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内能教案高中

发表时间:2020-11-13

热和内能。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,有效的提高课堂的教学效率。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是由小编为大家整理的“热和内能”,欢迎您参考,希望对您有所助益!

第十章
第2节
热和内能
一、教材分析
本节讲述另一类热力学过程——热传递过程以及热传递与改变内能的关系。首先介绍热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。进而分析系统在单纯的热传递过程中系统内能的变化,自然引出热量与系统内能概念的区别与联系,最后研究做功与热传递在改变系统内能上的异同。
二、教学目标
知识与技能
1.了解热传递的三种方式。
2.知道热传递是改变系统内能的一种方式。
3.能区分热量与内能的概念。
4.知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的
过程与方法
能举例说明热传递能够改变系统内能
情感、态度与价值观
了解感受能量的转移,增强我们学习物理、探索自然的兴趣。
三、教学重点难点
重点:热传递对内能的改变。
难点:热量与内能的区别
四、学情分析
本节内容稍简单,易于学生接受。
五、教学方法
自主学习、讨论、讲解
六、课前准备
铁丝、布、酒精灯
七、课时安排1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
基础知识提问:
1、焦耳的两个实验说明了什么?
2、什么是内能?内能于什么有关?
(二)情景引入、展示目标
想一想,使一段铁丝的温度升高有哪些方法?
回答:将铁丝来回多次弯折,用布摩擦,将铁丝放在火上烧,与高温物体接触……
教师:可以通过做功改变物体内能,今天我们来学习改变物体内能的另一种方式——热传递。
(三)合作探究、精讲点播
教师:引导学生阅读教材62页有关内容,思考并回答问题。
(1)什么是热传递?
(2)热传递有几种方式?举例说明。
(3)热传递过程的实质是什么?
1.热传递
(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递。
(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。
(3)热传递的实质:能量的转移
①热传导:不借助于物质的宏观移动,而靠分子、原子等粒子的热运动,使能量由高温物体(或物体的高温部分)向低温物体(或物体的低温部分)传递的过程,这种过程在气体、液体和固体中都能发生。
②热对流:流体依靠宏观流动而实现热传递的过程,在对流过程中伴随着大量分子的定向运动。热对流又分自然对流和强迫对流。自然对流——当流体内部存在温度梯度,进而出现密度梯度时,高温处流体的密度—般小于低温处(水在0~4oC时的反常膨胀现象除外),这时如果流体的密度由小到大对应空间位置的由低到高,在重力作用下,流体便开始作宏观的定向流动,密度小处温度较高的流体向上运动,而温度低处密度较大的流体填充过来,行成了流体的对流,从而使能量从高温处向低温处传递。强迫对流——靠外来的作用使流体在高温处与低温处之间作循环流动而传递热量的过程,例如制冷系统内工作物质的循环流动就是靠压缩机的工作强迫实现的。
③热辐射:不依赖于物质的接触而由热源自身的温度作用借助电磁波传递能量的方式。温度的高低决定着辐射的强弱。温度较低时,主要以不可见的红外线进行辐射,温度较高时,热辐射最强的成分在可见光区。如太阳就是通过热辐射的形式将热经宇宙空间传给地球的。
2.热和内能
对于一个热力学系统,单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。
热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的增加量等于外界对系统传递的热量Q,即。
引导学生阅读教材63页有关内容,思考并回答问题。
(1)怎样理解热量?能否说某一物体具有多少热量?为什么?
(2)传递的热量与内能改变满足什么关系?
(3)做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递在改变内能,有何不同?
回答:
(1)热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中,说热量才有意义。所以,不能说物体含有多少热量。
(2)传递的热量与内能改变的关系
①在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增加多少。即ΔU=Q吸
②在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少。即Q放=-ΔU
(3)热传递,是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分,或从一个物体传递给另一物体。做功,是物体的内能与其他形式能量的转化。如内能与机械能、内能与电能等发生转化。
典例例题
例1如果铁丝的温度升高了,则()
A.铁丝一定吸收了热量B.铁丝一定放出了热量
C.外界可能对铁丝做功D.外界一定对铁丝做功
解析:做功和热传递对改变物体的内能是等效的,温度升高可能是做功,也可能是热传递。故C正确。
答案:C
友情提示:铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能,因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
例2下列关于热量的说法,正确的是()
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
C.热量、功和内能的单位相同
D.热量和功都是过程量,而内能是一个状态量
解析:热量和功都是过程量,而内能是一个状态量,所以不能说温度高的物体含有的热量多,内能多的物体含有的热量多;热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C、D
答案:C、D
友情提示:注意区分状态量与过程量的不同特点
课后练习1、(1)内能增加(2)内能减少
课后练习2、铅的比热是0.13×103J/kg℃
设增加的内能为ΔU
ΔEk=mv2-0①
ΔU=ΔEk×80℅=cmΔt②
①②联立并代入数值得:Δt=123℃
(四)反思总结、当堂检测
(五)发导学案、布置作业
九、板书设计
1.热传递
(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递。
(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。
(3)热传递的实质:能量的转移
2.热和内能
(1)热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中,说热量才有意义。所以,不能说物体含有多少热量。
(2)传递的热量与内能改变的关系ΔU=Q
①在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增加多少。
②在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少。
(3)热传递,是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分,或从一个物体传递给另一物体。
做功,是物体的内能与其他形式能量的转化。
十、教学反思
本节还需加强学生的能量的观点,使学生能从不同的角度认识物理现象,解感受能量的转移,增强我们学习物理、探索自然的兴趣。

第2节热和内能学案
课前预习学案
一、预习目标
1.了解热传递的三种方式。
2.知道热传递是改变系统内能的一种方式。
二、预习内容
引入:想一想,使一段铁丝的温度升高有哪些方法?

1、阅读教材62页有关内容,思考并回答问题。
(1)什么是热传递?

(2)热传递有几种方式?举例说明。

(3)热传递过程的实质是什么?

2、学生阅读教材63页有关内容,思考并回答问题。
(1)怎样理解热量?能否说某一物体具有多少热量?为什么?

(2)传递的热量与内能改变满足什么关系?

三、提出疑惑

课内探究学案
一、学习目标
1、能区分热量与内能的概念。
2、知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的
二、学习过程
1、做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递在改变内能,有何不同?
2、例1如果铁丝的温度升高了,则()
A.铁丝一定吸收了热量B.铁丝一定放出了热量
C.外界可能对铁丝做功D.外界一定对铁丝做功例
2下列关于热量的说法,正确的是()
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
C.热量、功和内能的单位相同
D.热量和功都是过程量,而内能是一个状态量
解析:热量和功都是过程量,而内能是一个状态量,所以不能说温度高的物体含有的热量多,内能多的物体含有的热量多;热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C、D
解析:做功和热传递对改变物体的内能是等效的,温度升高可能是做功,也可能是热传递。故C正确。
三、反思总结

四、当堂检测
1.下列现象中,哪些是通过热传递的方式改变物体内能的()
A.打开电灯开关,灯丝的温度升高,内能增加
B.夏天喝冰镇汽水来解暑
C.冬天搓搓手,会感觉到手变得暖和起来
D.太阳能热水器在阳光照射下,水的温度逐渐升高
2.对于热量、功、内能三个量,下列说法中正确的是()A.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的
B.热量和功二者可作为物体内能的量度
C.热量、功和内能的国际单位都相同
D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体的状态决定的
3.下列关于热传递的说法中,正确的是()A.热量是从含热量较多的物体传给含热量较少的物体
B.热量是从温度较高的物体传给温度较低的物体
C.热量是从内能较多的物体传给内能较少的物体
D.热量是从比热容大的物体传给比热容小的物体
4.有关物体的内能,以下说法中正确的是()
A.1g温度为0℃水的内能比1g温度为0℃冰的内能大
B.电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过热传递方式实现的
C.气体膨胀,它的内能一定减少
D.橡皮筋被拉伸时,分子间势能增加
5.下列说法中正确的是()A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程:做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化;热传递则不同,它是物体内能的转移
B.外界对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体向外界放热,物体的内能一定增大
D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少
课后练习与提高
1.若A、B两物体之间没有热传递,正确的解释是()
A.两物体所包含的热量相等
B.两物体的内能相等
C.两物体的温度相等
D.两物体没有接触,且都处在真空中
2.做功和热传递的共同点是()
A.都能使系统增加热量B.都能使系统温度升高
C.都能使系统内能改变D.都能使系统比热增大
3.关于热传递的下述说法中正确的是()
A.热量总是从内能大的物体传给内能小的物体
B.热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体?
C.热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化?
D.只有通过热传递的方式,才能使物体的温度发生变化?
4.一物体先后经几个不同的物理过程,其温度均从t1升高到t2,则在这些过程中?()
A.物体一定从外界吸收热量?
B.物体与外界交换的热量都相等?
C.外界对物体所做的功均相等?
D.物体内所有分子动能的平均值之增量都相等
5.从100m高空由静止开始下落的水滴,在下落的整个过程中,假定有50%的动能转化为水滴的内能,则水滴温度升高℃.
6.关于物体的内能,下列说法中正确的是?
A.相同质量的两种物体,升高相同的温度,内能增量一定相同
B.一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减小?
C.一定量气体克服外界压力膨胀,但不吸热也不放热,内能一定减小
D.一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能可能减小?
7.关于热量、温度的下列说法正确的是()
A.热量是热传递过程中,物体间内能的转移量;温度是物体分子平均动能大小的量度
B.在绝热容器中,放入两个温度不等的物体,则高温物体放出温度,低温物体吸收温度,直到两个物体温度相等
C.高温物体内能多,低温物体内能少
D.两个质量和比热都相等的物体,若吸收相等的热量,则温度相等
参考答案
当堂检测

1、BD
2.CD
3.B
4.AD
5.AD
课后练习与提高
1.C2.BC3.BC4.D5.0.126.BC7.A

精选阅读

物体的内能


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第七章A物体的内能
一、教学任务分析
物体的内能是继机械能之后学习的另一种形式的能。学习内能既认识了微观世界的分子具有能量,也为以后学习能的转化和能量守恒定律等知识奠定基础。
学习物体的内能需要以分子动理论、物体的动能、势能、机械能等知识为基础。
以实验创设情景,通过对问题的讨论,引入学习物体的内能,以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。
通过DIS实验和学生实验,使学生知道“外力对物体做功,物体的内能增加”,“物体对外做功,内能减少”的变化规律。
通过“历史回眸”,介绍焦耳对热与功当量关系的研究。
在学习分子势能时,与重力做功、重力势能变化类比,使学生体验“类比”的方法;在学习物体的内能时,感受初步的统计规律概念;在研究做功使物体内能发生变化的过程中,感受“实验探究”的方法,培养学生的观察、分析、判断、推理、归纳等能力;在学习焦耳对热与功当量关系的研究中,体验科学家在探究真理过程中的科学精神。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道分子的动能,知道温度是分子热运动平均动能的标志。
(2)知道分子势能,知道分子势能跟物体的状态和体积有关。
(3)知道物体的内能。
(4)知道内能变化的两个途径:做功和热传递。知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
2.过程与方法
(1)通过学习分子势能,认识“类比”的科学方法。
(2)通过学习内能的概念,感受统计规律的研究方法。
(3)通过研究做功使物体内能发生变化的学习过程,认识“实验探究”的方法。
3.情感、态度价值观
(1)通过观察和动手操作实验,体验乐于科学探究的情感。
(2)通过对焦耳的简单介绍,感悟科学家在探究真理过程中的科学精神。
三、教学重点与难点
重点和难点:物体的内能;内能变化的两个途径。
四、教学资源
1、器材
(1)演示实验:
①分别装有冷、热水的杯子各一只,温差电池、小电扇
②铜管、绳子、温度传感器、数据采集器、计算机。
③圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。
(2)学生实验:
①烧杯两只、红墨水、冷、热水。
②酒精灯、试管、试管夹、活塞。
2、课件:柴油机的结构及工作过程flash课件。
五、教学设计思路
本设计内容包括三个方面:一是物体的内能;二是内能变化的两个途径;三是做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
本设计的基本思路是:以实验创设情景,激发学生的好奇心。通过对问题的讨论,引入学习物体的内能,以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。通过结合日常生活经验进行交流讨论,在实验的基础上,得出改变物体内能的两个途径。通过“历史回眸”,介绍焦耳对热与功当量关系的研究,知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
本设计要突出的重点和要突破难点是:物体的内能和内能变化的两个途径。方法是:以实验和分析为基础,根据学生在初中和前阶段学习时已经掌握的知识,结合学生的亲身体会,应用实验和动画演示对实例进行分析,掌握物体的内能和内能变化的两个途径,从而突出重点,并突破难点。
本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用,重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与,培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力,使之感受“类比”、“实验探究”、“归纳推理”等科学方法;感悟科学家的探究精神,提高学习的兴趣。
完成本设计的内容约需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
情景演示实验1
内装一定质量、不同水温的上、下两只杯子,杯体上标明水的温度值。其中,上方的杯底有一块半导体材料制成的温差电池,电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的温度不同时,风扇会不停转动。
设问1:驱动风扇运转的能量来自何处?
活动I学生实验1
取两杯温度不同、体积相同的清水,分别滴入一滴红墨水,观察发生的变化。
活动II大家谈
列举内能发生变化的实际事例。
设问2:如何使内能发生变化?
活动III演示实验2DIS实验
用温度传感器研究摩擦与热的关系。观察温度变化曲线,分析拉动次数和对应的温度变化情况。
活动Ⅳ演示实验3
演示压缩空气,硝化棉燃烧。
播放柴油机的结构及工作过程的flash课件。
活动V学生实验2
用酒精灯加热试管中的水,沸腾时,可以看到活塞被冲出,试管壁上有小水珠生成。
活动Ⅵ历史回眸
介绍焦耳对热与功当量关系的研究。
3、教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过实验观察与讨论,归纳得出物体内能的概念,以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。
第二环节,通过DIS实验和学生实验的研究,认识改变物体内能的两条途径。
第三环节,通过“历史回眸”,介绍焦耳对热与功当量关系的研究,知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
七、教案示例
(一)情景引入:
1、观察演示实验1,提出问题
演示实验1:内装一定质量、不同水温的上、下两只杯子,杯体上标明水的温度值。其中,上方的杯底有一块半导体材料制成的温差电池,电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的温度不同时,风扇会不停转动。
设问1:驱动风扇运转的能量来自何处?
2、导入新课
我们可以用这节课学习的知识来回答上面的问题。
(二)物体的内能
物体由大量分子组成,分子在不停地做无规则的热运动。
1、分子动能
学生实验1:取两杯温度不同、体积相同的清水,分别滴入一滴红墨水,观察发生的变化。
结论:温度越高,分子的无规则运动(热运动)越剧烈。
温度是物体分子热运动平均动能的标志。
2、分子势能
分子势能随分子间距离的变化而变化,分子势能与物体的状态和体积有关。
类比:重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加。
分子间作用力做正功,分子势能减少,分子间作用力做负功,分子势能增加。
3、物体的内能
(1)热现象是大量分子热运动的宏观表现,是大量分子运动的统计结果。
(2)内能与温度的区别。
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志,这是温度的微观含义。
(3)内能与机械能的区别。
定义决定量值测量
内能物体内所有分子动能和势能之和由物体温度、体积和状态决定任何物体都有内能,不为零无法测量
机械能物体的动能,重力势能和弹性势能统称跟宏观运动状态,参照系和零势能点的选取有关可以为零可测量
大家谈:列举内能发生变化的实际事例。
设问2:如何使物体的内能发生变化?
(三)改变内能的途径
1、做功可以改变物体的内能
(1)外界克服摩擦力做功,使物体的内能增加。
演示实验2:用温度传感器研究摩擦与热的关系。铜管内插入温度传感器,拉动绳子,观察软件界面上温度变化曲线,分析拉动次数和对应的温度变化情况。
结论:摩擦做功越多温度升高越大,摩擦做功越快温度升高越快。克服摩擦力做功,物体温度升高,内能增加。
(2)压缩气体做功,气体内能增加。
演示实验3:活塞压缩玻璃管内的空气,硝化棉燃烧。
结论:压缩空气做功,使空气温度升高,内能增大,达到硝化棉的燃点使棉花燃烧。
播放柴油机的结构及工作过程的flash课件,进一步认识压缩气体做功可以使气体内能增加。
(3)气体对外做功,内能减少。
学生实验2:用酒精灯加热试管中的水,沸腾时,可以看到活塞被冲出,试管壁上有小水珠生成。
结论:试管内的气体推动活塞做功时,气体内能减少,温度降低,使试管内水蒸气液化成小水滴。
2、热传递可以改变物体的内能
(四)做功和热传递对改变物体的内能是等效的
介绍“历史回眸”栏目中焦耳对热与功当量关系的研究,知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的,感悟科学家的探究精神。

(五)应用
回顾新课导入时创设的情景,解释小风扇转动的原因:上下两个杯子的水温相同时,风扇没有转动;而当两个杯子水温相差较大时,风扇在很快转动。实际上是利用温差来发电,从而使马达旋转,这个实验说明在一定条件下物体的内能可以转化为电能。
(六)总结(略)
(七)作业布置(略)

《物体的内能》教案


《物体的内能》教案

教学目标:

1.通过分子运动模型和动能、势能的类比建构内能概念模型,通过对内能大小因素影响的活动,加深学生对内能概念的理解。

2.通过学生加热铜片上热变色指甲油的实验,让学生直观的感受并理解热传递的规律。通过摩擦双手升温的活动、弯折铁丝发热活动以及压缩空气引火仪的演示实验等让学生归纳出对物体做功能使内能增加的科学规律。通过气体对外做功实验让学生明白物体对外做功内能减少的科学规律。

3.通过让学生回答生活中热传递和摩擦生热的例子,体会科学来自生活,服务于生活。

4.引导学生仔细观察实验步骤并用科学的方法来解释进行讨论,提高学生的分析能力、培养孩子的合作精神、培养严谨的科学态度。

重点难点:

重点:内能概念的理解、改变内能的方法。

难点:内能概念的建构,对科学现象的解释。

教学过程:

老师活动:学生活动:设计意图

引入:老师:同学们,老师今天带来了一个有趣的玩具叫斯特林发动机。转一下它会慢慢停下来(用手轻轻拨动)。

老师:这杯是开水,现在把它放在开水上,看它在不停的转动(用手轻轻拨动)。它能不停的转动说明有什么?

能量是来自哪里呢?

老师:开水具什么能量呢?

老师:今天,我们一起来学习物体的内能就是同学们说的热能(板书:物体的内能)

新课展开:老师:为了认识内能我们先来回顾一下曾经学过有关分子运动的知识和机械能的知识。

老师:我们根据分子运动的特点看一下分子的动态模型图,类比一下飞行的子弹和拉伸或压缩的弹簧(PPT上展示)

老师:我们来仔细观察一下分子具备什么样的能量?

追问:为什么这样认为?

追问:还有什么能?

追问:为什么这样认为?

老师:回答很好(并用弹簧分子模型模型进行类比)

定义:我们把物体内部所有分子动能和势能的总和.(板书:总和)

介绍:在这里,“总和”这个词非常关键,它揭示了内能其实是一个统计量,而不是一个分子的动能或一对分子的势能那么简单,这应该就是内能与机械能最本质的区别。

老师:同学们,读一下内能的概念。

老师:在概念中找出关键词,并说明影响关键词的大小的因素和对应的宏观量。

(板书:在动能下打一箭头写上温度)

(板书:在势能下打一箭箭头写上状态和体积)

老师:回答的很好,还有哪位同学找的关键词呢?

(板书:在所有分子下打一箭头写上质量)老师:考虑的很仔细,还有没有同学找到其他的关键词。

(板书:分子下打一箭头写上材料)

思考1:大气层热层温度高达一千多摄氏度,可是在那里宇航员并不觉得热。这是为什么?

材料:大气层热层空气密度只及地面密度的千亿分之一

思考2:为什么说无论高温物体还是低温物体,都具有内能。

过渡:我们如何来改变物体内能大小呢?

老师:我们来做一个实验,:铜片上涂的是热变色指甲油,温度低的时候是蓝紫色,温度高的是红色。我们把没有涂上指甲油的一端对着酒精灯加热观察现象。

老师:说明热传递方向是怎么样的?

(板书:改变内能:热传递:高温→低温)(热量)

老师:请同学们说一说生活中靠热传递改变内能的例子。

老师:请思考此时能量是转化还是转移过去的?

追问:为什么?

过渡:除了热传递还有没有其他的方法改变内能呢?

(板书:做功)

老师:能不能举例说明?

老师:能不能举些摩擦生热的例子?

老师:我们现在就体会一下,双手摩擦内能增加。

小结:外界对物体做功可以使物体内能增加

(板书:做功:对内增加)

老师:只要外界对物体做功不一定的摩擦的方式内能都会增加。(演示实验空气压缩引火仪)我们观察到什么?

老师:为什么老师压缩空气会使得硝化棉燃烧起来?

老师:我们摸一下铁丝弯折的地方有什么感觉?

追问:为什么会感觉热?

过渡:物体对外做功又会怎么样呢?(演示实验压缩空气对外做功)

老师:请同学们仔细观察现象。说一说看到了什么?

老师:有白雾说明了什么?

老师:为什么温度会下降?

(做功:对外减少)

老师:做功的过程能量是发生的转化还是转移?为什么?

老师:我们观察了这整个实验过程。同学们试着把这个现象的利用科学原理来解释说明一下。

提示:(PPT)

1.变化的原因是什么变化的结果是什么?

2.是直接变化还是间接一连串的变化?

3.找出变化的关键词。

4.根据它们之间的关系,用简洁的科学性的语言串接起来。

课堂小结:

课内作业:(见课件课学案)

学生:由于惯性还能转动。

学生:说明有能量。

学生:说明有动能。

学生:来自开水。

学生:开水有热能

学生:完成任务单一:并回答提问

任务一:知识储备

1、物质是由大量的组成的,分子间有。

2、分子在做永不停息的,越高分子运动越剧烈。

3、分子间不仅存在力,而且还存在力。

任务二:认识内能

学生:具有动能。

学生:分子一直在运动(板书:动能)。

学生:具有势能。

学生:分子间存在引力和斥力(板书:势能)

学生:当分子距离近的时候斥力大于引力,当分子距离远的时候引力大于斥力。

学生:完成任务二,并回答问题

思考:影响内能大小的因素

关键词影响因素对应的宏观量

学生:我找到的关键词是分子动能,影响分子能的因素是分子运动的快慢,对应宏观量是温度。

学生:我找的关键词是分子势能,影响分子势能的因素是的分子间的引力和斥力,与分子间的距离有关,对应的宏观量是状态和体积。

学生:我找到的关键词是所有分子,影响因素是分子的数量,对应的宏观量是质量。

学生:我找的是分子,影响因素是分子的种类,对应的宏观量是材料。

思考讨论后,学生:由于那里分子的密度极低,虽然分子热运动很剧烈,但是数量太少太少,所以内能非常非常的小,以至于人们并不感觉热。

学生:因为分子在永不停息的做热运动,分子始终有动能和势能,所以我们说低温物体也具有内能。

任务三:改变内能

(学生实验:用试管夹夹住铜片放在酒精灯上加热)

学生:我看到热变色指甲油慢慢从高温部位红过来。

学生:热量从高温物体传到低温物体,从物体的高温部分传到物体的低温部分。

学生:煮饭、烧开水、用热水袋暖手……

学生:是转移过去的。

学生:因为是同一种能,都是内能,一个增加一个减少。

学生:做功

学生:钻木取火

学生:滑滑梯屁股发烫、双手摩擦会感觉暖、流星……

学生活动:摩擦双手生热

学生:我们看到引火仪里的东西燃烧了。

学生:因为外界对物体做功使得内能增加,当硝化棉温度达到着火点于是就燃烧起来。

学生活动:多次弯折铁丝

学生:感觉有点发热

学生:因为对铁丝做功,铁丝的内能增加。

学生:我们看到老师打气后,吸滤瓶的瓶塞“嘭”的飞起来,看到瓶子里出现了大量的白雾。

学生:说明温度下降水蒸气液化。

学生:气体对外做功,内能减少。

学生:发生的转化,因为变成了不同形式的能。

学生小组讨论。

学生:变化的原因是老师在打气,结果是瓶子里出现了大量白雾。

学生:是一连串的变化。

学生:打气→气压差→瓶盖跳起→气体对外做功→气体温度降低→瓶内气体液化→白雾。

学生:不停打气,瓶内气压大于大气压,由于气压差塞子向外飞出,此时气体对外做功,内能减少,温度下降,瓶内的水蒸气遇冷对外放热液化成小水滴。所以就看到这样的现象。

学生:……

激趣激疑引入。对内能的学习充满期待。

为构建内能概念模型进行知识的回顾和铺垫。

通过对分子模型的分析得出内能的定义。

通过对内能寻找内地大小的因素使得与宏观现象进行联系。进一步建构起内能的概念。

理解内能大小不是单单由温度的高低引起的。

通过创新的实验让学生明白什么是热传递以及热传递的规律。

体会热传递对生活中的作用。

引导学生热传递属于能量转移。

体会摩擦做功内能增加过程。

通过大量外界对物体做功使得内能增加,这种归纳的思维方式。

引导学生观察实验并得出实验结论。

引导学生回答做功是能量转化的过程。

对科学现象的解释进行方法指导。

反思:通过红墨水分别在热水、冷水中扩散的快慢不同,回顾了初一所学的知识:构成物质的分子在永不停息地做无规则的运动,而且这种运动的快慢与温度有关,所以称为分子的热运动。通过对比子弹的运动与分子的运动得出运动着的分子也具有动能;通过对比形变的弹簧与相互作用的分子得出分子也具有势能。最后确定物质内部所有分子热运动的动能和势能的总和,叫做物体的内能。为了明确物体内能的影响因素(前面学生已经确定温度越高,物体的内能越大),通过对分子模型的分析得出内能的定义。用弹簧分子模型模型进行类比,对内能寻找内地大小的因素使得与宏观现象进行联系。进一步建构起内能的概念。

11.4物体的内能热量


11.4物体的内能热量
一、教学目标
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志。
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化而变化的定性规律。
3.知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区别物体的内能和机械能。
二、重点、难点分析
1.教学重点是使学生掌握三个概念(分子平均动能、分子势能、物体内能),掌握三个物理规律(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)。
2.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化的势能曲线是教学上的另一难点。
三、教学方法:教师讲解,课件演示
四、教具:计算机、大屏幕、多媒体课件
五、教学过程
(-)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,也有相应的能量变化。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?这是今天学习的问题。
【板书】第四节物体的内能
(二)进行新课
【板书】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。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,所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能,需要将所有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,这说明温度升高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,就是温度升高,分子热运动的平均动能增大。如果温度降低,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志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低,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志。但是,温度不是直接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志,这是温度的微观含义。
【板书】温度在宏观上表示物体冷热程度,微观上是大量分子热运动平均动能大小的标志
【板书】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决定的势能,这就是分子势能。
如果分子间距离约为10-10m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0。
当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,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似的。如图1中弹簧压缩,弹性势能Ep增大。
如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸,Ep增大。
从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0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。如果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逐渐减少至r0以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离减少,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r0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。其数值将从负值逐渐变大至零,甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小。
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化情况呢?如果对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。
【课件演示】分子势能的大小与分子间距离有关
【板书】分子势能的大小与分子间距离有关,宏观上与物体的体积有关
【板书】3.物体的内能
(1)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。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志?
根据学生的回答,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——温度和体积决定的。如果不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
课堂讨论题:下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃,比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块,比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气,比较内能。
(2)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能。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——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60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加?
通过此问题,让学生认识内能是所有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,内能不一定增加。
【板书】(1)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。内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
(2)物体的内能和物体的机械能是不同的
(三)课堂练习:
1.判断下面各结论是否正确?
(1)温度高的物体,内能不一定大。
(2)同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。
(3)内能大的物体,温度一定高。
(4)内能相同的物体,温度一定相同。
(5)温度高的物体,含有的热量多,或者说内能大的物体含有的热量多。
答案:(1)、(2)是对的。
2.在标准大气压下,100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程,下面的说法是否正确?
(1)分子热运动的平均动能不变,因而物体的内能不变。
(2)分子的平均动能增加,因而物体的内能增加。
(3)所吸收的热量等于物体内能的增加量。
(4)分子的内能不变。
答案:以上四个结论都不对。
(四)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确切含义,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别和联系。
(2)要掌握两个物理规律: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。
(五)布置作业:完成课本练习四(P79)第(2)、(4)题。
教学建议
这节课是概念性很强的课,又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义,并且要通过实际例题,让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

《物体的内能》教学反思


俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗?下面是小编精心为您整理的“《物体的内能》教学反思”,仅供参考,希望能为您提供参考!

《物体的内能》教学反思

一、《物体的内能》这堂课不管从教学内容设计还是从教学实施或是教学效果看,无疑是一节成功的课,展示了执教者个人的教学风格、魅力,充分体现教师对课堂的组织能力、调控能力和创新精神,以及独特的教学风格,同时也是一堂优秀示范课。

(一)从教学内容设计有效性看《物体的内能》成功之处

1、知识结构合理、重难点突出、难易也适度。本节以“物体的内能”为题,从学生原有的知识经验入手,引出热运动和内能的概念,弄清内能和温度的关系,着重讨论了改变内能的两种方法:做功和热传递,最后以具体的学生熟悉例子(如何改变可乐内能)讨论改变内能的两种方法是等效的。

2、始终以学生原有的知识、经验为起点,联系学生的生活实际。如引入时用红墨水扩散现象入手;在讲改变内能方法之前,让学生设计判断温度变化的方法等。

3、注重教学资源的开发和利用。如课堂使用了多种温度计用来增大实验的可见度。

(二)从教学实施有效性看《物体的内能》成功之处

1、教学过程中充分利用了科学学科特点来创设教学情境,营造民主、和谐、互动、开放的学习氛围。如通过“假如没有温度计你有哪些方法判断温度的变化?”的活动,引导学生主动参与讨论、交流和解决问题。

2、能根据教学实际需要进行准确、熟练的实验和现代教育技术应用,充分体现学科的特点,以实验和观察、科学探究为主要教学方法和手段。

3、学生参与主动、热情高涨,参与面广,并能积极的提出有意义的方法、问题、见解。

(三)从教学效果看《物体的内能》成功之处

1、绝大多数学生学习积极主动,能对重点知识改变内能的方法有较深刻的认识。

2、通过本堂的学习,学生的表达能力、观察能力以及实验设计能力等得到煅炼和提升。同时激发学生对科学兴趣和热爱。

二、这堂《物体的内能》让我学习的地方很多,当然也有让我思考的地方。

(一)在学习了内能概念后教师提出这么一个问题:你有哪些方法判断温度的变化?当然学生表现相当出色,他们的思维得到了煅炼,能设计出各种各样判断温度变化的方法。

思考一:是否应该对学生的各种设计给以适当简明的点评,特别是其中有几种不是很恰当的方法。本堂课中教师开火车式的让学生发表他们的看法和见解,但教师不管对错都一笑而过,这种模糊的态度,是不是也会让学生对自己的方法很模糊,甚至对其它学生也有误导。

思考二:判断温度变化主要方法有两种,一是用人的眼、手等的感觉来判断;二是用各种温度计。让学生设计这么多奇特的方法,是否有误导之嫌,为什么把简单的问题一定要复杂化呢?如果学生以后研究时也这么复杂的想问题、设计问题,是不是让他们走弯路,他们成功的机会会不会大大的降低?

思考三、这个问题是不是象教参中那样设计更好些:内能为什么会发生变化?你能否举出几个物体的内能发生改变的实例来?这样做一方面能看看学生的原有知识经验,另一方面也能为下面学习埋下伏笔,也同样能培养学生的思维,问题也更明确了。

(二)对用压缩空气引燃仪探究对气体压缩做功内能增大时实验失败的思考。

思考一、实验是我们科学的基础,也是我们学习科学的主要方法,而教材中很多实验的成功率都很低,在这里教师是否可以课前录制成功实验的视频以备不测之需,我想视频应该不同于动画,学生的学习很大程度上本来就是建立在对教材和教师的信任上的。

思考二、改进实验,测量压缩前后密封瓶内的温度变化,这一点本来很难做到,不过用点式温度计对改进实验应该不成问题了(在课堂中教师有使用过)。

三、本人就这节课对初中科学实验谈谈一些不成熟的看法。

本节课做了“搓手后手的温度升高用红外线进行测量。”我个人认为有些不妥。科学以实验为基础的学科,但是不是说教材中的实验非做不可呢?许多知识学生已经有经验,无需大动干戈地去做实验来验证。如在浮力这节上教材中安排了一个把矿泉水压入水中,让学生看到放手后瓶水上浮了,类似于这样的难度的实验六册中不下20个。还有些实验在教材中重复出现的,很多教师盲目的做实验,可以不用做也创造条件去实验,显然对学生的抽象思维、逻辑推理、计算能力的培养和煅炼起到负面的作用,我们都知道很多科学的发现来自于推理、计算等其它方法,实验不是我们唯一的方法,可现在学生这方面的能力实在让人担忧。而很多老师为了课堂搞形式、搞热闹,明明这堂课的时间很紧还一定凑出时间去做些可做可不做的实验,再如在《生物多样性和适应性》这一节中有一个探究蝎子为什么躲在沙子中的探究,教参中的目标是练习温度计使用,当然你有时间可以让学生猜想,设计控制变量法实验都行,老师在这个实验上花了好多时间,最后保护生物多样性意义和措施却草草了事。本人的观点是:1、探究性的,它的结论对下面学习至关重要的,并且实验没什么意外一定成功的,当然要做;2、课堂实验活动要做就得让学生有足够的时间。3、有些实验学生在家中也能完成可做为课后作业来完成。4、对教材中现象不明显或成功率不高或受仪器限制的实验可以采用课前准备的视频(因为对一些结论还不知的失败实验让学生讨论失败的原因是没有意义的)5、那些学生已经有正确经验的能不做就不做。6、教师应该扬长避短,课堂调控能力、组织能力差的可以用演示。