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，思考問題。 提出猜想，可能是來自于熱水（或熱的水蒸氣）。 結(jié)合實(shí)驗(yàn)，提出問題，引入新課。 新課內(nèi)容（25分鐘） 內(nèi)能 展示具有動(dòng)能的物體的圖片和視頻。 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量是動(dòng)能。分子具有動(dòng)能嗎？ 展示具有勢(shì)能的物體的圖片和視頻。 彈簧由于發(fā)生彈性形變具有彈力，還具有彈性勢(shì)能。分子間有分子勢(shì)能嗎？ 我們把動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和叫做物體的內(nèi)能。 內(nèi)能和機(jī)械能是同種能量嗎？你能說出它們的異同點(diǎn)嗎？ 小結(jié)：內(nèi)能是與機(jī)械能不同的一種能量。物體可以沒有機(jī)械能，但一定有內(nèi)能。因?yàn)榉肿釉诓煌５刈鰺o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以一切物體都具有內(nèi)能。 結(jié)合動(dòng)能的特點(diǎn)，思考問題。 分子也具有動(dòng)能，根據(jù)分子動(dòng)理論的初步知識(shí)，分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 結(jié)合勢(shì)能的特點(diǎn)，知識(shí)遷移得出：分子具有分子勢(shì)能，因?yàn)榉肿娱g也存在相互作用的引力和斥力。 根據(jù)前面的定義，學(xué)生討論。 機(jī)械能是與物體整個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)的能量。而內(nèi)能是與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子之間的相互作用情況有關(guān)，內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能。 內(nèi)能和機(jī)械能的單位都是焦耳（J）。 學(xué)生進(jìn)行討論補(bǔ)充。 利用對(duì)比的方法得出內(nèi)能的概念，注重物理方法培養(yǎng)。 培養(yǎng)對(duì)比的物理方法。 內(nèi)能的大小 猜想：內(nèi)能大小可能與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)說說你的猜想依據(jù)。 小結(jié)： 1．內(nèi)能的大小與物體的溫度有關(guān)。同一物體溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小。 2．內(nèi)能還與物體的質(zhì)量、狀態(tài)等有關(guān)。 3．一切物體都具有內(nèi)能。 判斷下列物體內(nèi)能的變化。 1．太陽下的一瓶水，溫度升高。 2．一杯水喝掉一半。 3．水結(jié)成冰。 學(xué)生討論，進(jìn)行猜想，同學(xué)之間相互補(bǔ)充。 1．內(nèi)能可能與溫度有關(guān)，因?yàn)闇囟仍礁撸肿舆\(yùn)動(dòng)越劇烈，分子動(dòng)能越大，內(nèi)能越大。 2．內(nèi)能可能與質(zhì)量有關(guān)，因?yàn)橘|(zhì)量越大，物體所含分子數(shù)量越多。 學(xué)生根據(jù)影響內(nèi)能大小的因素判斷內(nèi)能的變化。 培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。 物體內(nèi)能的改變──熱傳遞 如何判斷一個(gè)物體內(nèi)能大小的變化？ 把剛煮熟的雞蛋從開水中拿出放入冷水中，判斷雞蛋和水的內(nèi)能的變化。并說出理由。 雞蛋和水的內(nèi)能發(fā)生了改變，它們之間發(fā)生了熱傳遞，通過熱傳遞改變了雞蛋和水的內(nèi)能。 熱會(huì)從高溫物體傳遞給低溫物體；高溫物體的溫度會(huì)降低內(nèi)能減少，低溫物體的溫度會(huì)升高，內(nèi)能增加。 在雞蛋和水的例子中，熱傳遞的方向？ 熱量： 1．定義：在熱傳遞中，傳遞能量的多少。 2．單位：焦耳（J）。 3．物體吸收熱量時(shí)內(nèi)能增加，放出熱量時(shí)內(nèi)能減少。 4．內(nèi)能反映的是熱傳遞過程中內(nèi)能的變化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等詞描述。 5．熱傳遞中轉(zhuǎn)移的是熱量，不是溫度。 你能舉出一些利用熱傳遞改變物體內(nèi)能的例子嗎？ 討論： 結(jié)合問題，討論溫度、內(nèi)能和熱量的不同點(diǎn)。 一個(gè)物體的溫度升高，它的內(nèi)能增加。物體內(nèi)能增加，溫度是否一定升高？舉例說明。 小結(jié)：內(nèi)能是能量的一種形式，也是某一時(shí)刻的狀態(tài)量，一切物體都具有內(nèi)能；熱量是一個(gè)過程量，要用“吸收”或“放出”來表述，而不能用“具有”或“含有”來表述。 物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，物體溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小?？梢愿鶕?jù)溫度的變化來判斷物體內(nèi)能的變化。 雞蛋的內(nèi)能減小，水的內(nèi)能增大。因?yàn)殡u蛋的溫度降低，水的溫度升高。 熱傳遞從高溫的雞蛋向水傳遞。 學(xué)生討論，舉例。 冬天利用熱水袋取暖、發(fā)燒時(shí)用冷毛巾給頭部降溫、夏天把食物放入冰箱冷藏等。 學(xué)生討論，進(jìn)行交流。 物體內(nèi)能增加，溫度不一定升高。如晶體在熔化時(shí)，溫度不變，內(nèi)能是增加的；液態(tài)晶體在凝固時(shí)，溫度不變，但要放熱，內(nèi)能減少。 提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。培養(yǎng)思考、自學(xué)能力。 利用生活實(shí)例提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。 物體內(nèi)能的改變──做功 除了熱傳遞外，還有什么途徑可以改變物體的內(nèi)能？ 投影做功改變物體內(nèi)能的圖片和視頻，這些圖片說明了什么？ 分組實(shí)驗(yàn)：怎樣使一段鐵絲的溫度升高、內(nèi)能增大？ 器材：一段較粗的軟鐵絲、一個(gè)打火機(jī)、一張砂紙、熱水袋、小毛巾等 學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方法，并嘗試完成實(shí)驗(yàn)。 分析論證：你能給這些方法進(jìn)行分類嗎？ 你還能舉出一些利用做功改變物體內(nèi)能的一些實(shí)例嗎？ 得出結(jié)論：改變物體內(nèi)能有兩種方式：熱傳遞和做功。 演示實(shí)驗(yàn) 1．在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 （1）實(shí)驗(yàn)中硝化棉的作用 （2）實(shí)驗(yàn)中誰對(duì)誰做功？ 通過實(shí)驗(yàn)可以知道，對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)增加，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 利用打氣筒給自行車車胎打氣，請(qǐng)一同學(xué)用手感覺氣筒外壁上下部分的溫度，形成此現(xiàn)象的原因？ 由此可見，壓縮空氣做功使空氣內(nèi)能增大是氣筒外壁溫度升高的主要原因，摩擦在這里是次要的。 2．在燒瓶內(nèi)盛少量水。利用打氣筒給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶內(nèi)的變化。 （1）描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，此現(xiàn)象形成的原因是什么？ （2）瓶內(nèi)放水的作用是什么？ （3）實(shí)驗(yàn)中誰對(duì)誰做功？ 本實(shí)驗(yàn)中通過水蒸氣液化形成水霧來反映氣體對(duì)外做功時(shí)內(nèi)能減少、溫度降低的，也是利用了轉(zhuǎn)化的物理方法。 通過實(shí)驗(yàn)可以知道，物體對(duì)外做功，內(nèi)能會(huì)減少，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 你能再舉出一些物體對(duì)外做功內(nèi)能減少的例子嗎？ 學(xué)生觀察圖片和視頻，這些圖片說明了做功可以改變物體的內(nèi)能。 學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)出現(xiàn)下列方法： 1．用打火機(jī)去燒鐵絲，使鐵絲的溫度升高。 2．把鐵絲放在熱水袋上，用熱水袋焐鐵絲。 3．把鐵絲反復(fù)彎折，使鐵絲溫度升高。 4．用砂紙反復(fù)摩擦鐵絲，使鐵絲溫度升高。 …… 方法1和2屬于一類，采用了熱傳遞的方法使鐵絲溫度升高、內(nèi)能增加。另外兩種方法采用做功的方法改變了鐵絲的內(nèi)能。 結(jié)合實(shí)際生活，學(xué)生舉例，如摩擦生熱、鉆木取火等。 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，思考提出的問題。 實(shí)驗(yàn)中利用硝化棉的燃燒反映了筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加，溫度升高，采用了轉(zhuǎn)化的方法。空氣內(nèi)能增加是因?yàn)榛钊麎嚎s筒內(nèi)空氣做功，把活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能。 打氣筒外壁下面溫度比上面的溫度高，主要的原因是壓縮空氣做功增加了內(nèi)能。 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，在瓶塞跳出時(shí)，可以看見瓶內(nèi)出現(xiàn)水霧。它是由瓶內(nèi)水蒸氣遇冷液化形成的。利用打氣筒給瓶內(nèi)打氣時(shí)，壓縮瓶內(nèi)空氣做功，空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，瓶內(nèi)的水汽化形成大量無色的水蒸氣；當(dāng)瓶內(nèi)氣體沖開瓶塞時(shí)，空氣推動(dòng)瓶塞做功，內(nèi)能減少，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴。 學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活，舉例。 如打開可樂瓶蓋時(shí)，會(huì)在瓶口出現(xiàn)“霧”；把車胎內(nèi)的氣放掉時(shí)，在氣門芯處出現(xiàn)小水珠等（可以進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)）。 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。 利用分類總結(jié)的方法得出做功可以改變物體的內(nèi)能。 結(jié)合實(shí)例，加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。 培養(yǎng)利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、思考實(shí)驗(yàn)的能力。 結(jié)合實(shí)例加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 討論： 1．利用熱傳遞和做功都可以改變物體的內(nèi)能，你能說說這兩種方法的異同嗎？ 2．物體吸熱，內(nèi)能一定增加、溫度升高嗎？對(duì)物體做功，物體內(nèi)能一定增加嗎？ 結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)能，學(xué)生討論這兩個(gè)問題，也可以作為課后的思考題。 培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力。 總結(jié)（5分鐘） 課堂小結(jié)： 1．通過這節(jié)課你學(xué)到了什么？ 2．什么是內(nèi)能？物體的內(nèi)能大小與溫度的關(guān)系。 3．溫度、內(nèi)能與熱量這三個(gè)物理量的關(guān)系。 4．改變物體內(nèi)能的方法。 學(xué)生梳理本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容。 1．本節(jié)主要內(nèi)容是內(nèi)能和內(nèi)能的兩種改變方法。 2．內(nèi)能是構(gòu)成物質(zhì)的所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。內(nèi)能的大小與溫度、質(zhì)量等因素有關(guān)，同一物體溫度升高，內(nèi)能增加。 3．熱量是熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移能量的多少，是能量的變化量。物體的溫度升高，內(nèi)能增大?？梢酝ㄟ^物體溫度變化反映物體內(nèi)能的變化。 4．物體內(nèi)能的改變可以利用熱傳遞和做功的方法，這兩種方法在改變物體的內(nèi)能上是等效的。 培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力。 作業(yè)布置 完成《物理活動(dòng)手冊(cè)》 部分習(xí)題。 按要求完成。 知識(shí)鞏固。 教學(xué)反思：