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文檔簡介
1、TOC o 1-5 h z第一章機械能1動能和勢能1動能和勢能的轉(zhuǎn)化5水能和風(fēng)能的利用8第二章分子動理論內(nèi)能10分子動理論102內(nèi)能14做功和內(nèi)能的改變16熱傳遞和內(nèi)能的改變熱量19比熱容21熱量的計算24能量守恒定律27第三章內(nèi)能的利用熱機30燃料及其熱值30內(nèi)能的利用33內(nèi)燃機365.6.熱機的效率、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護41第四章電路44摩擦起電兩種電荷44摩擦起電的原因原子結(jié)構(gòu)48電流的形成52導(dǎo)體和絕緣體55電路和電路圖586串聯(lián)電路和并聯(lián)電路617.實驗:組成串聯(lián)電路和并聯(lián)電路64第五章電流661電流662電流表69第六章電壓75電壓75電壓表793實驗:用電壓表測電壓82第七章電阻
2、861導(dǎo)體對電流的阻礙作用一一電阻862變阻器913半導(dǎo)體96超導(dǎo)99第八章歐姆定律102電流跟電壓、電阻的關(guān)系102歐姆定律105實驗:用電壓表和電流表測電阻110電阻的串聯(lián)113電阻的并聯(lián)118第九章電功和電功率123電功123電功率127實驗:測定小燈泡的功率130關(guān)于電功率的計算133焦耳定律136電熱的作用137第一章機械能1動能和勢能(一)教學(xué)目的了解能量的初步概念。知道什么是動能及影響動能大小的因素。知道什么是勢能及影響勢能大小的因素。知道什么是機械能及機械能的單位。(二)教具斜槽,鋼球,木塊,橡皮筋,壓縮彈簧等。(三)教學(xué)過程復(fù)習(xí)鑒于能量和功的概念有密切的聯(lián)系,所以通過“怎樣才
3、算做了功”的提問,引導(dǎo)學(xué)生進一步理解力的作用成效、功的兩要素。當(dāng)一個力作用在物體上,物體在這個力的作用下,沿力的方向上通過了一段距離,這個力的作用有了成效,就說這個力做了功。出示一木塊,并將其置于水平桌面上。說明木塊受重力的作用,但木塊沒有在重力方向上運動,所以重力對木塊沒有做功。繼而用手推動木塊,使木塊運動一段距離。在此過程中,重力仍然沒有做功,手的推力做了功。進而強調(diào)力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素,且功的大小就等于兩者的乘積。2引入新課出示斜槽,并演示鋼球從斜槽上滾下,在水平桌面上撞擊木塊,使木塊移動了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中,做沒做功?利用學(xué)生分析的結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”
4、引入能量的概念:一個物體能夠做功,我們就說它具有能量。可見物理學(xué)中,能量和功有著密切的聯(lián)系,能量反映了物體做功的本領(lǐng)。不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。3進行新課物體具有能量的形式是多種多樣的,以后我們將逐步認(rèn)識各種形式的能量。剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功,但若將鋼球??吭谀緣K一側(cè)(邊講邊演示),這時的鋼球并不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能推動木塊做功。(1)動能:物體由于運動而能夠做功,它們具有的能量叫做動能。引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例,說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功,而具有動能。概括出“一切運動的物體都具有動能?!绷信e事例說明:運動的物
5、體具有的動能多少不盡相同。如狂風(fēng)能吹倒大樹,而微風(fēng)只能使樹枝搖動。進而通過演示實驗,概括出決定物體動能大小的因素。演示課本圖1-1實驗,實驗可分三步:將同一個鋼球,從斜面不同高度滾下,讓學(xué)生觀察鋼球?qū)⒛緣K推動的距離。木塊被推動的距離不同,說明鋼球?qū)δ緣K做的功不同。木塊被推動得越遠(yuǎn),表明鋼球的動能越大。實驗說明:從不同高度滾下的鋼球,具有不同的動能。上面的實驗表明鋼球從較高處滾下時具有的動能大。那么鋼球從不同的高度滾下時有什么不同呢?我們可通過觀察實驗來得到結(jié)論。將質(zhì)量相同的兩個鋼球,同時從斜槽的最高點和接近斜槽底部的位置釋放。從最高點滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實驗表明從高
6、處滾下的鋼球速度大。從而得到結(jié)論:物體的動能與速度有關(guān),速度越大,物體的動能越大。換用不同質(zhì)量的鋼球,從同一高度讓其滾下,讓學(xué)生觀察鋼球推動木塊的距離。從而得出結(jié)論:運動物體的質(zhì)量越大,動能就越大。演示實驗之后,總結(jié)實驗結(jié)果:運動物體的速度越大,質(zhì)量越大,動能就越大。勢能:物體由于運動的原因而具有動能,物體還可能由于其他的原因而具有能量。例如,同學(xué)們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的游戲,拉長的橡皮筋能給紙彈一個力,并推動紙彈移動一段距離,從而對紙彈做了功。同樣拉彎的弓,壓縮的彈簧也能夠做功,它們都具有能量,這種能量叫做彈性勢能,它是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量。解釋彈性形變:物體受到外力作用而發(fā)生
7、的形狀變化,叫做形變。如果處力撤消,物體能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。列舉事例說明物體的彈性形變。如:拉長的彈簧,壓扁的皮球,彎曲的鋼鋸條,上緊的鐘表發(fā)條等。利用課本圖1-4的實驗,闡明物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能就越大。為節(jié)省課堂時間,課前將兩個性質(zhì)相同彈簧,按照課本圖1-4壓縮到不同的長度。先后將拉緊彈簧的繩燒斷,兩次砝碼被彈起的高度不同。彈簧壓得越緊,放松時它做的功越多,表示它的彈性勢能越大。被舉高的重物,也能夠做功。例如:舉高的鉛球,落地時能將地面砸個坑;舉高的夯落下時能把木樁打入地里。舉高的物體具有的能量叫重力勢能。列舉事例說明:物體的質(zhì)量越大,舉得越高,它具有的重力勢
8、能越大。如:舉起同樣高度的鉛球和乒乓球,鉛球落下時做的功多,具有的重力勢能大。鉛球舉得越高,具有的重力勢能就越大。引導(dǎo)學(xué)生討論樹上結(jié)的蘋果是否具有重力勢能?通過討論使學(xué)生理解“一個物體能夠做功”的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的“本領(lǐng)”,但不一定做了功。樹上結(jié)的蘋果雖然沒有做功,但只要它從樹上掉下來就能做功,所以我們說它具有重力勢能。機械能:讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能?通過分析得知滾動的鋼球既有動能,又有勢能。動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。一個物體既有動能,又有勢能,那么動能和勢能的和就是它的總機械能。能量的單位:從前面的
9、討論,我們可以認(rèn)識到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念,能量反映了物體具有做功的本領(lǐng),能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此,動能、勢能和機械能的單位跟功的單位相同,也是焦耳。4小結(jié)通過以下問題的討論,進一步幫助學(xué)生理解能量、動能、勢能、機械能等概念及機械能的單位。高山上有一塊大石頭,穩(wěn)穩(wěn)地待在那里,它有沒有能量?有什么能量?(2)列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的事例。在空中飛行的球,它具有的重力勢能是5焦,具有的動能是4焦,這只球具有的總機械能是多少?在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢能不相等,若使它們的重力勢能相等,可采取哪些方法?從斜槽上端滾下的小球,它有沒有重力勢能?在它下滾的過
10、程中重力勢能的大小有沒有變化?為什么?在滾下的過程中有沒有動能?它的動能有沒有變化?為什么?說明1能是物理學(xué)的重要概念之一,但它比較抽象。對于初中學(xué)生來說,認(rèn)識它比較困難。應(yīng)緊扣教材,從理解“一個物體能夠做功”的含義來認(rèn)識能量。這實際上是說“能是物體做功的本領(lǐng)”。盡管這種說法不甚嚴(yán)謹(jǐn),但比較通俗、易懂。2關(guān)于動能,應(yīng)講明運動的物體能夠?qū)ζ渌矬w施力,并推動物體做功,所以它具有能量。因為容易講清彈性形變的物體對別的物體施力并做功,便于學(xué)生理解,所以將彈性勢能提到重力勢能之前講。3勢能應(yīng)是物體系統(tǒng)(有保守力作用的)所共有。舉高的重錘能夠做功,應(yīng)當(dāng)是重錘和地球組成的系統(tǒng)具有勢能。而重力勢能表現(xiàn)它做功
11、本領(lǐng)時,通常有一個重力勢能先轉(zhuǎn)化為動能的過程。但在本節(jié)課中都不宜引入這些內(nèi)容。只能讓學(xué)生粗略地知道,舉起的物體能夠做功。勢能的大小是相對的。對初中學(xué)生來說也不能引入勢能的相對性。只能統(tǒng)一地用地面做為零勢能面來分析問題。小結(jié)中的問題(5),暗含著勢能和動能的轉(zhuǎn)化,目的為下一節(jié)課作準(zhǔn)備。動能和勢能的轉(zhuǎn)化(一)教學(xué)目的知道動能和重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化,并能舉例說明。能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。(二)教具滾擺、單擺,斜槽,彈簧片,木球,人造地球衛(wèi)星的掛圖等。(三)教學(xué)過程1.復(fù)習(xí)手持粉筆頭咼咼舉起。以此事例提問:被舉咼的粉筆具不具有能量?為什么?2引入新課學(xué)生
12、回答提問后,再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出,當(dāng)粉筆頭下落路過某一點時,粉筆頭具有什么能量?(此時既有重力勢能,又有動能)繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置,粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加)3進行新課在粉筆頭下落的過程,重力勢能和動能都有變化,自然界中動能和勢能變化的事例很多,下面我們共同觀察滾擺的運動,并思考動能和勢能的變化。實驗1:滾擺實驗。出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實驗的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志,告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志,可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時,擺輪在最高點靜止,此時擺輪只有
13、重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉(zhuǎn)著下降;而且越轉(zhuǎn)越快,其動能越來越大。擺輪到最低點時,轉(zhuǎn)動最快,動能最大;其高度最低,重力勢能最小。在擺輪下降的過程中,其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。實驗2:單擺實驗。此實驗擺繩宜長些,擺球宜重些。最好能掛在天花板上,使單擺在黑板前,平行于黑板振動,以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時,擺球高度的變化比較直觀,而判斷擺球速度大小的變化比較困難,可以從擺球在最高點前后運動方向不同,分析擺球運動到最高點時的速度為零,作為這一難點的
14、突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運動,在物理學(xué)中叫做振動。綜述實驗1、2,說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。實驗3:彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。演示課本圖17動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球?qū)椈善茝?,而后突然釋放木球,木球在彈簧片的作用下在水平槽?nèi)運動。讓學(xué)生分析在此過程中,彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。第二步實驗,讓木球從斜槽上端滾下,讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后,依據(jù)課本圖17,甲一乙圖和乙一丙圖分析動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程。得出:動能和彈性勢能也是可以相互轉(zhuǎn)化的。自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。其中有一些比較直觀,例如:物體從高處落下、
15、瀑布流水等這些事例也可以讓學(xué)生列舉,說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。有些事例比較復(fù)雜,例如:踢出去的足球在空中沿一條曲線(拋物線)運動過程中,動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢?(板畫足球軌跡,依圖分析)首先我們來分析足球離地面的高度的變化,這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯,在上升過程中足球的重力勢能增加;在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升,說明它向上不能再運動。所以,足球在上升過程中,速度逐漸變??;在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析,可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。人造地球衛(wèi)星在運行過程中,也發(fā)生動能和重力勢能的相互
16、轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生,然而圍繞人造衛(wèi)星,同學(xué)們還有許多的謎沒有揭開。例如:人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉(zhuǎn)而不落下來?在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事?等等,這些問題還有待于同學(xué)們進一步學(xué)習(xí),今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中,動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置離地球有時近、有時遠(yuǎn)。(出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖)現(xiàn)以我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例,它離地球最近時(此處叫近地點)離地面439公里,離地球最遠(yuǎn)時(此處叫遠(yuǎn)地點)離地面高度是2384公里,它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時,速度最大,動能最大;此時離地面最近,重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運行
17、時動能減小,重力勢能增大,動能向重力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點時,動能最小,重力勢能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運行時,重力勢能向動能轉(zhuǎn)化。在衛(wèi)星運行過程中,不斷地有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。4小結(jié)通過“想想議議”問題的討論,進一步認(rèn)識動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中,必定有動能和勢能各自的變化,而且是此增彼減。(2)動能的增減變化,要以速度增減來判斷。重力勢能的增減變化,要以物體離地面高度的增減變化來判斷。判斷彈性勢能的增減,要根據(jù)彈性形變大小的變化。說明滾擺實驗?zāi)苤庇^地表現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)化。它的優(yōu)點在于能量轉(zhuǎn)化的過程比較緩慢,擺輪高度變化明顯、直觀,擺輪轉(zhuǎn)動快慢變化也能直接觀察。實驗
18、中應(yīng)充分發(fā)揮上述優(yōu)點,為此要注意以下幾點。擺輪的軸應(yīng)相對細(xì)些,以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時,應(yīng)穿過軸的橫孔,不宜用纏繞的方法固定,以防打滑。要在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志,便于觀察擺輪速度的變化。擺輪應(yīng)當(dāng)邊緣厚重,以增大轉(zhuǎn)動慣量。關(guān)于人造衛(wèi)星的知識,學(xué)生是非常感興趣的,鑒于學(xué)生的知識基礎(chǔ),難以使學(xué)生揭開謎底,往往由此而損傷學(xué)生的求知欲。本節(jié)課如有可能,也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。參看圖1,水平地拋出一個物體,由于地球的吸引,它會落回地面,但是拋出的物體速度越快,它飛行的距離越遠(yuǎn)。人拋物體,拋出的距離不過幾十米,但汽槍子彈能飛行幾百米,步槍子彈能飛行
19、幾千米,而炮彈能飛行幾十公里。我們可以設(shè)想,物體的速度足夠大時,它就能永遠(yuǎn)不落回地面,圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這個速度大約是8公里/秒。如果速度再大些,物體繞地球運行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星就是根據(jù)這個道理發(fā)射的。3水能和風(fēng)能的利用(一)教學(xué)目的知道水能和風(fēng)能的利用及其對我國社會主義建設(shè)的意義。(二)教具水電站剖面掛圖。(三)教學(xué)過程1復(fù)習(xí)利用鋼球從斜槽上滾下的事例,分析能量的轉(zhuǎn)化。(1)說明鋼球從斜槽上滾下的過程中能的轉(zhuǎn)化。(2)鋼球從斜槽高處滾下比從斜槽低處滾下時的速度大,試用能量轉(zhuǎn)化的觀點說明原因。2引入新課從能量的角度來看,流動的水和空氣都能做功,具有機械能。自然界的流水和勁風(fēng)是具有大
20、量機械能的天然資源,人們很早以前就開始利用這一資源為人類服務(wù)。3進行新課(1)水能的利用。人類利用水能的歷史很久,我國是世界上利用水能最早的國家之一。早在1900多年前,就制造了木制的水輪,讓流水沖擊水輪轉(zhuǎn)動,用來汲水、磨粉、碾谷,我國明代的科學(xué)家宋應(yīng)星,在他的著作天工開物中,曾詳細(xì)地記載了古代人民對水能的利用。(參閱課本圖19水磨)到18世紀(jì),社會生產(chǎn)需要越來越強大的動力機,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們造出了大功率的水輪機,來帶動紡織機,冶金鼓風(fēng)機等。但這些機器都必須安置在河流旁。近代對水能的利用,也越來越廣泛。19世紀(jì)人類掌握了水力發(fā)電技術(shù),利用水力帶動水輪發(fā)電機發(fā)電,再把電送到遠(yuǎn)處的工廠,擴
21、大了水能的使用范圍。近代對水能利用的技術(shù)也越來越高。現(xiàn)代的大型水輪機不但功率大,目前單機容量可達(dá)50多萬千瓦,而且效率高達(dá)90%以上。這樣的一臺水輪發(fā)電機能供給一座大城市的全部用電。當(dāng)然,要推動這樣的水輪發(fā)電機,需要水流具有很大的能量。通常要在河流上修筑河壩,來提高水位。水位提高,水的機械能增加。海水的潮汐也具有巨大的能量,目前利用潮汐發(fā)電的研究已經(jīng)取得成功,這也是水能利用的一個方面。我國水能利用取得了很大成績。我國水利資源占世界首位。水能蘊藏大約有6.8億千瓦,可開發(fā)利用的有3.8億千瓦??梢愿鹬迚嗡娬镜却笮退娬緸槔?,說明我國水電事業(yè)的發(fā)展。(2)風(fēng)能的利用。風(fēng)能夠驅(qū)動帆船航行,早在20
22、00多年前,我國就出現(xiàn)了帆船。明代航海家鄭和率龐大的船隊遠(yuǎn)航非洲,所用的也是帆船。在陸地上,通常是利用風(fēng)來推動風(fēng)車做功,我國在1700年前就發(fā)明了風(fēng)車。現(xiàn)在對風(fēng)能的利用,主要是風(fēng)力發(fā)電。單個風(fēng)力發(fā)電機的功率都不太大,在風(fēng)力資源豐富的地區(qū);可安裝幾十臺到幾百臺的風(fēng)力發(fā)電機組來供電。說明本節(jié)教材進一步說明了機械能的轉(zhuǎn)化。攔河壩提高水位,增大水的重力勢能的功能和水位越高,水流下時轉(zhuǎn)化成的動能也越大的道理,應(yīng)重點講述。第二章分子動理論內(nèi)能分子動理論(一)教學(xué)目的知道分子動理論的初步知識。(二)教具廣口瓶,量筒,分子引力演示器,二氧化氮氣體,硫酸銅溶液,燒杯,細(xì)長玻璃管等。(三)教學(xué)過程全章導(dǎo)言自然界存
23、在著各種熱現(xiàn)象:物體溫度的變化,物質(zhì)狀態(tài)的變化,物體熱脹冷縮的現(xiàn)象等。這些熱現(xiàn)象的解釋,都涉及到熱現(xiàn)象的本質(zhì)是什么?這也是人類長期探索的問題,直到17世紀(jì)和18世紀(jì)期間,人們才開始認(rèn)識到熱現(xiàn)象是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒的運動引起的,這種認(rèn)識逐漸發(fā)展成為一種科學(xué)理論棗分子動理論。到19世紀(jì)建立了能量的概念,人們又逐漸認(rèn)識到與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量棗內(nèi)能。用分子動理論和內(nèi)能的觀點,可以解釋很多熱現(xiàn)象,這一章我們就學(xué)習(xí)分子動理論和內(nèi)能的初步知識。2引入新課我們生活在物質(zhì)世界中,我們的周圍充滿著物質(zhì):水、空氣、石頭、金屬、動物、植物等都是物質(zhì)。而對于物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的,這一古老課題,很早就有過種種猜測,有的主張萬
24、物之源是“氣”,有的主張萬物之源是“火”。公元前5世紀(jì)墨子提出的物質(zhì)的最小單位是“端”,公元前4世紀(jì)古希臘的德漠克利特認(rèn)為宇宙萬物,是由大小和質(zhì)量不同的,不可入的,運動不息的原子組成。此后經(jīng)過近2000年的探索,直到17世紀(jì)末,才科學(xué)地認(rèn)識到物質(zhì)是由分子組成的。3進行新課(1)分子和分子運動物質(zhì)是由分子組成的,分子是極小的微粒。如果把分子看做球形,它的直徑約10-10米,這是一個極小的長度,不僅肉眼看不到,即使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小,所以物體含分子數(shù)目大得驚人。通常情況下,1厘米3空氣里大約有2.7X1019個分子,如果人數(shù)數(shù)的速度能達(dá)到每秒數(shù)100億個,要數(shù)完這個數(shù),也得用
25、80多年。構(gòu)成物質(zhì)的分子永不停息地運動著。由于分子太小,目前尚無法直接觀察分子的行為,但我們可以從宏觀的實驗現(xiàn)象,來判斷分子的行為。演示實驗:擴散現(xiàn)象出示事先裝有二氧化氮(或溴氣)氣體的廣口瓶。說明瓶內(nèi)紅棕色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶,其實瓶內(nèi)裝滿了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒,這時看到紅棕色氣體流入空瓶,開始先沉到瓶底。此現(xiàn)象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。另取一只“空”瓶,按課本圖2梍1所示,將其倒扣在裝有二氧化氮氣體的瓶子上。這時要強調(diào):裝有密度較大的二氧化氮氣體的瓶子在下,裝有空氣的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮氣體不會流進空氣瓶內(nèi)?,F(xiàn)在我抽掉隔板,沒有出現(xiàn)二氧
26、化氮氣體流動的現(xiàn)象,我們停一會兒再來觀察瓶內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象。在等候期間,組織學(xué)生自己做墨水?dāng)U散實驗:同學(xué)們課桌上的燒杯里盛有清水,大家不要振動桌子,保持清水平靜。請大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水,觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉,在清水中留下了清晰的墨跡,過一段時間墨跡的輪廓變模糊,墨跡變淡,周圍的水色變墨。組織學(xué)生觀察前面已做的氣體擴散實驗。此時空氣瓶出現(xiàn)了紅棕色,下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實驗現(xiàn)象表明,二氧化氮氣體進入了空氣,空氣進入了二氧化氮氣體中。像這樣,不同的物體在互相接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。擴散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。請大家再觀察一下剛才大家滴入清水的墨水,
27、已經(jīng)沒有明顯的墨跡了,整杯水都變黑些了,說明墨水和水也發(fā)生了擴散。為了說明液體的擴散現(xiàn)象,我們再來做個實驗。(按照課本圖2-3液體的擴散實驗演示)現(xiàn)在我們看到無色的清水和藍(lán)色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面,要觀察到擴散現(xiàn)象需要較長的時間。為了節(jié)省課堂時間,幾天前我就做了同樣的實驗,請大家看幾天前的實驗。(出示提前二天、四天、六天做的實驗樣本)這些實驗告訴我們,靜放的時間越長,界面變得越模糊不清,彼此進入對方越深。固體之間也會發(fā)生擴散現(xiàn)象。將鉛片和金片緊壓在一起,放置5年后再將它們分開,可以看到它們相滲入約1毫米。其實在日常生活中,我們也觀察到過固體的擴散。煤矸石有的原來就是石炭巖,由于長期地跟煤
28、擠壓在一起,它的內(nèi)部也變黑了。大量事實說明氣體、液體、固體都有擴散現(xiàn)象,即使在日常生活中大家也能找到許多事例。例如,某同學(xué)擦點清涼油,周圍同學(xué)就能聞到清涼油味。擴散現(xiàn)象表明:一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。只有分子不停地運動才能相互進入對方。同時也說明分子不是緊密地擠在一起,而是彼此間存有間隙。(2)分子間的作用力固體、液體的分子都在不停地做無規(guī)則運動,且分子間又有間隙,為什么分子不會飛散開,反而聚合在一起呢?引導(dǎo)學(xué)生猜想,這可能是分子間存在著吸引力,這個猜想是否正確呢?需要我們用實驗來證實。演示實驗:分子引力實驗出示演示分子引力的兩個鉛圓柱。隨意將它們對在一起,這時兩鉛塊并沒有表現(xiàn)出
29、吸引力。實驗似乎得到分子間沒有引力的結(jié)果,但是我們不要輕易地放棄我們的猜想,應(yīng)再進一步分析原因。大家都知道磁鐵能夠吸引鐵釘,(邊講邊演示)但把鐵釘遠(yuǎn)離磁鐵,這時磁鐵不能吸起鐵釘(演示),這是為什么?(距離太遠(yuǎn))。剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力,是不是也是因為分子間的距離不夠近呢?那么我們想法讓兩鉛塊靠的更近些。(再做實驗時,用小刀將兩鉛塊表面刮光亮,然后用力將兩鉛塊擠壓在一起)實驗結(jié)果兩鉛塊能吸引在一起,并能負(fù)重達(dá)500克以上。這表明分子之間的吸引力,這種吸引力只有在分子靠得很近時,才能表現(xiàn)出來。一般分子距離要小于10-9米時才能表現(xiàn)出引力。在實際生產(chǎn)中,人們早就利用分子間有吸引力,來進行金屬焊接
30、了。一般焊接是靠溶化金屬,從而使分子間的距離足夠近,金屬冷卻后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術(shù),它是將金屬表面清潔后靠在一起,然后靠爆炸產(chǎn)生的巨大壓力,將兩金屬壓接在一起。液體分子之間也存在吸引力。課本圖2梍18的小實驗就說明液體分子間的吸引力。實驗證實了我們關(guān)于分子引力的猜想。我們再進一步思考,又會發(fā)現(xiàn)新的矛盾:分子之間有間隙,分子之間又有引力,這兩者是矛盾的,分子想互吸引最終應(yīng)該相互靠緊,而不應(yīng)該有間隙。既然分子間有間隙,物體應(yīng)該很容易壓縮,但事實卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據(jù)事實,深化我們的認(rèn)識,事實表明我們對分子的認(rèn)識還不夠全面,還有沒認(rèn)識到的方面。原來分子之間還存在斥力。分子
31、之間既有引力,又有斥力,會不會兩種力總是相互抵消呢?當(dāng)然不會,只有在特定的距離r時,分子間的引力不等于斥力,這個距離r就是通常的分子間隙的距離,大約是10-10米。當(dāng)分子距離小于r時,斥力和引力都增大,但斥力增大得快,分子間表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離增大時,斥力和引力都減小,但斥力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子距離再增大,分子引力繼續(xù)減小,當(dāng)分子距離大于10r時,分子間的作用力將變得十分微弱,可以忽略了。有了對分子間存在斥力的認(rèn)識,前面所說的矛盾也就迎刃而解了。3小結(jié)通過實驗和思考,我們已經(jīng)對分子和分子的運動有了初步認(rèn)識,現(xiàn)在我們共同回顧一下,看看我們已經(jīng)有了哪些認(rèn)識。物質(zhì)是由分子組成的,
32、分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒,直徑大約是10-10米。分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動著。分子之間有間隙。分子之間存在作用力,相互作用力有兩種,即引力和斥力。以上幾點,就是分子動理論的基本要點,利用這些要點,能夠解釋很多熱現(xiàn)象。(四)說明對學(xué)生進行辯證唯物主義教育,應(yīng)滲透到課堂教學(xué)中,教師講課的思維方法本身,就是很好的示范。本節(jié)課,從宏觀現(xiàn)象推論分子的特征,應(yīng)堅持實踐棗認(rèn)識棗實踐的認(rèn)識論,并在教學(xué)中體現(xiàn)出來。液體的擴散比較緩慢,應(yīng)提前幾天做出實驗的樣本,并標(biāo)明實驗樣本的時間。樣本應(yīng)靜放在實驗室里,不應(yīng)搬動。授課時,讓學(xué)生通過幾個樣本的觀察,了解液體擴散的過程。分子之間有間隙,除用擴散現(xiàn)象說明外,也可用實驗證實
33、。取一端封閉的細(xì)長玻璃管,(可用做托里拆利實驗的玻璃管)先向管內(nèi)注入約半管染紅的水,然后再注滿無水乙醇。用手指堵住開口端,反復(fù)翻轉(zhuǎn)玻璃管,使酒精和水充分混合。最后將玻璃管直立,能明顯地看到液體混合后,液面下降,說明液體分子之間有間隙。這可用向一滿碗米飯中,倒入半碗水也不至于溢出,是由于米飯中的米粒之間有空隙作類比。2內(nèi)能(一)教學(xué)目的知道分子無規(guī)運動的快慢與溫度有關(guān)。知道什么是內(nèi)能,物體的內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能。知道物體溫度改變時,內(nèi)能隨之改變。(二)教具燒杯,墨汁等。(三)教學(xué)過程1.復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)機械能的知識。通過事例說明物體怎樣才能具有動能、重力勢能、彈性勢能。要特別強調(diào)由于地球和
34、地面上的物體相互吸引,才使地面上的物體具有重力勢能。2引入新課分子動理論告訴我們,分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動著。那么公司也同一切運動物體具有動能一樣,也具有動能。分子動理論還告訴我們:分子之間有相互作用力。這又使分子具有勢能。3進行新課物體的內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。物體內(nèi)部的每一個分子都在運動,都受分子作用力,但每單個分子的動能和勢能,不是物體的內(nèi)能。內(nèi)能是指物體所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和。內(nèi)能也不同于機械能。物體的動能跟物體的速度有關(guān),物體的重力勢能跟物體被舉起的高度有關(guān)。一個鋼球是否運動,是否被舉高,這只能影響鋼球的機械能,并不是能
35、改變鋼球內(nèi)分子無規(guī)則運動的動能和勢能。那么物體的內(nèi)能跟什么有關(guān)呢?(2)內(nèi)能的變化:物體內(nèi)能既然是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和,那么當(dāng)分子運動加劇時,物體的內(nèi)能也就增大。上節(jié)課我們曾進過:物體的溫度升高,其內(nèi)部分子的無規(guī)則運動加劇。科學(xué)的論斷,必須要有證據(jù),在物理學(xué)中,通常是用實驗來證實論斷的。今天我們同樣用實驗來證實上面的論斷。實驗演示:取三只燒杯,分別倒入冷水、溫水和熱水,然后分別向三只杯內(nèi)緩慢地滴入幾滴墨汁,觀察比較三只杯內(nèi)墨擴散的快慢。實驗結(jié)果表明:溫度越高,擴散過程越快。擴散得快,說明分子無規(guī)則運動的速度大,即分子無規(guī)則運動激烈。因此:物體的內(nèi)能跟溫度有關(guān)。溫度升高時
36、,物體的內(nèi)能增加。溫度降低時,物體的內(nèi)能減小。正是由于內(nèi)能跟溫度有關(guān),人們常常把物體的內(nèi)能叫做熱能,把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。切物體都有內(nèi)能。這是因為物體內(nèi)的分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動著。熾熱的鐵水,溫度很高,分子運動激烈,它具有內(nèi)能。冰冷的冰塊,溫度雖低,其內(nèi)部分子仍在做無規(guī)則運動,它也具有內(nèi)能。內(nèi)能和機械能通過機械能和內(nèi)能的對比,進一步幫助學(xué)生理解內(nèi)能概念。分析在水平光滑桌上滑動的木塊具有什么能。首先木塊有勢能,也有動能棗統(tǒng)稱為機械能。機械能與整個物體的機械運動情況有關(guān)。木塊內(nèi)部的分子做無規(guī)則運動,且分子間有作用力,木塊有內(nèi)能。內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的勢運動和分子間的相互作用有關(guān)
37、。4小結(jié)內(nèi)能不是單個分子具有的,而是所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和。內(nèi)能所指的動能是所有分子做無規(guī)則熱運動的動能的總和。這種無規(guī)則的熱運動,是分子在物體內(nèi)部自身不停的“分子運動”,而不是隨著物體整體一起所做的運動。物體作為整體運動所具有的動能是機械能不是內(nèi)能。內(nèi)能所指的分子勢能是分子間相互作用使分子具有的勢能。作為物體整體跟地球的相互作用而具有的重力勢能是機械能,不是內(nèi)能。所以內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能量。說明物體的內(nèi)能較之物體的機械能更為抽象,不能用“物體能夠做功,我們就說它具有能量”的內(nèi)能,比較容易為學(xué)生接受,但也容易造成與機械能的混淆,講課中要強調(diào)內(nèi)能是“所有分子動能
38、和勢能的總和”“大量分子無規(guī)則運動的動能”“分子間的勢能”,突出內(nèi)能是跟熱運動有關(guān)的能量。做功和內(nèi)能的改變(一)教學(xué)目的使學(xué)生知道做功可以改變物體內(nèi)能的一些事例;知道可以用功來量度內(nèi)能的改變,能用做功和內(nèi)能改變的關(guān)系來解釋摩擦生熱等常見的物理現(xiàn)象。(二)教具壓縮空氣引火器,機械能轉(zhuǎn)化熱能演示器,無色玻璃瓶,橡膠瓶塞,打氣筒等。(三)教學(xué)過程復(fù)習(xí)提問(1)什么叫做物體的內(nèi)能?(2)物體的內(nèi)能跟什么有關(guān)?2引入新課物體的內(nèi)能跟物體的溫度有關(guān),溫度越高,物體的內(nèi)能越大。也就是說當(dāng)物體的溫度發(fā)生了變化時,它的內(nèi)能就發(fā)生了變化。如何改變物體的溫度,同學(xué)們能夠從生活實際中舉出許多的事例。今天我們選研究一種
39、改變內(nèi)能的方法棗做功。3進行新課對物體做功,物體的內(nèi)能會增大。演示實驗:壓縮空氣引火實驗。出示壓縮空氣引火器,簡單介紹它的構(gòu)造。取綠豆粒大小的一塊干燥硝化棉,用鑷子把棉花拉得疏松一些,放入玻璃筒底。將活塞涂上少許蓖麻油(起潤滑和密封作用),放入玻璃筒的上口。此時要提醒學(xué)生注意觀察筒內(nèi)的棉花。迅速地壓下活塞,可看到硝化棉燃燒發(fā)出的火光。實驗后,組織學(xué)生議論“實驗現(xiàn)象說明了什么”,從而得出壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增大,溫度升高引起棉花燃燒。實際這種現(xiàn)象在日常生活中,同學(xué)們也遇到過。例如,在給自行車輪胎打氣時,打氣筒也會變熱,這也是由于壓縮空氣的緣故。用其他的方法對物體做功,也能使物體內(nèi)能增加,摩擦
40、生熱就是一個例子。讓學(xué)生解釋課本圖2-9,圖2-11的事例,并列舉其他事例。歸納學(xué)生所舉事例,得出對物體做功,物體的內(nèi)能就會增大。同學(xué)們所舉的事例都是做功使物體的內(nèi)能增加,做功能不能使物體的內(nèi)能減小呢?(2)物體對外做功時,本身的內(nèi)能會減小。演示實驗:氣體膨脹溫度降低的實驗。按照課本圖2-12所示,事前組裝好儀器。課前在瓶內(nèi)裝入少量的水。實驗時告訴學(xué)生,由于水的蒸發(fā),瓶內(nèi)存在水蒸氣。由于水蒸氣是無色透明的,所以水蒸氣是看不到的。提醒學(xué)生注意觀察瓶塞跳起時容器中有什么現(xiàn)象。實驗結(jié)果,當(dāng)塞子跳起時,瓶內(nèi)出現(xiàn)了霧。引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象。進而得出物體對外做功時,本身的內(nèi)能會減小。(3)用功來量度內(nèi)能的
41、改變。做功可以改變物體的內(nèi)能,對物體做的功越多,物體的內(nèi)能增加得越多,物體對外做的功越多,物體的內(nèi)能減小得也越多,所以,我們可以用功來量度內(nèi)能的變化。這樣內(nèi)能的單位跟功相同,也是焦耳。如果對物體做了2焦的功,物體的內(nèi)能會增加2焦。其實各種形式的能,都可以用功來量度,因此國際單位制規(guī)定:各種形式的能的單位都是焦耳。小結(jié)通過課本本章刊頭畫的實驗演示和本節(jié)的“想想議議”,小結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。該實驗是機械能和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的演示實驗。把薄壁金屬筒固定在桌子圧辰沙堀勰的細(xì)立猶空子辭寬-點的林在錄簡下端繞二圈,然后迅速地來回拉布帶,一會兒塞子就被沖起。引導(dǎo)學(xué)生解釋所看到的現(xiàn)象。外力克服摩擦力做功,使金屬筒溫度升
42、高、內(nèi)能增加,并引起筒內(nèi)乙醚的蒸發(fā)。最后由于乙醚蒸汽壓強不斷增大,而將塞子沖起。告訴學(xué)生,在此過程中,克服摩擦做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。此實驗中的另一個現(xiàn)象,往往被學(xué)生忽視。即當(dāng)塞子被沖起時,在管口附近也有淡淡的霧出現(xiàn)。應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意這一現(xiàn)象,并加以解釋。這是由于氣體膨脹對外做功時內(nèi)能減少、溫度降低,從而使筒口周圍的水蒸氣凝成水珠。此現(xiàn)象恰好說明了:物體對外做功時,本身內(nèi)能會減小。此過程中氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。通過實驗和議論,使學(xué)生進一步明確,做功能改變物體的內(nèi)能。并且對物體做功時,有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體內(nèi)能增加。物體對外做功時,有內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,物體內(nèi)能減少。(四)說明壓縮空氣引火實驗難度較高
43、,有幾個關(guān)鍵要注意:(1)密封性要好,主要是活塞與管壁的密封。當(dāng)把活塞從管內(nèi)拉出時,感到阻力比較大,且當(dāng)活塞離開管口的瞬間能聽到“嘭”的響聲。這種情況可認(rèn)為密封較好。實驗時應(yīng)在活塞上涂少許蓖麻油,起密封和潤滑作用。(2)管內(nèi)保持足夠的氧氣。實驗時可用尖嘴吹風(fēng)球,向管內(nèi)注入新鮮空氣。(3)所用燃料燃點要低,普通棉花難于壓燃。實驗中要用硝化棉。硝化棉可以自制。取濃硝酸和濃硫酸,約15分鐘左右,取出棉花用清水反復(fù)沖洗,直至沒有酸性。擠干后放在陰暗處晾干,保存時應(yīng)放在密封瓶內(nèi),保持干燥。氣體膨脹做功的實驗,打氣時速度不宜太快。通常打氣筒的止回閥不太靈活,打氣速度就不能慢,建議在瓶塞上裝一個自行車輪胎上
44、的氣門嘴。打氣時氣門嘴的乳膠管膨脹,能使學(xué)生觀察到進氣的現(xiàn)象。3做功改變物體內(nèi)能的過程,也都有能量的轉(zhuǎn)化。課本只在“想想議議”的問題中提出能量的轉(zhuǎn)化。能從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識內(nèi)能的改變,雖非本節(jié)課的重點,但能使學(xué)生有個初步的認(rèn)識,有利于后面學(xué)習(xí)能量守恒定律。所以在“想想議議”的討論中,增加了能量轉(zhuǎn)化的內(nèi)容。熱傳遞和內(nèi)能的改變熱量(一)教學(xué)目的知道熱傳遞是改變物體內(nèi)能的方法,它跟做功的方法是等效的。知道熱量的初步概念及熱量的單位棗焦耳。明確熱傳遞時,內(nèi)能由高溫物體傳向低溫物體。(二)教學(xué)過程1復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)內(nèi)能的概念,復(fù)習(xí)中強調(diào)物體的內(nèi)能是能夠改變的。通常物體溫度的升降,反映了內(nèi)能的改變。上節(jié)課我們知道
45、了通過做功能改變物體的內(nèi)能,請同學(xué)列舉事例,說明做功改變了物體的內(nèi)能。2引入新課利用學(xué)生所舉的事實(如摩擦鐵釘?shù)龋├^續(xù)讓學(xué)生回答:使鐵釘升高溫度(增加內(nèi)能)還有什么方法?由此導(dǎo)入新課。3進行新課(1)熱傳遞:列舉事例說明熱傳遞的現(xiàn)象。并引導(dǎo)學(xué)生概括這些熱傳遞現(xiàn)象的共性。熱傳遞過程中存在著高溫物體和低溫物體(或同一物體存在著高溫部分和低溫部分);由于熱傳遞,高溫物體溫度降低,低溫物體溫度升高。溫度的變化反映了物體內(nèi)能的改變,所以上述熱傳遞現(xiàn)象的實質(zhì)是:內(nèi)能從高溫的物體傳到了低溫的物體。(2)熱量:熱傳遞過程中,傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。由于熱傳遞過程中,內(nèi)能總是從高溫物體傳向低溫物體,所以高溫物體
46、的內(nèi)能減少,叫做放出了熱量;低溫物體的內(nèi)能增加,叫做吸收了熱量。在熱傳遞過程中,總是存在著放熱物體和吸熱物體,物體放出或吸收的熱量越多,它的內(nèi)能的改變越大。(3)熱量的單位:首先講述做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的。我們知道兩種改變物體內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。而且改變內(nèi)能的方法也只有這兩種,這兩種方法又是等效的。當(dāng)物體內(nèi)能改變時,如果我們沒看見內(nèi)能改變的過程,我們是無法根據(jù)結(jié)果來判斷內(nèi)能改變的原因的。(利用引入新課時,學(xué)生所舉事例具體加以說明)通過做功改變物體內(nèi)能時,可以用功來量度內(nèi)能的改變;用熱傳遞改變物體內(nèi)能時,可用物體放出熱量和吸收熱量的多少來量度。熱量和功都可以用來量度物體內(nèi)能的
47、改變,所用的單位也應(yīng)該相同,都是焦耳。(4)簡介熱量單位卡:說明過去曾用卡作熱量單位,1卡等于1克水溫度升高1C時吸收的熱量。它跟焦耳的關(guān)系是:1卡=4.2焦耳?!翱ā币驯粐H單位制所廢除,但目前某些方面還在沿用著。4小結(jié)通過師生共同議論,總結(jié)熱傳遞現(xiàn)象。熱傳遞現(xiàn)象:熱傳遞過程中,高溫物體溫度降低,低溫物體溫度升高,直到溫度相同時,熱傳遞停止。熱傳遞的條件:物體間存在溫度差異,或物體不同部分間存在溫度差。熱傳遞的實質(zhì):內(nèi)能從高溫物體傳到低溫物體。是改變物體內(nèi)能的方法之一。熱傳遞的方向:內(nèi)能總是從高溫物體傳向低溫物體。不存在內(nèi)能由低溫物體傳向高溫物體的現(xiàn)象。熱量通過糾正關(guān)于熱量的錯誤說明,幫助學(xué)
48、生進一步理解熱量的概念。問題:當(dāng)物體的溫度升高時:A.物體具有熱量增加。B.物體的內(nèi)能增加。C.物體具有的功多。D.物體必定是吸收了熱量。其中正確的只有B。熱量和功,都是在物體內(nèi)能改變的過程中,來量度物體內(nèi)能的改變。所以“物體具有熱量(或功)”的說法是錯誤的。D也是錯誤的,因為使物體溫度升高還有對物體做功的方法。說明關(guān)于熱傳遞,學(xué)生在小學(xué)自然課中已有初步了解,所以本節(jié)課沒有涉及熱熱傳遞的方式棗對流、傳導(dǎo)、輻射。授課中視學(xué)生的實際情況,也可做簡要復(fù)習(xí)和介紹。關(guān)于熱平衡教材中沒有明確提出,教學(xué)中也可不涉及。但應(yīng)給學(xué)生強調(diào)熱傳遞的條件及內(nèi)能傳遞的方向,為學(xué)生逐步建立熱平衡的概念和學(xué)習(xí)熱量的計算奠定基
49、礎(chǔ)。3教材從量度內(nèi)能的改變來引入熱量的概念,比較科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn),體現(xiàn)了熱量與過程有關(guān),而并非狀態(tài)量,但由于日常生活中,“熱”的含義廣泛,有時應(yīng)用不夠準(zhǔn)確,仍然會使學(xué)生對熱量有一些模糊認(rèn)識,所以教學(xué)中仍要注意糾正。比熱容(一)教學(xué)目標(biāo)(含知識傳授、能力培養(yǎng)、思想教育目標(biāo))知道什么是物質(zhì)的比熱容,知道比熱的單位及其讀法。知道比熱是物質(zhì)的特性之一,會查物質(zhì)的比熱表。會根據(jù)水的比熱較大這一特性來解釋一些有關(guān)的簡單現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。(二)教材分析(含重點、難點、關(guān)鍵點)重點:比熱容的概念.難點:比熱容的概念.(三)教法提示:講授,引導(dǎo)(四)教具燒杯2個(500ml),電加熱器2個,溫度計,水,煤
50、油。(五)教學(xué)過程設(shè)計(含作業(yè)安排)1.復(fù)習(xí)提問:熱傳遞的實質(zhì)是什么?什么叫做熱量?為什么熱量的單位跟功的單位相同?2引入新課學(xué)生閱讀教材前面的“?”,在學(xué)生理解“水溫度升高時吸收的熱量和水的質(zhì)量、溫度升高的度數(shù)有關(guān),水的質(zhì)量越大,溫度升高的度數(shù)越多,吸收的熱量越多”的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生討論所有的物質(zhì),在質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時,吸收的熱量之間的關(guān)系。3進行新課(1)演示實驗:出示盛有等質(zhì)量的水和煤油的兩只燒杯,但我們明顯地看出兩者的體積不相同,這是為什么?(請學(xué)生回答)不同的物質(zhì)其密度不同,密度是物質(zhì)的屬性。介紹電加熱器(俗稱:“熱得快”),強調(diào)電加熱器每一秒鐘放出的熱量是一定的,兩個電
51、加熱器是相同的,在相同的時間里它們放出的熱量也是相等的。請兩名同學(xué)幫助觀察溫度計,并隨時報告溫度。實驗結(jié)果:煤油溫度升得快。這表明質(zhì)量相等的水和煤油在溫度升高的度數(shù)相同時,水吸的熱量比煤油多。(2)比熱容:換用其他物質(zhì),重復(fù)上述實驗,得到的結(jié)果是類似的。就是說,質(zhì)量相等的不同物質(zhì),在溫度升高的度數(shù)相同時,吸收的熱量是不同的。這跟我們在測量物體質(zhì)量時,遇到的情況相似;相同體積的不同物質(zhì),質(zhì)量一般不相同。當(dāng)時為表示物質(zhì)的這一特性,引入了密度的概念棗某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。那么,現(xiàn)在我們應(yīng)該怎樣表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢?(啟發(fā)學(xué)生討論,在此基礎(chǔ)上歸納出比熱容的概念)單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高l
52、c吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容,簡稱比熱。比熱是通過比較單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫升1C時吸收的熱量,來表示各種物質(zhì)的不同性質(zhì)。(3)比熱的單位:在國際單位制中,比熱的單位是焦/(千克C),讀作焦每千克攝氏度。如果某物質(zhì)的比熱是a焦/(千克C),它是說單位質(zhì)量為一千克的該種物質(zhì),每升高1C時(或降低1C時),吸收(或放出)的熱量是a焦。(4)比熱表比熱是物質(zhì)的一種特性,各種物質(zhì)都有自己的比熱。物理學(xué)中,常把由實驗測定的物質(zhì)的比熱,列成表格,便于查找。課本中列出了幾種物質(zhì)的比熱,請同學(xué)們查出鋁的比熱及它的單位。你能具體地說明鋁的比熱的物理意義嗎?(提問)從表中還可以看出,各物質(zhì)中,水的比熱最大。這就
53、意味著,在同樣受熱或冷卻的情況下,水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時,白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫升慢,夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以一天之中,沿海地區(qū)溫度變化小,內(nèi)陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中,夏季內(nèi)陸比沿海炎熱,冬季內(nèi)陸比沿海寒冷。水比熱大的特點,在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器,在工作時要發(fā)熱,通常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬季也常用熱水取暖。(分析課本圖2-15,2-16,說明利用水取暖和汽車發(fā)動機散熱器的原理)4小結(jié)通過一些具體問題的討論,使學(xué)生進一步理解比熱的概念。(1)在做課本圖2-14的實驗時,把水改換成蓖麻油,那么煤油和蓖麻
54、油哪一個升溫快?為什么?(2)把質(zhì)量相同的鋁塊、銅塊、鉛塊放到沸水中加熱,當(dāng)沸水再次沸騰后,取出金屬塊,并把它們放到石蠟塊上。它們都能使石蠟熔化,那么哪個金屬塊熔化的石蠟多呢?5、作業(yè)布置:復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,預(yù)習(xí)第六節(jié)(四)教學(xué)后記比熱容是重要的物理概念,但比較抽象。教學(xué)中應(yīng)本著“以舊引新”的原則,運用學(xué)生已有的知識(如卡的規(guī)定、物質(zhì)的密度等),層次說明地引入比熱的概念。重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),溫度升高1c所需要吸收的熱量不同。課本圖2-14的實驗是學(xué)生形成這一認(rèn)識的基礎(chǔ)。為提高演示效果,實驗中用的溫度計,最好選用氣體溫度計。雖然氣體溫度計不夠準(zhǔn)確,但從反映升溫快慢來看,氣體溫度
55、計的效果是很明顯的。氣體溫度計可借用壓強計改造(見第一冊圖10-11所示的壓強計)只需將金屬盒改為封閉的試管。使用時將試管浸入被測溫的液體。壓強計U型管兩邊的液面高度差,可以反映溫度的變化。比熱是熱量計算的基礎(chǔ),重要的是讓學(xué)生理解比熱的物理意義。比熱是物質(zhì)的特性之一。不同的物質(zhì),具有不同的比熱。比熱反映了使單位質(zhì)量的某種物質(zhì),升高1C所吸收的熱量不同。教學(xué)中應(yīng)通過師生共同議論,幫助學(xué)生理解比熱的意義。熱量的計算(一)教學(xué)目標(biāo)(含知識傳授、能力培養(yǎng)、思想教育目標(biāo))加深比熱容概念的理解;學(xué)會根據(jù)比熱容進行熱量計算。理解熱量的計算公式。(二)教材分析(含重點、難點、關(guān)鍵點)重點:熱量的計算。難點:熱
56、量公式的推導(dǎo)。.(三)教法提示:探究學(xué)習(xí)法(四)教具小黑板(五)教學(xué)過程設(shè)計(含作業(yè)安排)1復(fù)習(xí)提問:什么是比熱容?它的單位是什么?通過總結(jié)學(xué)生的回答,進一步闡述比熱的物理意義,繼而讓學(xué)生查出水、鋁、鐵的比熱,連同單位板書于黑板上。2引入新課以鋁的比熱入手,說明它的物量意義:使1千克的鋁,升高1C,需要吸收0.88X103焦的熱量。3進行新課(1)從鋁的比熱入手,將課本的例題分解成幾步,逐步深入地引導(dǎo)學(xué)生歸納熱量的計算公式。1千克鋁溫度升高1C,需要吸收多少熱?(依據(jù)鋁的比熱)1千克鋁溫度升高2C,需要吸收多少熱量?(0.88X103焦X2=1.76X103焦)1千克鋁溫度升高100C-30C
57、=70C時,需要吸收多少熱量?(0.88X103焦XC100-30)=6.16X104焦)2千克鋁溫度升高2C,需要吸收多少熱量?(0.88X103焦X2X2=3.52X103焦)2千克鋁溫度升高100C-30C=70C時,需要吸收多少熱量?(0.88X103焦X2XC100-30)=1.23X105焦)至此,在完成課本例題的情況下,再由特殊到一般,推導(dǎo)熱量的計算公式。繼續(xù)利用上例,在問題之后再提出:1千克鋁溫度升高(t-t0)C時,需要吸收多少熱量?在問題之后提出:m千克鋁溫度升高(t-t0)C時,需要吸收多少熱量?最后提出如果升溫的不是鋁,而是比熱為c的另外的物質(zhì),如何計算吸收的熱量。從而
58、歸納出公式:Q吸二cm(t-t)我們已經(jīng)總結(jié)出了物體吸收熱量的計算公式。如果物體溫度降低,像剛才的例題中如果鋁塊從100C降到30C,那末它要放出熱量,放出的熱量應(yīng)當(dāng)怎樣計算呢?同學(xué)們可仿照物體吸熱公式導(dǎo)出放熱公式。只需要把(t-t0)改為(t0-1),即:Q吸二cm(t0-t)利用公式,講解課本例題2。講解過程中講清單位的演算。例題3保溫瓶中原有60C的水500克,現(xiàn)又倒入1.5千克沸水,混合后溫度變成90C。在此過程中溫水和沸水分別吸收或放出多少熱量?(計算過程略,均為6.3X104焦)計算結(jié)果表明,溫水跟沸水混合時,溫水吸收的熱量恰好等于沸水所放出的熱量。這僅僅是巧合嗎?不是,這是必然的
59、。在熱傳遞的過程中,內(nèi)能從高溫物體傳到低溫物體,直到兩物體溫度相等時為止。在此過程中,如果沒有內(nèi)能傳到其他的物體,那么高溫物體放出的熱量必定等于低溫物體吸收的熱量。4、作業(yè)布置:教學(xué)后記:課本在導(dǎo)出熱量計算公式時,從比熱的概念入手,從具體事例分步討論,由特殊到一般地導(dǎo)出熱量計算公式。推導(dǎo)過程加深了學(xué)生對比熱、溫度、熱量的理解,講課中要充分發(fā)揚這一優(yōu)點,克服學(xué)生在熱量計算中死代公式的做法。在教法上宜從比熱概念的理解入手,循序漸進,啟發(fā)思維,引導(dǎo)學(xué)生從特殊到一般地去發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律。教材中沒有涉及熱平衡問題,補充的例題3,使學(xué)生對熱平衡有個初步的印象,有利于對熱量計算能力的提高,也有助于對熱傳遞和能量
60、守恒定律的理解。能量守恒定律(一)教學(xué)目的知道各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的。知道能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。(二)教材分析:重點:能量守恒定律難點:用能量守恒定律解釋有關(guān)現(xiàn)象(三)教法提示:(四)教學(xué)過程:復(fù)習(xí)通過這兩章的學(xué)習(xí),我們初步認(rèn)識了能量的概念,知道了機械能和內(nèi)能這兩種形式的能量。(通過提問復(fù)習(xí)能量、機械能和內(nèi)能的概念)2引入新課我們知道物體的動能和熱能,是由物體的機械能運動情況決定的能量,內(nèi)能跟物體內(nèi)部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關(guān)。物體內(nèi)部分子的熱運動,物體的機械運動都是物質(zhì)運動的形式,由于運動形式不同,與之相聯(lián)系的能量也不相同。3進行新課(1)自然界存在
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