《内能》物理教学设计与反思

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。因此成为其他各自然科学学科的研究基础。以下是小编整理的内容，供您阅读,参考。希望对您有所帮助!

《内能》物理教学设计与反思1

课题 内能 核心素养 通过学习,感受到用微观理论去解释宏观现象得奇妙,激发学生得求知欲,培养学生乐于探索日常生活中与相关科学技术中得物理学道理得科学素养,有助于建立正确得科学观。

教 教 学 学 目 目 标 标 1.通过实验观察,能简单描述同一物体其内能随温度变化得关系。

2.通过实验与体验活动,知道通过做功与热传递得方法可以改变内能。能判断热物体内能就是否发生改变,与用什么方法改变内能。了解热量得概念。

重点 难点 教学重点:1.了解内能得概念,简单描述温度与内能得关系。

2.知道改变内能得两种方法,举出相关事例。

教学难点:1.用做功与热传递改变物体内能得本质。

2.了解热量得概念。

教学方法 讲授法、讨论法、演示实验法、列举实例法、学生实验体验法、多媒体课件演示法 教具学具 多媒体课件、若干根 50 cm 得细铁丝、压缩点燃演示器、气体膨胀做功演示器 教学过程 引入 教师活动 学生活动 设计意图 课前 课前登陆优教平台,发送预习任务 完成本节课得预习任务,反馈预习情况 了解本节课内容,发现薄弱点,针对性听课 引 引 入 入 课 课 题 题 向学生展示三幅有关人类对“热”充满渴望得图片。展示人类对“热”得基本认知过程。

1.钻木取火; 2.小女孩点燃火柴取暖; 3.警察在冰雪天向过路司机递上一杯热水; 观瞧、思考、感受。

图片除了点出课题之外,还传递了人性得温暖,为“温暖”而学习。

提出:热就是一种能量吗? 新 新 课 课 讲 讲 授 授 新 新 课 课 讲 讲 授 授 一、认识内能 1.用机械能来帮助学生理解内能。

( 优教提示:请打开素材“新知讲解:内能“) [观察一下]“分子”与“孩子”就是否有相似之处? 物体宏观运动而具有得能就是机械能。微观世界得分子虽小,同样具有质量,由于分子在不停得做热运动,同样具有动能,而分子间得作用力,又使得它们具有势能。

2.给出内能得定义:构成物体得所有分子,其热运动得动能与分子势能得总与,叫做物体得内能。内能得单位就是焦耳(J)。

3.以问题得形式提示学生注意两个问题。

①机械能与整个物体得机械运动情况有关,内能与物体内部分子得热运动与分子间得相互作用情况有关,所以内能就是不同于机械能得另一种形式得能。

小组讨论交流。得出有关“热”得能量得差异,本质就是分子运动情况不同。

学生对比理解,分子虽小但也具有能量。

思考、联想、类比、理解。

认识内能。

倾听教师讲解 学生思考,并回答教师提出得问题。

“类比”理解就是物理教学时,遇到较抽象得概念时常用得一种方法。就是感性认识迈向理性认识得好方法,适合初中学生得思维特点,也间接得告诉学生有意识地培养理性思维得方法,为高中继续学习更加抽象得概念做个铺垫。

给出内能得定义至关重要,为以后规范得表述内能与分析内能得变化做好铺垫。

重点强调内能与机械能得区别,强调就是分子能量。防止学习困难得学生混淆概念。

想一想,冰山有内能吗? ②因为物体得分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能。冰山也不例外。

二、物体内能得改变 1.想一想,根据您所掌握得知识,如何判断同一物体内能就是否发生了变化。

(1)小组讨论:内能大小变化表现在哪? (2)讨论结果:温度越高,分子运动越剧烈。

物体温度升高,表明分子运动速度加快,意味着内能增加。

( 优教提示:请打开素材“新知讲解:物体内能得改变“) 2.改变物体内能得方法 (1)分组实验并讨论。

[想一想 做一做] 您怎样让一段 50cm 得铁丝温度升高呢? ①请各组说出使物体温度升高得方法,教师一一板书。

②让学生对各组得方法进行评价,发出质疑。

③引导学生将方法归类。

(2)改变物体内能方法:热传递 ①让学生讨论热传递发生得条件。

②提出“热量”得标准物理概小组讨论。

从宏观现象推理出微观机制,再从微观理论推出宏观表现,思考内能改变得外在表现。

学生尝试总结。

小组讨论并实践提高铁丝温度得方法。提出使铁丝温度升高得方法有:用火焰加热、太阳晒、用手搓、用手焐、踩在脚下用力一拉、用锤子不断敲击、反复弯折等等。

交流、讨论,尝试归类。初步明确物体温度升高得方法。

思考、讨论,并回答教师得问题。

注意聆听教师讲解“热量”得概念。

观瞧教师演示实验 A。

两个学生合作,演示实验B。

再次体验实验 B,注意对实验细节得观察。

本环节得设计,主要培养学生对所学知识得应用能力。什么时 候 分 子 运 动 得快?什么时候分子间得作用力会发生变化?这就是对上节课所学知识很好得考察机会,就是学有所用得体现。

给学生搭建平台,学生在活动过程中充分发散思维,在已有经历得基础上,对感到质疑得问题,具备动手实验验证得意识。

通过学生生活经验,分组验证实验,教师演示,归纳出提高温度得一般方法。提高了归纳能力。

B 实验之所以要重复做两次,主要就是提示学生观察要仔

念。

(3)改变物体内能方法:做功 ①做功:演示实验 A ( 优教提示:请打开素材“动画演示:空气压缩引火仪“) ②演示实验 B ( 优教提示:请打开素材“实验演示:气体对外做功“) 实验 B 要让学生瞧,还要做。教师要让两组同学来做这个实验,第一次粗做,第二次细做。详细描述实验瞧到得、体验到得感受。

3.两种方式改变内能得本质。

让学生从能量转化角度,分析一下这两种方式得本质。

学生从能量转化角度,分析改变内能得两种方法得本质。

细,对事物变化得观察要到位,要关注细节,第一次做该实验得同学,实际充当了教学得反例。

由于该实验现象比较明显,再做一次也能满足学生得好奇心。

课堂小结 引导学生总结: 1.一切物体都有内能;内能大小不仅与物体温度有关,还与质量,物态、体积等因素有关; 2.注意区分宏观得机械运动与微观得分子热运动。

3.改变内能得方式有两种: 热传递就是能量转移;做功得本质就是内能与机械能得相互转化。做功与热传递改变物体内能就是等效得。

学生总结 提高学生得归纳总结能力。

练 练 反馈练习 参与练习, 完成题目 通过练习,深化对内

习 习 1.在“向装有少量水得瓶子内打气”得实验过程中,教师不断向瓶内打气,使得瓶内得水蒸气:气压增大,水蒸气得内能 (填“增加”或“减少”);温度 (填“升高”或“降低”)。当瓶塞跳起来时,可 以 瞧 到 瓶 内 出现 ,这就是因为水蒸气对瓶塞 ,内能 (填“增加”或“较少”)。温度 (填“升高”或“降低”)。水蒸气 而成小液滴。白雾未消失时,如果马上盖上塞子,再次向瓶内打气,则会瞧到 。

2.在下列得选项中,通过做功实现 物 体 内 能 改 变 得 就 是( ) A.在炎热得夏天,在啤酒中放入一些冰块,啤酒变凉 B.太阳能热水器水箱中得水被晒热 C.行驶得汽车,轮胎会变热 D.划火柴,火柴燃烧 3.美国宇航局得科学家们认为,在美国东海岸出现得“天空火球”现象就是由于小行星进入了地球大气层。请同学们尝试解释这个罕见得现象。

参与练习, 完成题目 能概念得理解。

检测教学目标达成情况。

板书设计 第 2 节 内能 一、认识内能 1.什么就是内能? 构成物体得所有分子,其热运动得动能与分子势能得总与,叫做物体得内能。

内能得单位就是焦耳,简称焦,符号 J。

2.一切物体,不论温度高低,都具有内能。

二、物体内能得改变 1.判断一个物体内能发生了改变——观察其温度变化。

2.热传递: ①发生得条件——存在温度差; ②热量:在热传递过程中,传递能量得多少。

3.做功 ①对物体做功,物体内能增加,温度升高; ②物体对外做功,物体内能减小,温度降低。

4.做功与热传递得本质 ①做功:机械能与内能得相互转化; ②热传递:内能得转移; 课后反思

《内能》物理教学设计与反思2

一、设计思路：

1、指导思想：物理教学不仅仅是传授知识，更重要的是要让学生经历知识的获得过程，亲身体验，注重知识的形成过程。同时物理教学中更要注重培养学生的学科发展能力，最终目的培养学生终身的学习能力和可持续发展的能力。

2、教材地位作用分析：本节课处于苏科版九年级物理上册第十二章第四节。本章整体学习能量知识，前面学习了《机械能》、《内能》。这一节是将机械能与内能进行结合，学习两种能量的转化及生活应用。同时本节也是对改变内能的方式的补充，所以学好前三节知识是前提，学好本节知识是对前面知识的提升和应用。

3、教学目标：

知识技能目标：

1、通过探究实验，知道做功是改变物体内能的另一种方式

2、通过视频了解热机基本结构和工作原理

3、知道四冲程内燃机工作过程中的能量转化

过程方法目标：

体验科学探究过程，了解科学探究的基本特征，提高探究能力、思维能力及合作学习能力。

情感态度价值目标：

1、了解内能的利用在社会发展的意义

2、通过探索性实验，提高观察能力、实验操作能力和比较、分析、概括的能力，培养和实事求是的科学态度。

4、重难点及突破方法：

本节重点为：认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程。难点是：通过观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理。学生在学习过程中对实验现象的分析不会时，教师要为学生搭建一些问题台阶，帮助学生逐步通过现象分析到本质。在对做功改变物体内能的两种情况分析时(外界对物体做功时内能增加;物体对外界做功时内能减小)通过实验归类，进行突破。对热机的工作原理这个重难点突破方法上，我采用多种方式对学生进行刺激：有视频、有自主学习课本、有问题引导合作讨论、有模具针对点观察(曲轴的转动情况)。调动学生的各种学习机能来主动学习。

5、教法设计：

实验探究法、视频辅助法、指导读书法、问题引导法。运用实验探究法能更好的让学生经历知识的获得过程，同时还能让学生亲身体验。视频辅助法把不容易展现的汽油机工作过程全方面多角度的展示给学生，弥补了模具小、可视性差的缺陷。指导读书法是为了培养学生自主学习能力、在阅读课本时教师通过问题引导，使自主学习更具指向性，目标性更强。对学生不容易理解的知识点教师通过针对点专门突破讲解。

6、学法设计：实验法、观察法、阅读法、讨论法。这些方法的应用都是为了让学生限度的参与教学，做学习的主人，自己参与，自己解决。

二、教学准备：利用铁丝、铅笔、图钉等随手可得的器材让学生动手体验做功可以改变物体内能。演示两个实验空气压缩引火仪、电子式火花发生器、酒精、小瓶，学生体会归纳内能与机械能的转化。利用汽油机模型、观看汽油机工作视频，物体与视频资源结合，学生通过多种方法学习。

教 学 过程

教学步骤

教 师 活动

学生活动

设计意图

一、新课引入

ppt图片导入提问：通过前面的学习，我们知道了改变物体内能的一种方式是什么?

图片情境导入：为什么汽车高速行驶时，轮胎的温度会升得很高?

火箭上天，能量是如何转化的?

《机械能与内能的相互转化》教学设计

《机械能与内能的相互转化》教学设计

寻找图片中改变内能的方式，复习回顾旧知

复习旧知，引出新课题。

二、新课教学

1、做功——改变物体内能的另一种方式

活动与演示：

(1)把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉在粗糙的硬纸板上来回摩擦，用手触摸一下摩擦的地方，有何感觉?图钉的内能变化了吗?

(2)小组活动：弯折铁丝十余次，用手指触摸一下弯折处，有何感觉?铁丝的内能变化了吗?

(3)学生演示：空气压缩引火仪，你看到了什么现象?

提问：在刚才的活动中，物体增加的内能从何而来的?能量是如何转化的?(在克服摩擦做功时，物体的机械能减少，内能增加，即机械能转化为内能。)

板书：改变物体内能的另一种方式：做功

提问：(1)采用哪些办法可以使铁丝温度升高内能增大?这些方法中，哪些是采用热传递的方式改变物体的内能的?哪些是通过做功改变物体的内能的?

学生举例，如：放在太阳下晒;在石头上摩擦;放在热水中烫;放在火上烧;用锤子敲;用力反复弯折等。

(2)仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象，能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的?(做功与热传递的等效性)

(3)你能再举一些通过做过来改变物体内能的实例吗?(钻木取火;飞船自由下落时温度升高;)

区别：热传递方式是内能的转移过程，能的形式没有变;而做功方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变。

2、热机

(1)热机中的能量转化情况

演示：演示点火爆炸实验。

《机械能与内能的相互转化》教学设计 分析能量转化情况：化学能 内能 机械能

结论：酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，转化成机械能。

(2)汽油机的结构和工作原理

热机：是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。

观看视频：汽油机的工作过程

指导学生阅读课文并设问：

(1)汽油机的主要结构是哪几部分?名称各是什么?各有什么作用?

(2)汽油机完成一个工做循环要经历几个冲程?分别是什么?

(3)每个冲程的特点是什么?(从气门的开闭和活塞的移动角度分析)

(4)这四个冲程都有能量转化吗?如果有分别是怎么转化的?

(5)汽油机完成一个工做循环曲轴旋转 圈，活塞往返 次，四冲程内燃机只有________冲程对外做功，其他三个冲程靠_______完成。

第5个问题教师利用模具进行突破。

用考一考的方式来考察对汽油机的学习效果,用超链接制造出翻翻看的效果.

3、阅读：了解热机的发展历程。向学生补充一些蒸汽机、燃气轮机、涡轮喷气发动机、火箭发动机的初步知识。

4、小结本节课的学习：你学到了哪些知识?有什么收获?

做一做

看一看

学生思考，内能的增加是通过什么方式?

归纳这三个活动的共性：做功，并且是外界对物体做功

学生举例

指导学生总结热传递与做功改变内能时的区别。

分析能量的转化情况

思考：与前三个试验的区别是什么?

学生看视频

学生独立自主学习后经过小组讨论再回答

学生自主学习，互动交流后填写答案

通过多个活动让学生亲自体验，并归纳总结。注重知识的获得过程。

三个活动分别对应：克服摩擦做功、压缩做功，让学生总结共性，学会归纳的方法。

让学生明白：新旧知识既有联系，又有区别进行归纳，寻找异同

由点火爆炸试验引出热机，同时与前面知识做一对比。让学生分清机械能与内能转化包括两种情况：外界对物体做功与物体对外界做功

先通过视频让学生对汽油机有一个整体认识

再通过问题驱动，指导学生自主学习，合作学习寻找答案

课堂练习

1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是( )

《机械能与内能的相互转化》教学设计

2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是( )

A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D .压缩冲程

3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的( )

A.压强增大，温度降低 B.压强增大，温度升高

C.压强减少，温度降低 D.压强减少，温度升高

作业布置

练习册21页1-----10题

板书设计

第四节 机械能和内能的相互转化(1)

一、 做功---------改变物体内能的另一种方式

克服摩擦做功 外界对物体做功，将机械能转化为内能

《机械能与内能的相互转化》教学设计 压缩体积做功

二、 演示点火爆炸试验：物体对外界做功，将内能转化为机械能

三、 热机：将内能转化为机械能的装置

《内能》物理教学设计与反思3

教学目标知识目标

知道内能的两个作用.能力目标

能列举生产和生活中应用内能的实例.情感目标

感受到内能的利用和科技发展的联系. 教学建议教材分析

教材提出问题入手，引入了内能是怎样使用的，并指出了利用内能来加热，列举实例说明了很多利用内能的例子，又重点分析了利用内能取暖的发展过程，并联系环境保护等分析了这个发展过程.

教材直接谈到利用内能还可以做功，用实验证明了内能能够做功，并分析了这个实验，能表现出热机中能量转化的基本过程，又阐明了利用这个实验的原理可以制造出热机，并说明了热机的发明及其改进对现代工业的影响.教法建议

本节教学要联系大量的科技资料，“利用内能来加热”比较直观，可以让学生从提供的资料中分析，并从某个方面上叙述内能利用的发展情况，例如分析课本上提到的“用内能来取暖”的发展情况.本内容的教学要注意紧密结合实际情况，学习生产生活中有益的利用内能的方法，对于不合理的利用要能提出建议.

“利用内能来做功”要注意实验教学，从实验中观察现象，分析产生现象的原因，并联系实际思考实验的作用和意义，教师可以提供大量的资料，学生从中分析和学习如何利用内能做功的，并从材料中体验到科技的发展.

--方案【课题】内能的利用

【重难点】内能的两个应用：利用内能来加热和利用内能来做功.从实验中分析能量的转化和联系实际的应用.

【教学过程设计】

一.课程引入

方法1、联系上一节的内容，知道了人类利用燃料燃烧获得大量的内能，那么人们是如何利用这些内能的呢?可以提供资料，学生阅读，知道内能的一个重要的应用是用来加热.

方法2、对于基础较好的班级，可以让学生分析社区生活中哪些方面利用了内能，这说明内能的一个重要应用是用来加热.二.利用内能来加热

方法1、教师提供关于取暖的资料，学生分析取暖的发展过程，说明从火炉取暖到锅炉集体供暖再到热电站供暖的优点：提高了燃料的利用率和改善了环境卫生.

方法2、对于基础较好的班级，可以让学生做调查和利用信息学习，教师提出课题，学生自行设计方案，并再此基础上设计实施方案，做评估和实验，得出一些结论.教师可提供的方案可以是：调查社区供暖;查阅世界上先进的供暖方法.三.利用内能来做功

方法1、实验教学，做好水蒸气推开活塞的实验，学生从实验中学习如下问题：观察实验的现象;分析活塞退出的原因;思考实验过程中能量的转化;实验说明了什么;从实验中能受到什么启示.在此基础上介绍利用内能做功制造了热机，说明工业化社会的出现有赖于热机的发明和改进.

方法2、对于基础较好的班级，用上面的方法1进行实验，然后可以提供资料或学生查找资料，从利用内能来做功开始，到应用，到科技的发展，使学生体会科学技术的发展历程.【板书设计】第二节 内能的利用一.利用内能来加热

本质：能量(内能)的转移.

二.利用内能来做功

1.实验：水蒸气推开活塞.

2.热机：利用内能做功的机器.

3.能量转化：内能转化为机械能.

4.热机的应用.

探究活动实验探究：蔬菜大棚中内能的利用【课题】蔬菜大棚中内容的利用

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

【参考方案】调查蔬菜大棚中内能的利用，并对其不合理的地方提出修改建议.

【备注】1、写出探究过程报告.

2、发现新问题.探究活动范例：城市供热活动内容

调查及认识城市供热.

活动目的

1、培养学生调查研究、分析问题和解决问题的能力.

2、培养学生观察实验能力和关注社会的意识及创新决策能力.

活动准备

1、复习与热相关的内能及能量的相互转化的知识.

2、分成四个小组，制定调查方案.

活动过程

1、分组调查阶段

①学生个人调查自家使用供热设备及燃料情况.

②一、二小组学生调查学校厨房及教师家供热方式.

③三、四小组学生调查蕲春县医院的供热方式.

2、课堂讨论阶段

在学生课外观察、实验及调查的基础上进行课堂交流、讨论.

①介绍内能的利用：利用内能做功(内燃机)和利用内能加热.

②教师适当引导学生小结供热方式：

·燃烧燃料供热

燃料种类包括煤、石油(汽油、柴油)、天然气、酒精、炭、柴、草、沼气(介绍沼气使用好处)燃烧后能量转化是燃料化学能转化为内能.

·电能供热

供热用电器种类包括电炉、电饭煲、电热毯、电取暖器、电热拖鞋、宇航员穿的电热保温装置等.(介绍电能供热好处是热效率高、无污染、操作简便)其能量转化是由电能转化为内能.

获得电能的方式有哪些?

化学能(火力发电站);水能(葛州坝水力发电站、三峡工程等);风能(沿海岛屿和草原牧区的风车田);核能(原子反应堆，介绍：浙江秦山、广东大亚湾核电站、韩国、日本最近核电站因事故关闭，俄罗斯因“千年虫”与美国联合核查核电站，土耳其准备建核电站招标开始等，培养学生关注科技对社会的影响，形成社会意识.)

·光能供热

转换装置包括太阳灶、太阳炉、太阳能热水器(介绍其结构及其宣传口号“一次投资终身受益的绿色能源”.介绍东南亚地区对太阳能利用的政策.(介绍光能供热优点是无污染的天然能源)其能量转化是由光能转化为内能.

③汇报对集中供热情况调查的结果

城市、农村各2名学生介绍自家供热方式.

引导分析分散供热缺点：效率低、能源消耗大、废气废渣污染环境.

二小组学生代表分别介绍学校、医院供热方式.

学校锅炉产生热水、热气来蒸饭，利用余热给教师、学生提供开水、热水，学校教师没有人使用煤.

学生计算：学校利用余热供开水0.10元/瓶;一个蜂窝煤0.18元，能烧三瓶开水，每瓶摊0.06元，水费0.02元/瓶，煤炉一般只能使用3个月，每瓶摊成本0.04元，实际家内燃煤供开水费用达0.12元/瓶.另外，燃煤处铁制品、铝制品、电器锈蚀严重，老化快.

县医院内，锅炉燃煤产生热气，通过管道输送至厨房、各科室提供开水、热水，供手术室、妇产科等科室取暖.通过分析，学生认为集中供热是供热的较好方式.

④介绍集中供热：

集中供热指在城市一较大区域内，利用集中热源，向该区域内工厂及民用建筑供应生产、生活用热.用大型或较大型的高效锅炉取代分散的小锅炉，使锅炉热效率达80%～90%以上.集中供热发达国家有俄罗斯(1985年苏联集中供热普及率70%)、德国(集中供热普及率90%)、北欧、东欧.

热电联产(chp)：采用蒸汽轮机驱动发电机发电，废气用来对现有锅炉装置补充加热.火力发电效率30%～35%，供热、发电联合的chp总效率达80%.

3、供热对环境的影响

大气污染：煤燃烧生成的二氧化硫、氮氧化物形成被称“空中死神”的酸雨、酸雾.煤气等燃料生成了“温室效应”的罪恶魁首的二氧化碳.柴燃烧破坏森林，使生态环境恶化.水污染、固体废弃物污染.

能源危机是世界问题，保护生态环境，使用绿色能源——太阳能和先进的供热技术如热电联产等提高热效率，节约能源是每一个公民的义务.

4、作业

各小组以调查为基础写一篇小论文《我家的供热》

活动小结

供热涉及能源、内能、热传递、热效率等内容，学生常熟视无睹，通过本次教学活动，学生理论联系实际留心生活的意识大大增强，比如不仅仅就事物的单方面来思考问题，而是多层次、多角度来分析问题.考虑实用性的同时，考虑它的经济价值等.

《内能》物理教学设计与反思4

教材分析：

本节阐述了内能的概念，描述了温度与内能的关系，并讲解了什么是热量，以及热量的单位，教材从生活实际中的一些例子讲明了如何增加或减少物体的内能。

教学目标：

1.知识与技能

(1)了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系.

(2)知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变.

(3)了解热量的概念，热量的单位是焦耳.

(4)知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例.

2.过程与方法

(1)通过探究找到改变物体内能的多种方法.

(2)通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少.

(3)通过学生查找资料，了解地球的“温室效应”.

3.情感态度与价值观

(1)通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣.

(2)通过演示实验，培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系.

(3)鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力.

教学重点与难点：

重点：探究改变物体内能的多种方法.

难点：内能与温度有关.

教学器材：教材，冷热水，墨水

教学课时：1课时

教学过程：

引入新课

运动的物体因为运动而具有动能，高处的物体因受重力而具有重力势能，发生弹性形变的物体因弹力而具有弹性势能。分子动理论告诉我们，分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物体具有动能一样，也具有动能。分子动理论还告诉我们：分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。

新课教学

(1)定义：物体的内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动，都受分子作用力，但每单个分子的动能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个物体是否运动，是否被举高，这只能影响该物体的机械能，并不是能改变该物体内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢?

(2)内能的变化：物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大。上节课我们曾进过：物体的温度升高，其内部分子的无规则运动加剧。

科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。

实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。

实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈。

因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。

(3)一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能。

(4)内能和机械能

通过机械能和内能的对比，进一步帮助学生理解内能概念。分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。

首先木块有势能，也有动能称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。

木块内部的分子做无规则运动，且分子间有作用力，木块有内能。内能与物体内部分子的势运动和分子间的相互作用有关。

(5)改变内能方法

阅读“想想做做”，同学们动手，讨论。可以通过热传递，做功两种方法。通过书本实例，生活实例加以解释。

小 结：

(1)内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。

(2)内能所指的动能是所有分子做无规则热运动的动能的总和。这种无规则的热运动，是分子在物体内部自身不停的“分子运动”，而不是随着物体整体一起所做的运动。物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能。

(3)内能所指的分子势能是分子间相互作用使分子具有的势能。作为物体整体跟地球的相互作用而具有的重力势能是机械能，不是内能。

(4)无论温度高低都有内能，内能没有“0”。

所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量。

板书设计：

第二节 内能

一、物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和.

1.内能不同于机械能

2.一切(运动、静止、高温、低温)物体都有内能

3.内能与温度的关系

二、改变物体内能的方法：

1.热传递 热量：传递内能的多少

2.做功

教学后记：

本节对内能的概念做了描述，有关温度与内能的关系以及热量的相关问题做了介绍，在掌握这些知识的前提下，学生应从生活实际中的一些例子理解如何增加或减少物体的内能。并用这种方法解释生活现象。

《内能》物理教学设计与反思5

分子动理论和物体的内能·物体的内能 改变内能的两种方法·教案 一、教学目标 1.在物理知识方面要求：(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。(4)知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。2.在培养学生能力方面，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，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。3.渗透物理学方法的教育：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。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、教具1.压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：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化而变化的曲线。四、主要教学过程(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。(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。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。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。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。4.物体的内能改变的两种方式(1)列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用w表示外界对物体做的功，用δe表示物体内能的变化，那么有w=δe。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，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。以上实例说明做功可以改变物体的内能。(2)在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用q表示，物体内能的变化量是δe，那么，q=δe。热量的计算公式有：q=mcδt，q=ml，q=mλ(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改变物体内能的两种方式。(3)做功和热传递对改变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)传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，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升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。(4)虽然做功和热传递对改变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别。做功使物体内能改变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。课上练习：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)热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。(6)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。(7)摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。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。(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改变上的关系。(四)说明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

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