内能教案 内能教案(优秀3篇)
物理学作为一门重要的自然科学的基础科学,物理教学是学生学习物理知识的入门和启蒙,所以在物理教学中启发学生对科学的兴趣,调动其学习积极性,书包范文小编精心为朋友们整理了内能教案(优秀3篇),希望能够对大家的写作有一点帮助。
内能的教案 篇一
教学目的和要求
1. 知道分子热运动的动能跟温度有关,知道分子平均动能的概念。掌握温度是分子热运动平均动能的标志。
2. 了解分子势能的定义知道改变分子间的距离必须克服分子力做功,分子势能发生变化,知道分子势能与物体体积有关。
3. 了解物体的内能,以及内能的影响因素,区分内能与机械能。
重点物体的内能和决定物体内能的因素。
难点分子力做功跟分子势能变化的关系。
课型 教法 教具
教学内容及过程 引课:
自然界中能量的存在形式有很多种。请同学们考虑一下我们以前都学过那几种形式的能
( 动能、势能、化学能…… )
我们在初中曾学过物体的内能,今天我们来更加深入的学习物体的内能。
一、分子的动能
1、 分子有动能
分子运动论的内容之一:构成物体的大量分子永不停息的做无规则的运动说明分子一定有动能。
2、平均动能
分子做无规则运动,每个分子的速率都不相同,有的大、有的小,而且在分子相互碰撞时速率也会改变,但大多数分子的速率处在中等速率。因此,在研究分子动能时,不是关心个别分子的。情况,而是研究大量分子的集体行为。我们引进新的概念:平均动能:物体里所有分子动能的平均值。
3、平均动能与温度有关
扩散现象和布朗运动都说明分子运动的速率与温度有关。当温度升高时,大部分分子运动的速率加快,也有极少数分子运动的速率减慢,但分子的平均动能增大。可见,温度是物体分子热运动平均动能的标志。
4、微观温度是物体分子热运动平均动能的标志。
宏观温度是表示物体的冷热程度。
二、分子势能
1、 定义:由分子间的相互作用力和分子间的距离决定的势能叫分子势能。
2、 分子力做功
用重力做功说明:力做正功,力对应的势能减小;相反,力做负功,力对应的势能增大。
(1)当分子间距离从无穷远减小到10倍r。时,分子力非常微小,不考虑分子力做功。
(2)当分子间距离从10倍r。减小到r。时,分子力的
方向与分子运动方向相同,分子力做正功。
(3)当分子间距离从r。减小到不能再小时分子力的
方向与分子运动方向相反,分子力做负功。
3、势能曲线
取横轴r表示分子间距离,纵轴Ep表示分子势能。
(1)r=10r。 Ep=0
(2) r>r。 r Ep
(3) r=r。 Ep 最小(负)
(4)r 微观:分子势能与分子间距离有关。 宏观:分子势能与物体体积有关。 气体分子间距离太大,分子势能忽略不计。 三、物体的内能 1、 定义;物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的和叫做物体的内能。 2、 影响因素:温度、体积、摩尔数。 四、机械能与物体内能的区分 机械能 物体的内能 定义 物体的动能和势能的和 物体中所有分子动能和分子势能的和 决定因素 物体的速度、质量、高度 物体的温度、体积、摩尔数 其他 可能为零 不能为零 【教学设计思路】 本节资料由“内能”“物体内能的改变”两个部分构成。本节教材资料准备用两个课时完成,此节课为第一课时。 九年级学生对事物的认识处于由感性向理性发展阶段,感性认识仍占主要地位,理性认识中还存在必须难度。为此,本课教学设计应注意适应学生的认知水平,以感性知识为依托,经过理性分析和确定,获取新知识,发展抽象思维本事。 本节书是在分子动理念知识的基础上,具体说明内能是物体内部的能量。与机械能相比,内能不直观更抽象,学生难于直接理解和理解,是本节课的一个难点。教学中根据教材设计思路,用与机械能中动能和势能作类比的方法来建立内能的概念,降低了新知识的起点难度,应用学生已有的知识和经验学习新知识,比较贴合学生的认知水平,从而理解内能的概念。经过对生活中常见实例的分析,说明了内能的普遍性,并给出了内能与温度的关系。 在改变物体内能的二种途径的教学上,经过引导学生观察、分析生活中的一些现象和课堂实验,总结归纳出改变物体内能的两种方法,同时引入热量的概念。让学生学会从生活走向物理的方法。 本节课的宗旨是经过类比的方法学习微观的物理知识,结合已学知识分析、归纳、学习新知识,并在学习知识的同时发现问题和解决问题,本课时要求学生具备初步运用类比法学习物理知识、分析物理现象、归纳物理结论的本事。 第二课时的教学设计主要是深化学生对内能概念的理解,明白内能的普遍性及内能与温度的关系。熟悉并进一步理解改变物体内能的二种途径,能列举分析相关事例,并从效果、能的形式变化与否上区别改变物体内能两种方式的异同,并进行适当的练习。 【教学目标】 1、会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。 2、明白热传递能够改变物体的内能。 3、明白热量的概念及单位。 4、明白做功能够使物体内能增加或减少的一些事例。 【教学重点】 内能、热量概念的建立,改变物体内能的二种途径。 【教学难点】 用类比的方法建立内能的概念。 【教学器材】 压缩空气引火仪,硝化棉,气体膨胀做功演示器,烧瓶(内装少量水),打气筒,自行车(把车胎的气放掉),一截粗软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等。 【教学流程图】 【教学过程】 一、复习 教师:我们一齐复习分子动理论的相关资料。 学生:(1)常见的物质是由很多的分子、原子构成的。(2)构成物质的分子在不停地做热运动。(3)分子间存在着引力和斥力。 教师:我们一齐复习前面学习过的动能和势能和机械能。 多媒体课件:把屏幕分成四个小窗口。第一个小窗口显示运动的小球,在这个窗口的下方给出文字:运动的物体具有动能。第二个小窗口播放弹簧拉伸或压缩,窗口的下方给出文字:发生弹性形变的物体具有弹性势能。动能和势能统称机械能。 二、新课教学 (一)内能: 多媒体课件:第三个小窗口显示分子在做热运动的动画,在这个窗口的下方给出文字:运动的分子具也有动能,叫做分子动能。第四个小窗口播放分子之间的吸引和排斥,类似弹簧形变时的相作用,窗口的下方给出文字:分子也具有势能,叫做分子势能。构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。 教师:内能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。各种形式能量的单位都是焦耳。 多媒体课件:空中飞行的足球。 教师:请同学分析,空中飞行的足球具有哪些能量? 学生:飞行在空中的足球,离开地面,具有重力势能;足球在空中运动,还具有动能。足球的动能和重力势能统称为机械能。 学生:足球是由许许多多的分子组成的,所以足球还具有内能。 教师:足球同时具有机械能和内能。机械能与整个物体的机械运动情景有关,如物体是否有速度、是否有高度、是否发生了弹性形变。而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情景有关。也就是无论物体是否有外在的机械能,只要物体内部的分子有热运动,就必须有内能。 教师:内能是不一样于机械能的另一种形式的能。 教师:请同学们分析,一杯热水的水分子是否具有内能? 学生:热水中的水分子永不信息地做规则运动,所有热水的水分子具有内能。 教师:请同学们分析,如果杯子中水的温度下降了,冷水的水分子是否具有内能? 学生:冷水中的水分子也在不停地做规则运动,只可是比热水中的水分子的运动速度慢一些,所有冷水的水分子也具有内能。 教师:如果水结成冰块了,冰块还有内能吗? 学生:冰的分子也在不停地做无规则运动,冰块也具有内能。 师生:根据分析可知,一切物体都具有内能。同一个物体,温度升高时,内能增大,温度降低时,内能减小。 教师:当一个物体温度升高或降低时,内能随温度改变这个过程,暂不研究物体发生了物态变化,相关知识等到高中再进行学习。 (二)热传递改变内能、热量 教师:让一个高温物体和一个低温物体接触,会发生什么现象?比如把冰凉的手放在热水袋上捂一捂。 学生:热会从高温物体传递给低温物体;高温物体的温度会降低,低温物体的温度会升高。 教师:这是因为在这个过程中,发生了热传递。高温的'热水袋把热量传递给了低温的手。在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位也是焦耳。热传递过程中,热量总是从高温的物体传向低温的物体。物体吸收或放出的热量越多,内能的改变就越大。在热传递过程中,低温物体吸收了热量,温度升高,内能增加。高温物体放出热量,温度降低,内能减小。热传递能够改变物体的内能。 教师:同学需要异常注意:热传递传递的是热量,不是温度,也不是内能。是热量的转移才导致物体内能的改变,是热量的转移才导致物体温度的改变。 教师总结:(1)热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。 (2)热量的单位是焦耳(J)。 (3)物体吸收热量内能增加,放出热量内能减少。 (4)热传递会改变物体的内能。 (二)做功改变内能 分组实验:供给的器材:一截粗软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋(装有热水)、小毛巾等。 教师:要求学生把一段软铁丝的温度升高。 学生实验:用打火机去烧铁丝。(提醒同学注意安全) 学生实验:把铁丝放在热水袋上,用热水袋去捂热铁丝。 学生实验:把铁丝反复弯折,铁丝温度也会升高。 学生实验:用砂纸去反复摩擦铁丝,铁丝温度也会升高。 学生实验:把铁丝放在太阳下晒,铁丝温度也会升高。 教师:不一样实验小组的学生介绍自我的实验方法并进行分析。 学生:用打火机烧铁丝是用热传递的方法使铁丝的温度升高,内能增加的。 学生:用热水袋去捂铁丝也是用热传递的方法使铁丝的温度升高,内能增加的。 学生:把铁丝反复弯折,用砂纸去反复摩擦铁丝,铁丝的温度也会升高,内能增加。可是弯折铁丝和砂纸摩擦铁丝都不是热传递。 教师:可是弯折铁丝和砂纸摩擦铁丝都不是热传递现象。弯折铁丝是手对铁丝做功,砂纸摩擦铁丝是物体克服摩擦力做功。由此可见,做功的方式也能够改变物体的内能。 教师:改变物体的内能有二种途径:热传递和做功。 教师:出示压缩空气引火仪,介绍结构和使用方法。 学生实验:教师给予指导,让学生到讲台上来做压缩空气点燃棉花实验,全班同学观察发生的现象。 教师:活塞压缩空气,对空气做功,空气的温度升高,内能增加。 教师:摩擦做功在生活中较为常见,同时压缩气体也是做功的一种形式。在生活中也能经常看到压缩空气做功,但可能没有进一步的观察和思考。在课堂上我们现场用打气筒给自行车打气的过程,认真地进行观察和分析。 学生实验:用打气筒给自行车打气。做实验前请几位同学摸一摸打气筒外壁,提醒同学打气筒外壁的上下部分都要触摸一下,感受一下气筒壁上下部分的温度。为使实验效果更明显,能够把自行车轮胎中的气放掉一部分,延长打气时间。打完气后,再让那几位同学触摸打气筒外壁的上下部分,感受气筒壁上下部分的温度,进行比较分析。 教师:活塞与整个气筒壁都有摩擦,摩擦产生的热是传给整个筒壁,如果仅有摩擦生热的原因,气筒壁上下部分的温度应当是基本相同的。但在实验过程中,能够明显发现,气筒上部只是略有发热,而气筒下端却很热,甚至烫手,所以压缩气体做功产生的热量是使气筒的下部发热的主要原因。 教师:在刚才的实验中,经过做功,能够使气筒的温度升高,内能增加。如果不用做功的方法,用火烤一烤,也能够使气筒的温度升高,内能增加。由此可见,热传递和做功对改变物体的内能的效果是完全相同的。 教师:那么,做功和热传递改变物体的内能还有没有什么区别呢?请同学们尝试从能量转化角度,分析一下这两种方式的本质。 教师:虽然两种方式在改变物体内能上是等效性的,可是在本质上有区别的。热传递的方式是使内能发生转移,内能从高温物体转移到低温物体,或是从物体的高温部分转移到低温部分。做功的方式则是能的形式发生了转化,外界对物体做功,使物体的温度升高,内能增加。 教师:外界对物体做功,会使物体的温度升高,内能增加。那么,如果是物体对外做功呢,会发生什么现象? 演示实验:实验装置如教材图13.2-5,注入约10mL水。塞紧瓶塞前,用吸水纸把瓶壁内外擦拭干净。塞紧瓶塞后,用实验室常用的两用打气筒打几次气,就能使瓶塞跳起,在瓶塞跳起的同时,瓶内出现水雾。 教师:在向瓶内打气时,压缩了瓶内的空气,空气的内能增加,温度升高。瓶内的水吸热汽化,产生了更多的水蒸气,随着水蒸气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞。瓶内原先的水蒸气是无色透明、看不见的。瓶内出现白雾,说明水蒸气液化,变成了小水滴。这是由于空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低造成了水蒸气的液化现象。 教师:外界对物体做功,物体的温度升高,内能增加。物体对外界做功,物体的温度降低,内能减小。 教师:引导学生做出本节课的小结。 学生:学习了内能的概念。了解了热传递和做功是改变内能的二种途径。 三、布置作业 完成教材10页的“动手动脑学物理”。 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= mv2-0 ① ΔU= ΔEk×80℅=c m Δt ② 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。 最新范文 反比例函数教案优秀3篇03-17 《兰兰过桥》教学教案设计精选7篇03-17 感谢师恩主题班会教案【优秀6篇】03-17 开学第一课主题班会教案(优秀7篇)03-17 《牛顿第一定律》说课稿精选10篇03-17 怀念母亲教学反思(最新10篇)03-17 一元二次方程教案【优秀5篇】03-17 《山中访友》朗诵稿【7篇】03-17 《位置与方向》教案(优秀6篇)03-17 《桥之美》教案最新10篇03-17物理内能教学教案 篇二
内能的教案 篇三