物理九年級上冊第一章《分子動理論與內能》教學教案（教科版）

教科版物理九年級上冊第一章《分子動理論與內能》教學教案1.1分子動理論教學目標【知識與能力】1.知道物質是由分子組成的，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。2.能識別擴散現象，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系。4.知道分子之間存在相互作用力?！具^程與方法】1.通過演示實驗說明一切物質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知道物體溫度越高，分子熱運動越劇烈。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?！厩楦袘B(tài)度價值觀】用演示實驗激發(fā)學生對大千世界的興趣，使學生了解可以認識直接感知的現象，也可以認識無法直接感知的事實。教學重難點【教學重點】1.通過擴散現象說明分子在不停地運動。2.分子運動和溫度有關。【教學難點】指導學生對演示實驗的觀察、分析、推理，用宏觀的物理現象揭示物質的微觀結構。課前準備香皂，香水，用化學方法制取的二氧化氮氣體，廣口瓶兩個，小玻璃板一塊，十天、二十天、三十天的硫酸銅溶液與清水之間擴散的實驗樣本，紅墨水，燒杯，膠頭滴管，熱水，彈簧測力計，真空貼鉤，小刀，鉛柱，鉤碼，鐵架臺，自制分子作用力與分子間距演示器。教學過程創(chuàng)設情景、引入新課我們生活的物質世界中，充滿著各種各樣的物質。在遠古時代，人們就猜想物質是由很多很小的微粒組成的?，F代的科學技術已證實古人的猜想，表面上看起來連成一片的水，其實是由一個個的水分子組成。但是用我們肉眼是看不到的，分子體積很小。那我們怎么能知道分子是運動的還是靜止的？我們可以用高倍的顯微鏡來觀察，這確實是個方法。有沒有其他方法呢，想一想，我們打開桌子上放的那瓶香水或打開那盒香皂，有什么感覺?我們很快就可以聞到香味。為什么我們能夠能聞到香水或香皂的香味?是不是因為香水和香皂的氣味跑到鼻子里?！籼骄炕顒?：在教室內噴灑香水，請同學們討論香味是如何傳播的？盛夏時節(jié)，百花綻放。四溢的花香引來了長喙天蛾，它們懸浮在空中吸食花蜜?；ㄏ闶侨绾蝹鞑サ哪?？其實不是氣味跑到了我們的鼻子里，而是一些帶有香味的分子，進入空氣中，向各個方向散布開來。當它們到達我們的鼻子里時，我們就會聞到香味。新課進行時一、物質的構成1．常見的物質是由極其微小的粒子——分子、原子構成的。2．分子的大小：直徑約為10-10m。3．分子間有空隙。二、分子熱運動1．擴散現象：不同物質互相接觸時，彼此進入對方的現象。◆探究活動2：擴散現象(1)氣體擴散實驗（盛有二氧化氮的廣口瓶、空廣口瓶、玻璃片）：在裝著紅棕色二氧化氮氣體的瓶子上面倒扣一個空瓶子，使兩個瓶口相對，之間用一塊玻璃板隔開，如圖所示。抽掉玻璃板后，觀察有什么變化發(fā)生？實驗現象：一段時間后，兩瓶氣體彼此進入對方，顏色混合均勻，變?yōu)闇\紅棕色。實驗結論：氣體分子在不停運動。(2)液體擴散實驗（燒杯2個、硫酸銅溶液、漏斗）：在燒杯里裝一半清水，將CuSO4溶液注入清水中，放置30天后。觀察現象。實驗現象：一段時間后，硫酸銅溶液和水混合均勻。實驗結論：液體分子在不停運動。(3)固體擴散實驗實驗現象：幾年后電子顯微鏡下觀察到的合金。實驗結論：固體分子在不停運動。2．氣體、液體、固體都能發(fā)生擴散現象。一般情況下，固體之間的擴散最慢，氣體之間的擴散最快。3．擴散現象表明，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動，分子間有間隙?！籼骄炕顒?：影響擴散快慢的因素（燒杯2個、紅墨水、冷水、熱水、滴管）：在一個燒杯中裝半杯熱水，另一個同樣的燒杯中裝等量的涼水。用滴管分別在兩個杯底注入紅墨水。實驗現象：熱水杯的顏色先變得均勻。實驗結論：溫度越高、分子無規(guī)則運動越劇烈，擴散得越快。4．影響擴散快慢的因素：溫度。5．分子無規(guī)則的運動叫分子的熱運動。三、分子間的作用力◆探究活動4：分子間的作用力（1）分子間有引力：將兩個鉛柱的底面削平、削干凈，然后緊緊地壓在一起，兩塊鉛就會結合起來，下面吊一個重物都不能把它們分開。實驗現象：磨光的兩鉛柱緊壓對接在一起，下面掛很重的物體也不能將它們分開。實驗結論：分子間有引力。（2）分子間有斥力實驗現象：針管里的氣體壓縮到一定程度后，很難再被壓縮。實驗結論：分子間有斥力。1．分子間存在引力宏觀表現：固體、液體能保持一定體積，不致散開。2．分子間存在斥力宏觀表現：固體、液體很難被壓縮。類比長短不同的兩根彈簧連著的兩個小球，分析分子間作用力。分子間存在引力和斥力，如圖所示。3．引力和斥力之間的關系（1）分子間作用力與分子間距離(r)有關：r＜平衡距離時，表現為斥力；r＞平衡距離時，表現為引力；r＞10倍平衡距離時，作用力很微弱，可以忽略。（2）引力和斥力的變化過程引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但在變化過程中，始終是斥力變化得快。四、分子動理論及應用1．內容：(1)物質由分子組成；(2)分子在永不停息地做無規(guī)則運動；(3)分子間存在相互作用的引力和斥力。2．應用：例：用分子動理論解釋蒸發(fā)現象及蒸發(fā)快慢的影響因素。五、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型1．固態(tài)物質：分子排列緊密，分子間作用力強，分子雖然做無規(guī)則運動，但位置相對穩(wěn)定。2．液態(tài)物質：分子間作用力比固體小，分子沒有固定位置，運動比較自由。3．氣態(tài)物質：分子間距很大，高速向周圍運動，分子間作用力很小。六、課堂練習1.下列現象中，屬于擴散現象的是（）A．春天刮起沙塵暴，飛沙漫天B．三九寒天下雪時，雪花飛舞C．煮稀飯時，看到鍋中米粒翻滾D．槐樹開花時，周圍香氣彌漫2.關于粒子和宇宙，下列認識中正確的是（）A．擴散現象只發(fā)生在氣體之間B．液體分子間只存在吸引力C．固體的分子間沒有空隙D．宇宙天體、分子都在不停息地運動3.常見物質是由大量分子組成的。擴散現象是由于分子______形成的；一定量的水和酒精混合，總體積變小，是由于分子之間存在_______；固體和液體很難被壓縮，是由于分子之間存在_________。4.如圖所示，是由微顆粒（1-50nm）制備得到新型防菌“納米紙”。在“納米紙”的表面細菌無法停留且油水不沾。與此現象有關的判斷正確的是（）A．組成“納米紙”的分子間沒有間隙B．油與“納米紙”分子間有斥力沒有引力C．“納米紙”可阻止細菌分子無規(guī)則運動D．油分子間引力使紙面上的油匯集成小油珠5.公共場所禁止吸煙。這主要是考慮到在空氣不流通的房間里，即使只有一個人吸煙，整個房間也會充滿煙味，這是因為（）A．分子很小B．分子間有引力C．分子間有斥力D．分子在不停地做無規(guī)則運動點撥：1.D2.D3.無規(guī)則運動間隙斥力4.D5.D 七、板書設計第一節(jié)分子動理論1．常見的物質是由分子、原子構成的。2．擴散(1)擴散現象：不同的物質互相接觸時彼此進入對方的現象。(2)影響擴散快慢的主要因素：溫度。(3)擴散現象表明：組成物質的分子是不停地做無規(guī)則運動的；組成物質的分子間是有間隙的。3．分子間同時存在相互作用的引力和斥力。1.2

內能和熱量教學目標【知識與能力】（1）了解內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系。（2）知道熱傳遞過程中，物體吸收(放出)熱量，溫度升高(降低)，內能改變。（3）了解熱量的概念，知道熱量的單位是焦耳。（4）知道做功可以使物體內能增加和減少的一些事例?！具^程與方法】（1）通過探究找到改變物體內能的兩種方法。（2）通過演示實驗說明做功可以使物體內能增加和減少。（3）通過查找資料，了解地球的“溫室效應”?！厩楦袘B(tài)度價值觀】（1）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。（2）通過演示實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力，并使學生通過實驗理解做功與內能變化的關系。（3）鼓勵學生自己查找資料，培養(yǎng)學生自學的能力。教學重難點【教學重點】內能概念的建立；改變物體內能的兩種方法。

【教學難點】做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。教學過程引入新課我們知道做機械運動的物體具有機械能，那么熱現象發(fā)生的過程中，也有相應的能量變化。另一方面，我們又知道熱現象是大量分子做無規(guī)則熱運動產生的。那么熱運動的能量與大量的無規(guī)則運動有什么關系呢？新課教學1．內能（1）分子具有動能和勢能類比：運動的足球具有動能；運動的分子也具有動能。被拉伸的彈簧的各部分互相吸引而具有勢能；地球附近的物體受到地球的吸引，被舉高的物體具有勢能；分子間相互吸引也具有勢能。被壓縮的彈簧的各部分互相排斥而具有勢能；互相排斥的分子也具有勢能。結論：構成物質的分子在不停地做熱運動，同樣具有動能，而分子間具有相互作用力，又使得它們具有勢能。（2）物體的內能物體內部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。內能的單位是焦耳（J）。內能：是所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，與物體是否做機械運動無關。機械能：物體整體所具有的能，是物體動能和勢能之和，與物體機械運動有關。（3）內能、溫度、熱量的關系①內能跟溫度的關系溫度的高低，標志著物體內部分子運動速度的快慢。因此，物體的溫度升高，其內部分子無規(guī)則運動的速度增大，分子的動能增大，內能也增大，反之，物體溫度降低，其內部分子無規(guī)則運動的速度減小，物體內能減小。因此，物體溫度的變化，一定會引起內能的變化。物體內能的變化，不一定引起溫度的變化。這是由于物體內能變化的同時，有可能發(fā)生物態(tài)變化。物體在發(fā)生物態(tài)變化時內能變化了，溫度有時變化有時卻不變化。如晶體的熔化和凝固過程，還有液體沸騰過程，內能雖然發(fā)生了變化，但溫度卻保持不變，這是因為物體的分子勢能發(fā)生了變化。②內能與熱量的關系物體的內能改變了，物體卻不一定吸收或放出了熱量，這是因為改變物體的內能有兩種方式：做功和熱傳遞。即物體的內能改變了，可能是由于物體吸收（或放出）了熱量也可能是外界對物體做了功（或物體對外做了功）。而熱量是物體在熱傳遞過程中內能變化的量度。物體吸收熱量，內能增加，物體放出熱量，內能減少。因此物體吸熱或放熱，一定會引起內能的變化。③熱量與溫度的關系物體吸收或放出熱量，溫度不一定變化，這是因為物體在吸熱或放熱的同時，如果物體本身發(fā)生了物態(tài)變化（如冰的熔化或水的凝固）。這時物體雖然吸收（或放出）了熱量，但溫度卻保持不變。

物體溫度改變了，物體不一定要吸收或放出熱量，也可能是由于對物體做功（或物體對外做功）使物體的內能變化了，溫度改變了。（4）機械能與內能的比較空中運動的足球除了整體具有機械能外，同時還具有內能。①物體宏觀運動而具有的能是機械能。機械能與整個物體的機械運動情況有關。②內能與物體內部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關，所以內能是不同于機械能的另一種形式的能。想一想：冰山有內能嗎？冰冷的冰山，溫度雖然低，其中的水分子仍然在做熱運動，所以也具有內能。一切物體不論溫度高低，都具有內能。2．內能的改變（1）熱傳遞改變內能物體吸熱溫度升高內能增加物體放熱溫度降低內能減少熱傳遞改變內能的實質是：內能從一個物體轉移到另一個物體，或從物體的一個部分轉移到另一部分。思考：內能改變多少可以用什么來量度呢？內能改變多少可用傳遞的熱量的多少來量度。在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量，熱量的單位是焦耳。發(fā)生熱傳遞時，高溫物體內能減少，低溫物體內能增加。熱傳遞的三種方式：生活中常見的熱傳遞改變內能的三種方式。傳導：放在熱湯中的金屬勺子變熱了；對流：燒水水變熱；輻射：曬太陽。（2）做功改變內能演示實驗：克服摩擦做功克服摩擦做功可以使物體的內能增加。壓縮氣體做功也可以使物體的內能增加。氣體膨脹對外做功，物體的內能減少。結論：對物體做功,內能增加,溫度升高。物體對外做功,內能減少，溫度降低。思考：你怎樣讓一段50cm的鐵絲溫度升高呢？ 用火燒、太陽曬、用手焐，用溫度更高的物體使鐵絲溫度升高，熱傳遞。用手搓、在地上摩擦、用錘敲、反復彎折，溫度升高的過程，往往伴隨著運動，做功。熱傳遞和做功改變物體的內能是等效的隨堂練習1．在0℃的房間里，靜止在地面上的鉛球[

]A．具有機械能

B．沒有機械能

C．具有內能

D．沒有內能2．下列關于物體的內能和溫度關系的說法中，正確的是[

]A．物體的內能跟溫度有關，物體的內能越大，溫度越高B．物體的內能跟溫度有關，物體的溫度升高內能增大C．物體的內能只和溫度有關，所以溫度高的物體，內能一定大D．物體的內能只和溫度有關，內能大的物體溫度一定高3．下面四句話中都有一個“熱”字，其中哪一句話中的“熱”字表示溫度[

]A．熱傳遞

B．物體吸熱溫度升高

C．摩擦生熱

D．今天天氣很熱4．物體從粗糙的斜面上滑下來，則[

]A．機械能不變，內能不變

B．機械能增加，內能不變C．機械能減小，內能減少

D．機械能減小，內能增加5．下列說法正確的是[

]A．一切物體都具有內能

B．一定質量的物體，溫度越高，內能越小C．物體的內能增加，溫度一定升高

D．物體的速度增加，內能一定增加6．下列關于內能的概念的說法中，錯誤的是[

]A．任何物體都具有內能

B．0℃的冰不具有內能C．一個物體的溫度發(fā)生變化，它的內能也變化

D．內能和機械能的單位都是焦耳7．下列說法正確的是[

]A．有機械能的物體必有內能

B．無機械能的物體必無內能C．有內能的物體可能無機械能

D．內能與機械能是兩種不同形式的能8．下列與物體的內能有關的因素是[

]A．物體的運動速度

B．物體的高度

C．物體的運動速度和高度

D．物體的溫度9．下列說法錯誤的是[

]A．溫度越高，分子無規(guī)則運動越快

B．溫度越高，氣體、液體、固體的擴散越快C．溫度越高，液體蒸發(fā)得越快

D．溫度越高，物體的運動速度越大參考答案：1．BC

2．B

3．D

4．D

5．A

6．B

7．CD

8．D

9．D1.3比熱容教學目標【知識與能力】1.通過探究實驗了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種屬性。2.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象。3.能用熱量的計算公式解決較簡單的熱量計算問題?！具^程與方法】1.通過探究，比較不同物質的吸熱能力；2.了解利用比熱容解釋海邊與沙漠晝夜溫差問題，并了解“熱島效應”。3.通過查比熱容表知道不同物質的比熱容一般不同，學習利用物理知識解釋日常生活中的實際問題的能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀】1．在探究活動中體驗科學探究的樂趣，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學精神。2．在探究活動中培養(yǎng)學生合作精神。教學重難點【教學重點】比熱容的定義與應用?！窘虒W難點】會利用公式Q=cm?t進行簡單的吸、放熱計算。教學過程創(chuàng)設情景、引入新課白天海灘上的沙子熱得燙腳，而海水卻非常涼爽；傍晚太陽西落，沙子很快涼了下來，而海水卻仍然暖暖的。同樣的日照條件，為什么沙子和海水的溫度不一樣？提出問題：為什么在同一時刻沙子和海水的溫度卻不一樣？猜想：沙子吸熱升溫比水快；沙子放熱降溫比水快。體驗生活：（1）燒開一壺水與燒開半壺水需要的熱量一樣多嗎？（2）把一壺水燒開與燒成溫水需要的熱量一樣多嗎？水在溫度升高時吸收的熱量，跟水的質量(m)有關，跟溫度升高的度數(Δt)有關。設計實驗：1.如何使物質的溫度升高？2.如果改變加熱方式會不會影響實驗效果?信息快遞：如果加熱方法完全相同，就可以認為單位時間內物質吸收的熱量相同。演示實驗：出示盛有等質量的水和煤油的兩只燒杯，可以明顯地看出兩者的體積不相同，這是為什么？不同的物質其密度不同，密度是物質的屬性。實驗器材：電加熱器（俗稱：“熱得快”），電加熱器每一秒鐘放出的熱量是一定的，兩個電加熱器是相同的，在相同的時間里它們放出的熱量也是相等的。實驗結果：煤油溫度升得快。這表明質量相等的水和煤油在溫度升高的度數相同時，水吸收的熱量比煤油多。提出概念：比熱容就是比較不同物質吸熱能力大小的物理量。一、比熱容經過科學測定，發(fā)現一般情況下，不同的物質，在質量相等、升高溫度相同時，吸收的熱量不同。物質的這種性質，用物理量比熱容來表示。比熱容：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容。比熱容用符號c表示，單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)。如果某物質的比熱是aJ/(kg·℃)，它是說單位質量為一千克的該種物質，每升高1℃時（或降低1℃時），吸收（或放出）的熱量是aJ。思考問題：為什么海水和沙子在同一時刻的溫度不一樣？因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱容比沙子的比熱容大，所以海水升溫比沙子慢；沒有日照時，海水降溫比沙子慢。二、比熱容的應用質量相同的不同物質，可吸收或放出同樣熱量時，比熱容較大的物質溫度變化較小。因此，比熱容大的物質對調節(jié)溫度有很好的作用。解釋：1．同樣的日照條件下，為什么中午的沙子比海水的溫度要高？2．我國吐魯番盆地會出現“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的現象，你能解釋其中的原因嗎？想想議議：我國北方室內的“暖氣”用水作為介質，把燃料燃燒時產生的熱量帶到房屋中取暖。用水作為輸送能量的介質有什么好處？生活中、各種產業(yè)中，還有沒有用水來加熱或散熱的情況？三、熱量的計算比熱容在數值上等于單位質量的某物質溫度每升高1℃所吸收的熱量。質量為m的某種物質（比熱容為c）溫度升高△t需要吸收多少熱量？小結：物體的質量為m，比熱容為c，溫度變化值為△t，物體在溫度變化過程中吸收或放出的熱量Q=cm△t。例：一個水壺裝滿質量為4kg，溫度為20℃的水，要將水燒開（1標準大氣壓），水需要吸收多少熱量？在利用Q=cm△t進行計算時要注意：1．各個物理量的單位。質量單位用千克（kg），溫度單位用℃。2．△t是溫度的變化值，既不是初溫也不是末溫，注意區(qū)分溫度“升高到”和“升高了”。3．物體吸熱升溫和放熱降溫的計算公式相同，注意溫度的變化。4．還可以利用公式變形計算質量：；比熱容：；溫度變化：。四、板書設計1.比熱容定義：單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質的比熱容。單位：J/(kg·℃)。物理意義：水的比