內(nèi)能導學案-完整版教學設計

內(nèi)能學習目標、重點、難點【學習目標】1.了解內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關系．2.知道熱傳遞過程中，物體吸收(放出)熱量，溫度升高(降低)，內(nèi)能改變．3.了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳．4.知道做功可以使物體內(nèi)能增加和減少的一些事例．【本節(jié)重點】探究改變物體內(nèi)能的多種方法．【本節(jié)難點】內(nèi)能與溫度有關．本節(jié)知識概覽圖定義：是分子動能和分子勢能的總和與溫度的關系物體的溫度越高，無規(guī)則運動越激烈，物體的內(nèi)能越大與溫度的關系物體的溫度降低，內(nèi)能減小內(nèi)能與機械能的區(qū)別內(nèi)能與分子的熱運動有關內(nèi)能與機械能的區(qū)別機械能與物體的機械運動情況有關對物體做功，內(nèi)能增加做功物體對外做功，內(nèi)能減小兩者在改變物體的內(nèi)能上是等效的改變內(nèi)能的方法兩者在改變物體的內(nèi)能上是等效的改變內(nèi)能的方法條件：有溫度差熱傳遞能量從高溫物體傳到低溫物體熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移熱量：傳遞能量的多少新課導引1994年7月17日至7月22日，曾發(fā)生蘇維克——利維9號彗星與木星的連續(xù)撞擊，在木星的表面形成了許多相當于地球大小的“傷疤”，并且產(chǎn)生巨大的火球，瞬間產(chǎn)生的高溫可達30000℃．彗星與木星連續(xù)撞擊時，為什么產(chǎn)生的火球在瞬間的溫度可達30000℃教材精華知識點1內(nèi)能√定義物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能．√單位焦耳(J)，各種形式能量的單位都是焦耳，如動能、勢能、機械能、電能、核能、太陽能、化學能等．√影響物體內(nèi)能大小的因素物體內(nèi)能的大小與物體的溫度、體積、狀態(tài)、質(zhì)量等因素有關．內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子的動能和勢能的總和．物體質(zhì)量的大小決定物體內(nèi)部分子的數(shù)目；溫度決定物體內(nèi)部所有分子運動的劇烈程度；體積和狀態(tài)決定了物體內(nèi)部分子間的距離以及分子間相互作用力的強弱，即分子勢能的大小．對于同一個物體來說，分子數(shù)已經(jīng)確定，溫度升高，分子的熱運動更劇烈，內(nèi)能變大，對于固體和液體來說，分子偏離平衡位置的距離變大，此時物體的體積變大，分子勢能也變大，因此物體的內(nèi)能變大．知識點2內(nèi)能與機械能的區(qū)別√影響因素不同物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，它的多少與物體的溫度和體積有關，與物體的質(zhì)量和物態(tài)有關；而機械能是指整個物體具有的動能和勢能的總和，與物體的質(zhì)量、速度、高度(或形變)有關．這是根本不同的兩種形式的能量．物體的內(nèi)能和機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化．√研究對象不同內(nèi)能是屬于物體內(nèi)部的能，而機械能是指整個物體做機械運動(物體位置相對改變)時所具有的動能和勢能，兩者最大的區(qū)別是研究對象的不同，內(nèi)能研究的是微觀世界的大量分子，機械能研究的往往是宏觀世界的整個物體．因為分子永不停息地做無規(guī)則的運動，所以不論何時、何地、物體處于何種狀態(tài)，物體的內(nèi)能永遠存在．物體的內(nèi)能與整個物體的運動狀態(tài)無關，整個物體如果處于靜止狀態(tài)，則沒有動能，整個物體如果處于相對高度為零的位置，則沒有勢能，但一定都有內(nèi)能．物體可以同時具有內(nèi)能和機械能．知識點2熱傳遞改變物體的內(nèi)能√熱傳遞的實質(zhì)能量(內(nèi)能)從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程．√發(fā)生熱傳遞的條件不同物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差．這表明同一物體的不同部分之間或不同物體之間都可以發(fā)生熱傳遞，例如：用熱水袋取暖是熱水袋與身體的接觸部位發(fā)生熱傳遞(即不同物體)，然后身體的高溫部分與低溫部分發(fā)生熱傳遞(即同一物體)．√熱傳遞的方向在熱傳遞的過程中，高溫物體放出了熱量，內(nèi)能減少，溫度降低；低溫物體吸收了熱量，內(nèi)能增加，溫度升高．√熱傳遞的結(jié)果熱傳遞的最終結(jié)果是熱平衡，即發(fā)生熱傳遞的物體最后溫度相等，達到平衡．只要發(fā)生熱傳遞的物體充分接觸后末溫一定相等．探究實驗【提出問題】怎樣改變物體的內(nèi)能?【制訂計劃與設計實驗】找來一根粗鐵絲，想辦法使它的溫度升高，從而使內(nèi)能增加．看誰的辦法多．【實驗器材】多根相同的粗鐵絲、熱水、酒精燈等．【實驗過程與現(xiàn)象】(1)將鐵絲放入熱水中．(2)將鐵絲放在酒精燈外焰上加熱，鐵絲發(fā)燙，溫度升高．(還有其他方法)【交流與論證】(1)將鐵絲放入熱水中，熱水的內(nèi)能就傳給了鐵絲．(2)將鐵絲放在酒精燈火焰上加熱，火焰的內(nèi)能就傳給了鐵絲．【得出結(jié)論】改變物體內(nèi)能的一種方式：熱傳遞．【注意事項】操作時要注意安全，避免碰傷和燙傷．√熱量在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量．物體吸收熱量，內(nèi)能增加；放出熱量，內(nèi)能減少．吸收或放出的熱量越多，它的內(nèi)能改變就越大．熱量的單位與能量的單位相同，都是焦耳(J)．√熱傳遞有三種方式：傳導、對流、輻射．(1)熱傳導，鋼匙放在盛有湯的碗中，在熱湯中的部分溫度高，在碗外的部分溫度低，熱從物體上溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分．(2)熱對流，這里的熱靠的就是水的上下流動來傳遞的．熱對流和熱傳導是有區(qū)別的，熱傳導是熱沿著物體傳遞的，物質(zhì)并不流動；熱對流是靠物質(zhì)的流動來傳熱的，所以熱對流是液體、氣體特有的傳熱方式．(3)熱輻射，跟傳導和對流不同，用輻射方式傳熱，不需要任何介質(zhì)，可以在真空中進行，地球上得到的太陽的熱，就是通過輻射的方式傳來的．不同顏色的物體吸收太陽輻射的本領不同，實驗證明，黑色表面的物體吸收太陽輻射的能量的本領比白色表面的物體強，夏天穿淺色衣服比穿深色衣服涼快些，就是這個道理．知識點4做功改變物體的內(nèi)能√做功可以改變物體的內(nèi)能．外界對物體做功，物體的內(nèi)能會增加；物體對外界做功，本身的內(nèi)能會減少．√內(nèi)能的改變可以通過做功來量度．對物體做功越多，物體內(nèi)能增加得越多；反之，物體對外界做功越多，物體內(nèi)能減少得越多．所以在做功改變物體內(nèi)能的過程中，可以用做功來量度內(nèi)能的改變．√能量的單位功的單位是焦耳(J)，內(nèi)能的單位也是焦耳(J)，各種能量的單位都是焦耳．√做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)利用做功的方法改變物體的內(nèi)能，實質(zhì)上是兩種不同形式的能量通過做功而實現(xiàn)的相互轉(zhuǎn)化，即機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．物體的內(nèi)能跟物體的溫度有關，物體的溫度升高，物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運動加劇，物體的內(nèi)能增加．如我們用鐵錘敲打粗鐵絲時，鐵錘對鐵絲做了功，鐵絲的溫度升高，敲打鐵絲的次數(shù)越多，溫度升高得越多，鐵絲的內(nèi)能增加得越多．當物體對外做功時，溫度降低，內(nèi)能減少．如空氣膨脹對外做功使空氣中部分水蒸氣溫度降低液化．探究實驗【制訂計劃與設計實驗】如圖16－14甲所示，拿一個大口的厚玻璃瓶，瓶內(nèi)裝入少量的水，用塞子塞緊瓶口，由于水的蒸發(fā)而使水上方的空氣中產(chǎn)生了水蒸氣，通過塞子上的孔往瓶里打氣，觀察當塞子從瓶口跳起來時容器中發(fā)生了什么現(xiàn)象．【實驗現(xiàn)象】如圖16－14乙所示，當塞子跳起來時，可以看到容器中出現(xiàn)了霧．【交流與論證】霧是由水蒸氣液化形成的，使氣體液化的方式有兩種，一是壓縮體積，二是降低溫度，因為瓶塞跳起時，瓶內(nèi)才出現(xiàn)了霧，故不能斷定為壓縮氣體使氣體液化，則只能是溫度降低所致．【得出結(jié)論】瓶內(nèi)的空氣膨脹推動塞子做功時，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化成小水滴，形成了霧，該實驗說明：物體對外做功，物體的內(nèi)能會減小，溫度會降低．做功可以改變物體的內(nèi)能：對物體做功，物體的內(nèi)能會增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能會減少．【實驗要點解析】本實驗中瓶內(nèi)氣體內(nèi)能的減少是通過瓶內(nèi)白霧的出現(xiàn)來顯示的．新課導引解讀：彗星與木星連續(xù)撞擊時產(chǎn)生的火球，瞬間溫度可達30000℃課堂檢測1關于內(nèi)能，下列說法中正確的是()A．物體的內(nèi)能增大，一定是吸收了熱量B．物體的內(nèi)能增大，一定是外界對它做了功C．同一物體，溫度越高，它的內(nèi)能就越大D．物體的機械能增加，它的內(nèi)能一定增大2同種物質(zhì)組成的甲、乙兩個物體，甲物體比乙物體的溫度高，這說明()A．甲物體的內(nèi)能大B．乙物體的內(nèi)能大C．甲、乙兩物體的內(nèi)能一樣大D．甲物體的分子熱運動劇烈3質(zhì)量相等的兩個重錘從同一高度自由落下，打在質(zhì)量相等的鉛塊和鐵塊上，落在鉛塊上的重錘靜止不動，落在鐵塊上的重錘又被反彈起來，則鉛塊與鐵塊的內(nèi)能()A．鉛塊增加得多B．鐵塊增加得多C．增加得一樣多D．都不會增加4下列說法中正確的是()A．物體的溫度升高，內(nèi)能一定增加B．物體的內(nèi)能增加，溫度一定升高C．物體吸收熱量，溫度一定升高D．物體放出熱量，溫度一定降低5下列現(xiàn)象中屬于通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是()A．用錘子敲打石頭時，錘子發(fā)熱B．鋸木頭時，鋸條溫度升高C．燒熱的熨斗，慢慢涼了D．給自行車輪胎打氣，打氣筒熱了6下面列舉的現(xiàn)象中，通過做功改變物體內(nèi)能的是()A．把酒精涂在手背上覺得涼B．把鐵釘釘在墻里，鐵釘變熱C．水被太陽曬熱D．燒熱的鐵塊放在冷水中，鐵塊的溫度降低7溫度不同的兩個物體互相接觸時()A．熱量總是由低溫物體傳向高溫物體B．熱量總是由高溫物體傳向低溫物體C．熱量總是由含熱量多的物體傳向含熱量少的物體D．這兩個物體的內(nèi)能都不會發(fā)生改變8(2022·無錫)如圖16－16所示，先在一個配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團蘸了乙醚的棉花，然后迅速壓下活塞，筒內(nèi)棉花燃燒起來．對這一現(xiàn)象的解釋是：活塞壓縮玻璃筒內(nèi)的空氣，對筒內(nèi)空氣做了，使空氣的增加，溫度升高，達到乙醚著火點．體驗中考1(2022·南昌)如圖16－20所示是我國選手在第24屆世界大學生冬運會女子冰壺比賽中奪冠的一個場景．比賽時兩名隊員在冰壺前方“刷冰”，通過的方式改變冰的內(nèi)能，使表面的冰成薄薄的一層水(填物態(tài)變化名稱)，這樣就能夠減小冰壺與冰面之間的，使冰壺按照運動員預計的運動快慢和方向運動．2(2022·重慶)2008年5月27日11時02分，“風云三號”精確預報氣象衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這顆世界上最先進的對地觀測衛(wèi)星將在抗震救災和北京奧運會期間發(fā)揮重要作用，如圖16－21所示是運載火箭攜帶衛(wèi)星發(fā)射升空的情景．在火箭點火時，只見火箭底部的水池中涌出大量的“白氣”，火箭和衛(wèi)星就逐漸加速向上騰空而起，場面蔚為壯觀．(1)這些“白氣”實質(zhì)上是水蒸氣而成的(填物態(tài)變化名稱)，水蒸氣在發(fā)生這一變化的過程中需要熱量(填“吸收”或“放出”)．(2)根據(jù)這個過程中的現(xiàn)象，請參照下面的示例，說出兩個與能量相關的物理知識．示例：火箭點火時，燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．①．②．3(2022·遼寧)在試管中裝適量的水，試管口用塞子塞住，用酒精燈對試管加熱，如圖16－22所示．加熱一段時間后，塞子沖出去了，則()A．加熱過程中，酒精的化學能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能B．塞子沖出前，試管內(nèi)氣體壓強不斷增大C．塞子沖出時，試管內(nèi)氣體溫度不變D．塞子沖出時，塞子增加的機械能是由試管內(nèi)氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化的學后反思附：