初中物理人教版九年级全册第2节 内能教案

13.2 内能

教学目标

【知识与能力】

1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

2.知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变。

3.了解热量的概念，知道热量的单位是焦耳。

4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

【过程与方法】

1.通过探究找到改变物体内能的两种方法。

2.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。

3.通过查找资料，了解地球的“温室效应”。

【情感态度价值观】

1.通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。

2.通过演示实验，培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。

3.鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。

教学重难点

【教学重点】

内能概念的建立；改变物体内能的两种方法。     

【教学难点】  

做功和热传递在改变物体内能上是等效的。

教学过程

引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生的过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规则运动有什么关系呢？

新课教学

1.内能

（1）分子具有动能和势能

类比：运动的足球具有动能；运动的分子也具有动能。

被拉伸的弹簧的各部分互相吸引而具有势能；地球附近的物体受到地球的吸引，被举高的物体具有势能；分子间相互吸引也具有势能。

被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能；互相排斥的分子也具有势能。

结论：构成物质的分子在不停地做热运动，同样具有动能，而分子间具有相互作用力，又使得它们具有势能。

（2）物体的内能

物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

内能的单位是焦耳（J）。

内能：是所有分子热运动的动能和分子势能的总和，与物体是否做机械运动无关。

机械能：物体整体所具有的能，是物体动能和势能之和，与物体机械运动有关。

（3）内能、温度、热量的关系

①内能跟温度的关系

温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，内能也增大，反之，物体温度降低，其内部分子无规则运动的速度减小，物体内能减小。因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。

物体内能的变化，不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时变化有时却不变化。如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能虽然发生了变化，但温度却保持不变，这是因为物体的分子势能发生了变化。

②内能与热量的关系

物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递。即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是外界对物体做了功（或物体对外做了功）。

而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少。因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。

③热量与温度的关系

物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）。这时物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变。
物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。

（4）机械能与内能的比较

空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。

①物体宏观运动而具有的能是机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。

②内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。

想一想：冰山有内能吗？

冰冷的冰山，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。一切物体不论温度高低，都具有内能。

2.内能的改变

（1）热传递改变内能

物体吸热        温度升高        内能增加

物体放热        温度降低        内能减少

热传递改变内能的实质是：内能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一部分。

思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？

内能改变多少可用传递的热量的多少来量度。

在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。

发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。

热传递的三种方式：生活中常见的热传递改变内能的三种方式。传导：放在热汤中的金属勺子变热了；对流：烧水水变热；辐射：晒太阳。

（2）做功改变内能

演示实验：克服摩擦做功

克服摩擦做功可以使物体的内能增加。

压缩气体做功也可以使物体的内能增加。

气体膨胀对外做功，物体的内能减少。

结论：对物体做功,内能增加,温度升高。物体对外做功,内能减少，温度降低。

思考：你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？ 

用火烧、太阳晒、用手焐，用温度更高的物体使铁丝温度升高，热传递。

用手搓、在地上摩擦、用锤敲、反复弯折，温度升高的过程，往往伴随着运动，做功。

热传递和做功改变物体的内能是等效的

板书设计

内能

1.内能

（1）分子具有动能和势能

（2）物体的内能

物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

内能的单位是焦耳（J）。

（3）内能、温度、热量的关系

（4）机械能与内能的比较

2.内能的改变

（1）热传递改变内能

（2）做功改变内能

热传递和做功改变物体的内能是等效的

随堂练习

1.在0℃的房间里，静止在地面上的铅球（   ）

A.具有机械能     B.没有机械能    C.具有内能      D.没有内能

2.下列关于物体的内能和温度关系的说法中，正确的是 （   ）

A.物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高

B.物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大

C.物体的内能只和温度有关，所以温度高的物体，内能一定大

D.物体的内能只和温度有关，内能大的物体温度一定高

3.下面四句话中都有一个“热”字，其中哪一句话中的“热”字表示温度（   ）

A.热传递                        B.物体吸热温度升高    

C.摩擦生热                        D.今天天气很热

4.物体从粗糙的斜面上滑下来，则（   ）

A.机械能不变，内能不变                 B.机械能增加，内能不变

C.机械能减小，内能减少                 D.机械能减小，内能增加

5.下列说法正确的是（   ）

A.一切物体都具有内能            

B.一定质量的物体，温度越高，内能越小

C.物体的内能增加，温度一定升高  

D.物体的速度增加，内能一定增加

6.下列关于内能的概念的说法中，错误的是（   ）

A.任何物体都具有内能                      

B.0℃的冰不具有内能

C.一个物体的温度发生变化，它的内能也变化  

D.内能和机械能的单位都是焦耳

7.下列说法正确的是（   ）

A.有机械能的物体必有内能         B.无机械能的物体必无内能

C.有内能的物体可能无机械能       D.内能与机械能是两种不同形式的能

8.下列与物体的内能有关的因素是（   ）

A.物体的运动速度                B.物体的高度  

C.物体的运动速度和高度           D.物体的温度

9.下列说法错误的是（   ）

A.温度越高，分子无规则运动越快  

B.温度越高，气体、液体、固体的扩散越快

C.温度越高，液体蒸发得越快    

D.温度越高，物体的运动速度越大

参考答案：1.BC   2.B   3.D   4.D   5.A   6.B   7.CD   8.D   9.D