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13.2 內(nèi)能教案一、教學(xué)目標(biāo) 1知識(shí)與技能:(1)知道分子的動(dòng)能,分子的平均動(dòng)能,知道物體的溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。(2)知道分子的勢(shì)能跟物體的體積有關(guān),知道分子勢(shì)能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。(3)知道什么是物體的內(nèi)能,物體的內(nèi)能與哪個(gè)宏觀量有關(guān),能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。(4)知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,知道兩者的區(qū)別,了解熱功參量的意義。2過(guò)程與方法:分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、物體內(nèi)能、等物理概念的建立過(guò)程,要讓學(xué)生初步知道三個(gè)物理規(guī)律:溫度與分子動(dòng)能關(guān)系,分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系,做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。因此,教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解能力。3情感態(tài)度與價(jià)值觀:在分子動(dòng)能與溫度關(guān)系的講授中,滲透統(tǒng)計(jì)的方法。在分子間勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。五、教學(xué)過(guò)程(一)引入新課我們知道做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有機(jī)械能,那么熱現(xiàn)象發(fā)生過(guò)程中,也有相應(yīng)的能量變化。另一方面,我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無(wú)規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動(dòng)的能量與大量的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系呢?這是今天學(xué)習(xí)的問(wèn)題。(二)講授新課1分子的動(dòng)能、溫度物體內(nèi)大量分子不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),對(duì)于每個(gè)分子來(lái)說(shuō)都有無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。我們知道,溫度這個(gè)物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度,而它又是大量分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的標(biāo)志,這是溫度的微觀含義。2分子勢(shì)能分子間存在著相互作用力,因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能,這就是分子勢(shì)能。3物體的內(nèi)能(1)物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成,因此任何物體都是有內(nèi)能的。課堂討論題:下列各個(gè)實(shí)例中,比較物體的內(nèi)能大小,并說(shuō)明理由。一塊鐵由15升高到55,比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg、50的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg、50的鐵塊,比較內(nèi)能。質(zhì)量是1kg、100的水與質(zhì)量是1kg、100的水蒸氣,比較內(nèi)能。(2)物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著機(jī)械能,熱運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能,同時(shí)還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈,除了具有內(nèi)能,還具有機(jī)械能動(dòng)能和重力勢(shì)能。提問(wèn)學(xué)生:一輛汽車(chē)的車(chē)廂內(nèi)有一氣瓶氧氣,當(dāng)汽車(chē)以 60km/h行駛起來(lái)后,氣瓶?jī)?nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加?通過(guò)此問(wèn)題,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之總和,而不是分子定向移動(dòng)的動(dòng)能。另一方面,物體機(jī)械能增加,內(nèi)能不一定增加。4物體的內(nèi)能改變的兩種方式(1)列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具,鋸條、木頭和刀具溫度升高,說(shuō)明克服摩擦力做功,可以使物體的內(nèi)能增加。如果外力對(duì)物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下,外力做多少功,物體的內(nèi)能就改變多少。功的單位是焦耳,內(nèi)能的單位也是焦耳。演示壓縮空氣,硝化棉燃燒。說(shuō)明外力壓縮空氣過(guò)程,對(duì)氣體做功,使氣體的內(nèi)能增加,溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。以上實(shí)例說(shuō)明做功可以改變物體的內(nèi)能。(2)在爐灶上燒熱水,火爐烤熱周?chē)矬w,這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實(shí)例說(shuō)明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。(3)做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。一杯水可以用加熱的方法(即熱傳遞方式)傳遞給它一定的熱量,使它從某一溫度升高到另一溫度。這過(guò)程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式,比如用攪拌器在水中不斷攪拌,也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度,這樣,水的內(nèi)能會(huì)有相同的變化量。兩種方式不同,得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道,否則我們無(wú)法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。因此,做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。(4)雖然做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的,但是這兩種方式的物理過(guò)程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程。而熱傳遞的過(guò)程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,沒(méi)有能量形式的轉(zhuǎn)化。課上練習(xí):1判斷下面各結(jié)論是否正確?(1)溫度高的物體,內(nèi)能不一定大。(2)同樣質(zhì)量的水在100時(shí)的內(nèi)能比60時(shí)的內(nèi)能大。(3)內(nèi)能大的物體,溫度一定高。(4)內(nèi)能相同的物體,溫度一定相同。(5)熱傳遞過(guò)程一定是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量。(6)溫度高的物體,含有的熱量多,或者說(shuō)內(nèi)能大的物體含有的熱量多。(7)摩擦鐵絲發(fā)熱,說(shuō)明功可以轉(zhuǎn)化為熱量。答案:(1)、(2)是對(duì)的。2在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,100的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過(guò)程,下面的說(shuō)法是
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