初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 内能教学设计及反思

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 内能教学设计及反思，共7页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教具准备，教学课时，教学过程，板书设计，知识拓展等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
[知识目标]
1.了解内能的概念，知道内能是分子动能和分子势能的总和.
2.理解并能简单描述温度和内能的关系.
3.能正确理解内能和机械能的区别.
[能力目标]
1.通过演示实验说明温度和内能之间的关系.
2.学会用类比的方法研究问题.
[素养目标]
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.鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力.
【教学重点】内能概念的建立
【教学难点】正确理解内能与温度的关系.
【教具准备】多媒体课件
【教学课时】1课时
【教学过程】
一、巩固复习
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
二、新课引入
教师用多媒体播放嫦娥二号奔月动画视频，让学生观察、思考与交流.利用学生的感官来激发学生的求知欲，迅速进入课题思考，同时也让学生为祖国成就而自豪.
待学生看完后，教师提问：嫦娥二号发射、进入月球轨道三次制动，依靠什么能量做动力呢？
学生思考、讨论，发表各自的看法.
教师对学生进行启发、引导：靠的是燃料燃烧产生高温高压的燃气推动火箭做功，把卫星送上月球.燃气为什么有这么大的能量呢？这种能量有什么特点？它与前面学习的电能、机械能有何不同呢？大家通过这节课的学习后，你就会明白.好，下面我们开始探究学习.
三、进行新课
知识点1 内能的概念
1.内能的概念
教师可先复习动能和势能的相关知识，指出运动的物体因运动而具有动能，高处的物体因被举高且受重力而具有重力势能，发生弹性形变的物体因有弹力而具有弹性势能.教师向学生展示教材P13图13.3-1，引导学生类比分析.
师 我们知道宏观物体运动时具有动能，那么微观物体分子具有什么能呢？
生：分子在永不停息地做无规则运动，一切运动的物体都具有动能，那么分子也具有动能.
师 真棒！运动的分子具有动能，那么它的动能大小与什么因素有关？
生：上节课讲的扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子的运动跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，分子具有的动能也就越大.
师 同学们说得很好，我们知道弹簧发生弹性形变时具有势能，而分子间有相互作用力，相互吸引或排斥的分子会不会也有势能呢？
生：相互吸引或排斥的分子应该也具有势能.
师 同学们说得对，我们知道宏观物体的动能和势能统称为机械能，而微观物体的分子动能与分子势能的总和，我们叫作内能，下面我们就一起来认识内能.
板书：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能.
师 请同学们思考：是不是一切物体都具有内能？
学生认真思考并积极讨论.（有的回答是，有的回答不一定）
师 大家不要着急，要想弄明白这个问题，我们先看教材P14的图片13.3-3，然后分析这两幅图中的铁水和冰块具有能量吗？为什么具有？
生1：炽热的铁水，温度很高，分子运动很剧烈，它具有内能.
生2：冰山上冰冷的冰块，虽然温度很低，但其内部的分子仍在做无规则运动，所以它具有内能.
教师鼓励学生，并进行总结和板书.
板书：一切物体，不论温度高低，都具有内能.
例题1（多媒体展示）下列有关物体内能的说法中，正确的是（ ）
A.0℃的物体没有内能
B.内能是物体内部一部分分子做无规则运动所具有的能
C.内能是物体具有的动能和势能的总和
D.一切物体都有内能
解析：内能是物体内部所有分子的分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何时刻任何温度下都具有内能，故选D.
答案：D
2.内能和机械能的区别
师请同学们思考内能和机械能有什么区别？
生1：机械能是宏观物体具有的，看得见，能直观感受到.而内能是微观分子具有的，看不见，只能借助它表现出来的现象感知；
生2：分子总是在永不停息地运动，因此，内能应该每时每刻，不论何种状态都具有；但物体的机械能不是每时每刻都有.
教师鼓励学生的回答，并进行总结：内能与机械能是两种不同形式的能，内能是与分子运动相对应的能量，是物体内部分子动能与分子势能之和，是与物体内部分子数、温度、分子间距离有关的能量.机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量，是物体动能与势能之和，是由物体质量、整个运动状态和相对位置决定的能量.
板书：（1）内能和机械能是两种不同形式的能，不能混淆.
（2）一切物体都具有内能，但并不是所有物体都具有机械能，如在水平地面上静止的石头便没有机械能.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
知识点2 内能的影响因素
师 内能大小可能与什么因素有关？请大家积极发言.
生1：与温度有关，物质温度发生变化时，分子运动速度快慢也会变化，所以物体内能也会变化.
生2：与质量有关，对同一物质而言，质量越大，物体内部分子数目越多，所以分子动能和势能也大，内能也大.
生3：与状态有关，当物质的状态发生变化，分子间距离也会发生变化，则分子间相互作用力的强弱也会变化.所以分子间势能发生变化，内能也变化.
教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.
板书：
（1）内能与温度有关，同一物体，温度越高，内能越大，温度越低，内能越少.
（2）内能还与物体的体积（或质量、状态）有关，同种物质，温度相同时，体积（质量）越大，内能越大.
例题2（多媒体展示）关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A.物体的质量越大，内能越小
B.物体举得越高，内能越大
C.物体运动得越快，举得越高，内能越大
D.物体温度越高，内能越大
解析：在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能，对于同一物体，温度越高，内能越大.同种物质，温度相同，状态不变时，质量越大，内能越大，故选D.
答案：D
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
五、教师结束语
大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了内能这个物理量，知道内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和；知道一切物体无论温度高低，都具有内能，知道内能和机械能是两种不同形式的能；知道内能的影响因素是质量、温度、状态（体积），我们今天就学到这.好，谢谢！
六、课后作业
完成本课时对应课后练习.
【板书设计】
第2课时 改变内能的两种方式
【教学目标】
[知识目标]
1.知道热传递可以改变物体的内能.
2.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些生活事例.
[能力目标]
1.通过观察、实验、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与物体内能的变化关系.
[素养目标]
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和内能变化的关系.
3.通过分析、对比,学会用类比的方法研究问题.培养学生良好的科学态度和实事求是精神，帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向.
【教学重点】改变物体内能的方法.
【教学难点】做功和热传递的比较.
【教具准备】
教师：多媒体课件、压缩空气引火仪、塑料瓶（带塞子）、打气筒、乙醚、脱脂棉等.
学生：铁丝、铁锤、砂纸、火柴、保温水瓶（盛有热水）等.
【教学课时】1课时
【教学过程】
一、巩固复习
教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
二、新课引入
师 上一节课时我们认识了内能，知道了内能与温度的变化关系，知道了内能的影响因素，下面请同学们观看两个实验，想想老师是通过什么方式改变物体的内能的.
实验1：把一根粗铁丝，在酒精灯上加热，铁丝温度升高，内能增加.
实验2：教师引导两名同学上讲台，演示两手互搓实验，发现手互搓后变热，温度升高，内能增加.
学生观看实验后，对改变内能的方法产生浓厚的兴趣，教师趁机引入课题.
三、进行新课
知识点1 热传递和内能的改变
师 改变物体的温度可以改变物体的内能.那么改变物体内能的方法有哪些呢？请同学们思考如何使一根粗铁丝的温度升高，内能增加.大家可以通过交流、讨论、动手做实验的方式进行探究.然后看看谁想出的办法多.
学生根据生活经验，提出各种猜想，并思考、设计实验进行探究.
教师巡视，了解情况.
学生发表各自探究后的意见.
教师收集、整理并点评使铁丝的温度升高、内能增加的办法：
①可以用锤子敲打铁丝；
②用砂纸摩擦铁丝；
③用开水烫；
④点燃火柴加热；
⑤弯曲铁丝；等等
教师引导学生对上述方法进行分类归纳，并说出分类依据.
生：①②⑤外力做功；③④给它加热.
师同学们说得很正确，①②⑤是通过“做功”的方式改变内能，而③④的“加热”其实是使温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低.这个过程叫作热传递.热传递过程中内能如何变化呢？
生：发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加.
板书：
热传递可以改变物体的内能，发生热传递时，高温物体内能减少，温度降低；低温物体内能增加，温度升高，当两个物体温度相同时，热传递停止.
师 请同学们试着用热量来解释开水温度降低过程中内能的变化.
生：开水温度降低，放出热量，内能减少；而冷水、冰块周围的气体、冰箱中的气体吸收热量，温度升高，内能增加.
教师点评学生的回答，并进行总结：物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
知识点2 做功和内能的改变
师 再请大家思考一个问题，冬天，我们感觉手很冷时，为了让手变得温暖，你通常有哪些做法？
生：（踊跃回答）双手来回搓；往手上哈气，握着热水袋、暖炉；晒太阳；烤火；劳动；跑步……
教师点评学生的回答，并予以肯定.
师 对物体做功，物体的内能增加.在我们用气筒不断给自行车车胎打气的过程中，你能感觉气筒壁的温度有什么变化？
生：气筒壁温度升高了.
师好，下面我们来做一个实验.（教师演示压缩空气引火仪的实验，帮助学生进一步理解做功可以改变物体的内能.）
实验分两步进行，为便于比较，第一步中厚玻璃筒内先不放脱脂棉，直接压缩筒内空气.
师提问：筒内空气的温度、内能有无变化.实验说明了什么？
学生可能会感到困惑：空气内能增加与否怎么能看得见？
教师接着演示第二步：将脱脂棉放入厚玻璃筒内，并压缩筒内空气.（要求学生仔细观察，发现脱脂棉燃烧起来）
师接着提问：（1）研究对象是什么？（2）为什么放入脱脂棉？
生：（1）研究对象是空气，而不是脱脂棉.（2）放入脱脂棉的目的是利用转换法显示空气温度升高.
教师总结：这个实验说明空气的温度升高了，内能增加了.对物体做功，会使物体的内能增大.
师 对物体做功，会使物体的内能增大，那反之，如果物体对外做功，内能有何变化？好，请同学们看下面的实验.（师演示：教材P16《演示》中的实验乙.）
提示：用饮料瓶代替玻璃瓶进行实验（更安全，现象更明显）.
学生观察后，教师提问：观察到的现象有哪些？瓶盖跳起说明了什么？出现水雾是什么现象？说明了什么？水雾起了什么作用？
学生思考、交流、讨论.发表各自看法.
教师点评：压缩气体时，瓶内气体温度升高，内能增加，热空气将热量传递给水，使水的温度升高.瓶内气体推动塞子做功时，内能减少，水蒸气放热液化形成“白气”（小水滴）.这个实验说明了物体对外做功时，内能减少.
板书：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减少.
师 同学们，内能与我们的生活息息相关，我们时时刻刻、无处不在地与内能打交道，我们在生产、生活中利用内能.内能利用得好时能给我们人类带来好处，利用得不好时也会给我们带来危害.
学生积极思考并发言.
例题1（多媒体展示）下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ）
A.物体温度升高，一定吸收了热量
B.物体放出热量时，温度一定降低
C.物体温度升高，内能一定增加
D.物体内能增加时，温度一定升高
解析：改变物体内能的方式有做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的.物体温度升高可能是对物体做了功，也可能是物体吸收了热量，所以A选项错误；当晶体在熔化和凝固时，分别吸收和放出热量，而温度保持不变，所以B、D选项错误；物体的温度升高，其内部分子的动能增加，所以内能一定增加，因此C选项正确.
例题2（多媒体展示）下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是（ ）
A.冬天人们搓手取暖
B.小孩从滑梯上滑下时臀部感受到热
C.加剧的温室效应使得多年的积雪融化了
D.古代的人钻木取火
解析：
改变物体内能的方法有两种，即做功和热传递.加剧的温室效应使气候变暖，多年的积雪由于吸热而融化，这是热传递使雪内能增加的结果，而其他三项都是摩擦做功使物体的内能增加.故正确选项为C.
答案：C
例题3
（多媒体展示）如图所示的三幅图，它们共同反映了哪些物理知识？（至少写出两点）
（1）——————————————————————————————————————————————————————;
（2）——————————————————————————————————————————————————————.
答案：（1）做功可以改变物体的内能
（2）内能和机械能可以相互转化
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
四、课堂交流、小结与延展
师 同学们，我们通过这两节课的学习，知道内能的概念，了解了内能的特点，知道改变物体内能的方法.还明白了内能与我们人类生产、生活密切相关.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.
生1：通过学习，我明白了内能不同于机械能，是微观分子具有的能量的体现.
生2：通过学习，我们明白了任何物体，任何状态下都有内能.
生3：内能和机械能等其他的能量之间可以相互转化吗？
生4：热传递过程中有内能的转移，那么，进行热传递需要满足什么条件呢？
师 从上面实验中，把开水倒入冷水中，开水放出热量，冷水吸收热量，开水温度降低，冷水温度升高，最后，两者温度相同时，不再进行热量传递.可知，热传递的条件是：存在温度差.
生5：我们说物体温度高，温度低，那也可以说物体含有热量多或含有热量少吗？
师 这个问题提得好，“热量不能含有，温度不能传递”.因为热量是在热传递过程体现出来的，没有温度变化，就没有热量变化，所以，热量是动态量；而温度则不一样，是状态量.
生6：发生热传递的两个物体的内能是如何变化的？
师 同学们说得很好，课后你们可以根据刚才自己提出的问题去探究，找到正确的答案.
五、教师结束语
同学们，我们通过这两节课的学习，不仅收获了不少知识，更重要的是学会了两种研究问题的方法——“类比法”和“转换法”.我们通过把内能与机械能进行类比，大家知道了内能是分子动能和分子势能的总和.而且还知道了影响内能的因素.我们通过转换法，知道了内能改变的两种方法：做功和热传递.更重要的是明白了内能与我们的生产生活息息相关，我们在不知不觉地利用它.大家深深体会到，物理是一门有趣有用的科学.只要大家平时多关注生活、留心观察身边的现象，勤于思考，就会轻松地学好物理.好，谢谢大家！
六、课后作业
完成本课时对应课后练习.
【板书设计】
【知识拓展】
暖气片安装在什么位置好
空气是热的不良导体，是很不容易传热的，那为什么暖气片却能把整个房间里的空气烘暖呢？下面我们就来分析.
气体是会流动的，并且是热胀冷缩的.靠近暖气片的空气首先受热，体积膨胀，密度减小，变得轻了便往上升；其他部分的冷空气就流到暖气片的周围，来填补上升空气空出来的位置，它受热后体积膨胀，密度减小，接着也往上升；先前上升的空气渐渐变冷，密度又增大了，便往下流.这样，房间里的空气便开始上下“对流”起来.在对流的过程中，整个房间里的空气都热起来，室内也就暖和了.因为热量是暖气片上散发出来的，所以安装的位置要选好.如果你仔细观察一下，就会发现，暖气片大都安装在窗台下面.这有两个好处：第一，由于暖气片接近地面，能使室内的全部空气发生对流，所以保持了室温的均衡；第二，一旦空气从窗户缝里钻进来，暖气片就把它加热，起到了防冷的作用.
人们选择适当的位置安装暖气片，是为了空气更好地对流.其实，这个问题在很多地方都要考虑，比方说，锅灶上的烟囱、仓库的天窗与地窗，究竟安在哪里好？都是有讲究的.如果有兴趣，可以去观察一番，想想它的道理.