初中物理《第2節(jié) 內(nèi)能》教案教學設計人教版

初中物理《第2節(jié)內(nèi)能》教案教學設計_人教版

5.3內(nèi)能教案

一、教學目標

1.知識與技能

（1）知道內(nèi)能的含義。

（2）知道物體的內(nèi)能與溫度等因素有關(guān)。

（3）知道改變物體內(nèi)能的兩種方式。

2.過程與方法

通過觀察與實驗，關(guān)注改變內(nèi)能的兩種方式，感受比較、歸納、

綜合的科學方法。

3.情感、態(tài)度與價值觀

（1）在探究改變物體內(nèi)能方式的實驗中，提高團隊合作意識，

激發(fā)探究熱情；

（2）通過運用物理知識解釋實際生活中的一些物理現(xiàn)象，激發(fā)

自身的成就感。

二、教學重點和難點

重點：改變內(nèi)能的兩種方式。

難點：做功可以改變物體的內(nèi)能。

三、教學資源

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1.學生實驗器材：銅絲、氣球、等。

2.演示實驗器材：空氣壓縮引火儀、火柴頭、半瓶水等。

3.自制模擬演示PPT幻燈片

四、教學過程

引入

1.復習分子動理論里相關(guān)概念

（1）物體是由分子組成的；組成物體的分子在不停地做無規(guī)則

運動

（2）分子運動的劇烈程度的標志是什么？

（3）溫度越高，分子的運動越劇烈。

新課

2.分子動能

（1）演示實驗

小球的運動。

（2）問題

運動著的小球具有什么？

（3）類比

運動著的分子具有什么？

結(jié)論：分子因為運動而具有的動能叫分子動能。

（4）分子動能的影響因素

分析得出：溫度越高，分子運動越劇烈，即分子運動速度越大，

分子動能就越大。

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3.分子勢能

（1）圖片

壓縮（或伸展）的彈簧。

（2）問題

壓縮（或伸展）的彈簧各部相互排斥（或吸引）具有什么？

（3）類比

存在相互排斥（或吸引）的分子之間存在什么？

結(jié)論：分子之間的相互作用而具有的勢能叫做分子勢能。

（4）分子勢能的影響因素

分析得出：分子間距離發(fā)生變化，即宏觀上物體的體積、狀態(tài)發(fā)

生變化，分子勢能發(fā)生變化。

4.內(nèi)能

（1）問題

分子因為熱運動而具有的動能叫分子動能，由于分子之間的相互

作用而具有的勢能叫做分子勢能。物體內(nèi)有大量的分子，宏觀上只研

究一個分子的能量沒有實際價值，我們類比機械能用一個新的物理量

來表示所有分子的能量。

物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和叫做內(nèi)能。內(nèi)能也是能的

一種形式。

（2）單位：焦耳

（3）判斷與討論

物體的溫度為0℃，它的內(nèi)能為零嗎？

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物體的機械能為零了，內(nèi)能為零嗎？

（4）結(jié)論

一切物體都具有內(nèi)能。

（5）討論

溫度升高了，內(nèi)能變大嗎？

結(jié)論：內(nèi)能與溫度有關(guān)：溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能

減少。

5.改變物體內(nèi)能的方式

（1）學生實驗1

探究使一段銅絲絲內(nèi)能增加的方法，并進行交流、分析、分類、

歸納。

結(jié)論：改變內(nèi)能有兩種方式——熱傳遞和做功。

（2）討論

熱傳遞和做功都能改變物體的內(nèi)能，兩種方式有什么異同？

（提示：從效果上比較；從增加內(nèi)能的來源上比較）

結(jié)論：相同點——都能改變物體的內(nèi)能（等效）。

不同點——熱傳遞方式是內(nèi)能轉(zhuǎn)移；做功是能的形式發(fā)生轉(zhuǎn)化。

（三）應用

6.知識應用

（1）演示實驗

用力快速壓下空氣壓縮引火儀的手柄，觀察現(xiàn)象、討論并解釋。

（2）學生實驗2

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給一個氣球充氣，然后迅速放氣，摸一摸，感覺是否涼一些？討

論并解釋。

（3）判斷題

物體的溫度升高了，它一定吸收了熱量？

一個物體吸收了熱量，溫度一定升高？

（四）作業(yè)布置

練習冊

《內(nèi)能》

教材分析：

本節(jié)是由“內(nèi)能”、“物體內(nèi)能的改變”兩部分內(nèi)容組成的。內(nèi)

能是構(gòu)成物體的所有分子,其熱運動的運動與分子勢能的總和。分子

的概念就比較抽象,學生是通過宏觀現(xiàn)象來推測微觀機理建立的,而

內(nèi)能的概念也非常抽象,內(nèi)能概念的建立是本節(jié)的一個重點和難點;

物體的內(nèi)能與溫度有關(guān),兩個溫度不同的物體會發(fā)生熱傳遞,在熱傳

遞過程中轉(zhuǎn)移能量的多少就是熱量,它不是物體內(nèi)部所含有的量,而

是一個變化量,要區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系,所以對熱量概念

的建立也是本節(jié)重點之一;另外改變物體內(nèi)能的途徑也是本節(jié)的教學

重點。

教學目標：

【知識與能力目標】

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1.知道物質(zhì)是由分子組成的,一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)

則的運動。

2.能識別擴散現(xiàn)象,并能用分子熱運動的觀點進行解釋。

3.知道分子熱運動的快慢與溫度的關(guān)系。

4.知道分子之間存在相互作用力。

5.了解內(nèi)能的概念,知道任何一個物體都具有內(nèi)能。

6.知道熱量的概念及單位。知道改變內(nèi)能的方法。

【過程與方法目標】

1.通過演示實驗說明一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運

動。

2.通過演示實驗使學生推測出物體溫度越高,熱運動越劇烈。

3.通過演示實驗以及與彈簧的彈力類比使學生了解分子之間既

存在斥力又存在引力。

4.會根據(jù)分子動理論用類比的方法建立內(nèi)能的概念,能簡單描述

溫度和內(nèi)能的關(guān)系。

【情感態(tài)度價值觀目標】

1.用演示實驗激發(fā)學生的學習興趣,并使學生通過直接感知的現(xiàn)

象,推測無法直接感知的事實。

2.通過探究,使學生體驗探究的過程,激發(fā)學生主動學習的興趣。

3.了解用熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能的方法在生產(chǎn)、生活中的應

用,會應用相關(guān)知識解釋一些現(xiàn)象。

教學重難點：

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【教學重點】

1.分子動理論的三個要點。

2.內(nèi)能、熱量概念的建立,知道改變物體內(nèi)能的兩種途徑。

【教學難點】

1.宏觀的物理現(xiàn)象揭示了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。

2.用類比的方法建立內(nèi)能的概念。

課前準備：

1.教師研讀課標、教材，撰寫教學設計，制作多媒體課件。

2.學生預習本課內(nèi)容，收集有關(guān)資料。

3.實驗器材：試管、水、酒精、引力演示器、紅墨水、燒杯、熱

水、鐵絲等。

教學過程：

一、復習舊課：

1.什么是動能，它的大小與什么有關(guān)？

2.什么是勢能，它的大小又與什么有關(guān)？

3.什么是機械能?

二、激發(fā)學習動機：

教師：1.上一節(jié)中的滾擺實驗說明了動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。

但是大家也看到了滾擺上升的高度一次比一次小,最終停下來。滾擺

的機械能哪里去了?

2.一個乒乓球在地面上往返跳,最終停下來,乒乓球原來具有的

機械能哪里去了?

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3.一粒飛行的子彈具有動能,子彈打中物體后留在物體內(nèi),子彈

原有的機械能哪里去了?

這些物體的機械能沒有了,機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能:內(nèi)能。

三、講授新知識：

（一）物體是由大量分子組成的。

提問:平時用什么話來形容物體的細小?

生答:細如發(fā)絲。

據(jù)此教師就把一般頭發(fā)絲的直徑與分子直徑比較,如果將二萬個

氧分子,一個緊挨一個排成一串,那么它們的總長度才跟一根頭發(fā)絲

的直徑相當。

分子體積很小,水分子與乒乓球大小之比恰似乒乓球與地球之

比。

分子的質(zhì)量很小,1022個水分子的質(zhì)量與5分硬幣的質(zhì)量相當。

總結(jié):分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小微粒，分子很微小，物體

里含有大量的分子。

（二）分子永不停息地做無規(guī)則運動。

1.氣體的擴散

演示1把少許酒精或風油精撒在教室里,很快在各個角落都能聞

到酒精的氣味。

演示2二氧化氮擴散到空氣中的實驗,見課件。

這個廣口瓶中充滿了紅棕色的二氧化氮氣體,用玻璃片蓋住。上

面用一個充滿空氣的廣口瓶口向下放在玻璃片上,二氧化氮氣體的密

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度比空氣大。現(xiàn)在把兩個瓶口之間的玻璃片抽出,注意觀察發(fā)生什么

現(xiàn)象。(學生觀察后再回答)

我們發(fā)現(xiàn)下面的瓶子中氣體的紅棕色變淺,上面的瓶子中氣體的

顏色也漸漸變成了淺的紅棕色。直到兩個瓶子中的氣體顏色均勻了為

止。

裝有空氣的瓶子中顏色變深,說明二氧化氮氣體的分子運動到空

氣中去了。而空氣的一部分分子運動到下面的瓶子中去了。最后兩種

氣體均勻地混在一起。

這些實驗說明:不是重力等外來力的作用,而是氣體分子在不停

地做無規(guī)則運動的結(jié)果。

由此提出擴散概念。板書。

擴散:不同的物質(zhì)在接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。

擴散現(xiàn)象證明了分子永不停息地做無規(guī)則運動。

2.液體的擴散

演示3紅墨水滴到清水中的實驗。

演示4投一粒高錳酸鉀到清水中的實驗。

演示5硫酸銅溶液的擴散。如圖10-1乙圖所示。

不僅氣體能發(fā)生擴散現(xiàn)象,液體也能發(fā)生擴散,只是比氣體擴散

的慢很多。量筒中裝硫酸銅溶液,上面裝有一半清水,水的密度小,在

上面。二者之間的界限很清晰。我們蓋上蓋子,過幾天再來觀察液體

的擴散現(xiàn)象。

說明:液體分子永不停息地做無規(guī)則運動。

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3.固體的擴散

白墻邊堆放煤,墻壁中會有黑色煤粉。

把磨得很光的鉛片和金片緊壓在一起,在室溫下放置5年后再將

它們分開,可以觀察到它們互相滲入約1毫米深。

大量事實表明:物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動。

4.分子的運動跟溫度的關(guān)系

演示6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。(后面

襯以白紙,以便同學們觀察比較)

問:看到什么現(xiàn)象?現(xiàn)象說明什么?

學生分析:

溫度高→擴散快→分子運動快→分子動能大。

溫度低→擴散慢→分子運動慢→分子動能小。

小結(jié):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。

分子由于運動而具有的能叫做分子動能。

（三）分子間有相互作用的引力斥力

1.分子間有相互吸引力

提問:分子既然在不停地無規(guī)則運動著,為什么固體不分散成一

個個分子呢?

演示7教材中圖10—10分子間存在引力實驗。

演示8一根粉筆掰開兩段,再把它們緊緊壓在一起,兩段又合二

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為一。

學生實驗水分子間存在引力實驗。(課前學生準備好所需器材)

提問:這些實驗說明了什么問題?

2.分子間有相互排斥力

為什么固體和液體很難被壓縮?

演示9用半徑為0.5厘米、長約85厘米、一端封閉的玻璃管,

先倒入清水半管,后倒染紅的酒精至滿,然后用膠塞塞住,管內(nèi)無空氣,

把管倒轉(zhuǎn)幾次,使兩種液體混合,體積明顯減少。

分析實驗現(xiàn)象:在酒精與水混合的過程中,有些酒精的分子到了

水中,有些水分子到了酒精中,說明水與酒精的分子都是有間隙的,從

而說明分子間有相互排斥力。

3.分子間作用力與距離的關(guān)系

演示10分子間作用力與距離之間關(guān)系的模擬實驗。

如圖2兩部裝上磁鐵的小車,同名磁極相對,中間用橡皮筋系著,

在車側(cè)面向?qū)W生處貼兩塊圓紙板擋在磁鐵前面,每個圓紙板表示一個

分子;當表示兩分子的圓紙板相隔一定距離(磁鐵間的斥力等于橡皮

筋的拉力)時處于平衡位置;當兩圓紙板間距離大于平衡位置進的距

離,由于橡皮筋的拉力命名兩圓紙板相向運動,顯示出分子間引力大

于斥力,總是表現(xiàn)為引力;當兩圓紙板間距離小于平衡位置時的距離,

由于磁鐵間的斥力使兩圓紙板反向運動,這就是顯示出分子間引力小

于斥力,總的表現(xiàn)為斥力。

總結(jié)歸納：

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1.物質(zhì)是由分子組成的,分子很小,分子間存在間隙。

2.一切物質(zhì)的分子都在不停的做無規(guī)則的運動。

3.分子間存在相互作用的引力和斥力。

4.由于它們之間存在著相互作用力而具有的能,叫做分子的勢

能。

四、鞏固運用：

1.下列有關(guān)分子動理論的說法中正確的是（D）。

A．“破鏡難重圓”是因為固體分子間只存在著斥力。

B．松軟的大饃用手一捏體積會大大縮小，這說明分子間存在間

隙。

C．在空調(diào)房間吸煙時，會看到煙霧在空中彌漫，這是分子的無

規(guī)則運動。

D．用熱水相比較冷水更容易去掉衣物上污漬說明溫度越高分子

的無規(guī)則運動越劇烈。

2.將10mL的水與10mL的酒精相混合，混合后水和酒精的總體積

小于20ml，這表明（A）。

A．分子之間有空隙。

B．分子之間存在著相互作用的斥力。

C．分子之間存在著相互作用的引力。

D．分子是在不停地做無規(guī)則運動的。

3.用分子的觀點對下列現(xiàn)象的解釋不正確的是（B）。

A．10mL酒精和10mL水混和后的總體積小于20mL--分子間有間

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隔。

B．汽車開過鄉(xiāng)間公路，路面揚起灰塵--分子不停地運動。

C．固體、液體很難被壓縮--分子間存在斥力。

D．兩塊表面平滑的鉛塊緊壓后會結(jié)合起來--分子間存在引力。

4.用分子熱運動的觀點解釋下列現(xiàn)象，解釋不正確的是（D）。

A．氧氣被壓縮裝入鋼瓶-分子間有間隙。

B．花氣襲人知驟暖-溫度升高分子運動加劇。

C．兩塊表面平滑的鉛塊緊壓后會結(jié)合起來-分子間存在引力。

D．破鏡不能重圓-分子間存在斥力。

五、檢查評價：

師：通過本節(jié)課學習，你學到了什么?

生：討論、交流后得出：我們知道了

師：每位同學都對自己在本節(jié)課學習進行評估。

布置課后作業(yè)。

六、間隔性復習：

在后面的教學安排中進行此環(huán)節(jié)。

第二課時

一、復習舊課：

1.分子動理論的基本內(nèi)容是什么?(學生回答)

2.分子運動快慢與什么有關(guān)？

二、激發(fā)學習動機：

教師:前面我們知道了自然界的能量有很多種，今天,我們要學習

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一種新形式的能:內(nèi)能

什么是內(nèi)能呢？

三、講授新知識：

（一）（板書）內(nèi)能?

演示1小球在桌面上滾動問:小球具有什么能?(動能)

演示2在試管里裝入一些熱水,用橡皮塞塞住,放在酒精燈上加

熱,使水沸騰,水蒸氣膨脹做功沖開塞子。

問:水蒸氣對橡皮塞有沒有做功?水蒸氣是否具有能?

學生:做了功,具有能。

問:水蒸氣是由什么組成的?有何特點?該具有什么能?

學生:水蒸氣是由大量水分子組成的,這些水分子永不停息地做

著無規(guī)則的運動,因此該具有動能。

演示3高舉起小球。

問:小球與地球相互吸引具有什么能?(勢能)

問:分子間有什么力?(有相互作用的引力和斥力)

演示4將兩根分別固定在兩輛小車上的條形磁鐵,分開一段適當

的距離(異名磁極相對),然后松開手,則可看到,小車互相靠近,直至

兩磁鐵吸引在一起。

教師分析:兩輛小車上的外力轍去后,小車之間的引力就可以做

功,該實驗對我們有何啟示?

啟發(fā)學生得出結(jié)論:與上述實驗類似,假如分子間的斥力突然消

失,則分子間的引力就可以做功,勢能就表現(xiàn)出來,即分子間有因相互

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吸引而具有的勢能。

演示5按住兩小車上的磁鐵,使兩同名磁極相對、挨近(約

2~3mm),然后松開手,可見小車相互推開。

啟發(fā)學生得出結(jié)論:與兩相斥的磁鐵類似,互相排斥的分子也具

有勢能,即分子間也有因相互排斥而具有的勢能。

結(jié)論:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和相互作用的勢能

的總和,叫物體的內(nèi)能。

強調(diào):物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子具有的能量,而不是指單

個分子具有的能量。

說明:因分子勢能跟分子間的相互作用關(guān)系復雜,初中階段暫不

考慮它的變化,而只考慮分子動能對內(nèi)能的影響。

（二）改變內(nèi)能的方式

出示一根火柴,問:如何讓上面的火藥燃著?

學生的可能答案:1、在火柴盒上擦劃。2、和高溫物體接觸,如與

火爐中的炭、燒紅的金屬塊等接觸。3、放在煤油燈罩的上方。4、太

陽光下放凸透鏡或凹面鏡的焦點處。5、用紙包著,放在石頭上用鐵錘

砸。……

教師分析:火藥能被點燃,說明溫度升高、內(nèi)能增加,達到了燃點。

請問哪些情況是用了熱傳遞(傳導、對流、輻射)使火藥的溫度升高、

內(nèi)能增加的?在這個過程中內(nèi)能從溫度高的物體轉(zhuǎn)移給溫度低的物

體。

結(jié)論:用熱傳遞的方式可以改變物體的內(nèi)能,其實質(zhì)是一個物體

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的內(nèi)能轉(zhuǎn)移給另一個物體,能的形式?jīng)]變。

教師:顯然,除了熱傳遞,還有別的方式可以改變物體的內(nèi)能。

演示6火柴在火柴盒上擦劃、燃著。(紙包著,放在石頭上用鐵

錘砸,可在課后做,但要強調(diào)注意安全!1~2根即可。)

演示7在“空氣壓縮引火儀”的厚管中,放入綠豆大小的硝化棉,

用力把活塞迅速壓下去,則可見其猛烈燃燒,發(fā)出明亮的光。

師生分析:

壓縮空氣→對空氣做功→空氣內(nèi)能增加→溫度升高→達到硝化

棉的燃點燃燒。在這個過程中,人消耗機械能,使空氣內(nèi)能增加,即機

械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

結(jié)論:做功也可以改變內(nèi)能,其實質(zhì)是內(nèi)能和其它形式的能之間

轉(zhuǎn)化,能的形式發(fā)生了變化。

學生實驗:

①兩手合在一起用力搓,說出感覺。

②出示一鋼鋸條,讓甲同學摸一下說出感覺,然后請乙同學持鋸

條在木塊上來回急速地摩擦20次,再讓甲同學摸一下,說出感覺。

啟發(fā)歸納:外界對物體做功,物體內(nèi)能增加。

演示8用“內(nèi)能、機械能互變演示器”,向管中倒入少量乙醚,

用紗帶圍管上繞一圈,請一個同學迅速地來回拉動紗帶,待一會兒,塞

子就被沖開。

引導學生分析:

啟發(fā)歸納:物體對外界做功,內(nèi)能減少。

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思考:出示鋼鋸條,問:如果只知道這根鋼鋸條溫度升高了,而沒

有看到內(nèi)能改變的過程,能否判斷是通過做功還是通過熱傳遞的方式

使它的內(nèi)能增加的。

教師分析點拔:做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。

四、鞏固運用：

1.內(nèi)能和機械能有何本質(zhì)區(qū)別?0℃的冰內(nèi)能為零嗎?

2.從能的轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)角度解釋本課開始時演示的水蒸氣膨脹

沖開塞子的實驗的全過程。

3.分析下列現(xiàn)象:

①太陽灶燒熱水。②鐵匠給刀具淬水。③鉆木取火。

④太陽光下用冰做成凸透