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    人教版物理九年级13.2 《内能》导学案(学生版)
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    初中物理人教版九年级全册第2节 内能学案及答案

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    这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 内能学案及答案,共9页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,自主预习,合作探究,想想议议,精讲点拨,归纳整理等内容,欢迎下载使用。

    1. 会用类比的方法建立内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
    2. 知道热传递可以改变物体的内能。
    3. 知道热量的概念和单位。
    4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。
    【学习重点】
    1. 内能、热量概念的建立。2. 改变物体内能的两种途径。
    【学习难点】
    用类比的方法建立内能的概念。
    【自主预习】
    阅读教材,完成以下问题:
    1. 内能的概念:分子由于不停地做热运动而具有的动能叫做 ;分子之间由于存在类似弹簧形变时的相互作用力而具有的势能叫做 。构成物体的所有分子,其热运动的 与 的总和叫做物体的内能。内能的单位是 ,各种形式能量的单位都是焦耳。
    2. 内能的影响因素:物体的内能与物体内部分子的 运动和分子之间的相互 情况有关。一切物体都具有内能,当物体的温度升高时,内能 ;温度降低时,内能 。此外,物体的内能还与物体的质量、 等因素都有关。
    3. 热传递改变物体的内能:在热传递过程中,传递 的多少叫做热量,热量的单位是 。发生热传递时,高温物体 热量,内能 ;低温物体 热量,内能 。
    4. 做功改变物体的内能:对物体做功,物体的内能会 ;物体对外做功,物体的内能会 。(均选填“增大”或“减小”)
    【合作探究】
    探究一、内能
    1. 分子具有动能与势能
    (1)分子动能
    【想一想】运动的物体(如篮球、车辆等)具有 能;物体内的分子在做热运动,是否也具有能量?
    【结论】运动的分子也具有动能,叫作 能。
    (2)分子势能
    【想一想】一根被压缩的弹簧各部分互相排斥,被拉伸的弹簧各部分互相吸引,具有 能。分子间既相互吸引又相互排斥,是否也具有能量?
    【结论】分子间也具有势能,叫作 。
    2. 内能
    (1)构成物体的所有分子,其热运动的 与分子 的总和,叫做物体的内能。
    (2)内能的单位是 (J)。
    (3)飞在空中的足球,具有重力势能;足球在空中飞行,还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能外,同时还具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关,内能是不同于机械能的另一种形式的能。
    (4)一切物体,不论温度高低,都具有内能。
    炙热的铁水具有内能;冰冷的冰块,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。
    3. 影响内能大小的因素
    【想想议议】物体内能的大小与哪些因素有关?
    (1)内能大小与温度的关系
    对一杯水加热时,水的温度越高,水内部分子运动越 ,内能越 。反之,温度越低, 内能越小.
    (2)内能大小与质量的关系
    【想一想】温度相同、质量不同的水,内能相同吗?为什么?
    【分析】温度相同、质量不同的水,质量越大,水分子数目越 (多/少),所以分子动能和势能的总和也会越大,即水的内能也 。所以在温度相同、状态相同时,物质的质量越大,内能 。
    (3)内能大小与状态(体积)的关系
    【想一想】一块0℃的冰熔化成0℃的水时内能是否改变?
    【分析】因为0℃的冰熔化成0℃的水时,要 热量(吸收/放出),体积变小,分子间的距离变 ,作用力变 ,所以水的内能变 。可见物体的内能跟物体的 (体积)有关.
    【结论】物体的内能跟物体的 、 、 等因素有关.
    4. 内能与机械能的区别
    【例题1】(多选)四只相同的烧杯中装有水,水量及温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是( )
    A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能
    B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能
    C.c烧杯中水的内能大于a烧杯中水的内能
    D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
    探究二、物体内能的改变
    【想一想】寒冷的冬天,为什么人们喜欢抱热水袋?人从热水袋中得到了什么?
    【分析】这是因为发生了 ,热水把 传递给人,人们获得了内能,而热水减少了内能。
    1. 热量
    (1)在热传递过程中,传递 的多少叫热量,单位是 。
    (2)发生热传递的一些实例:
    用火烧水做饭;冬天对手呵气感到暖和;棉被太阳晒得暖呼等.
    2. 热传递改变物体的内能
    (1)发生热传递时,低温物体吸收热量,内能 ;高温物体放出热量,内能 (均选填“增大”或“减小”)。物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越 。
    (2)热传递的过程:实质是 转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。
    可见热传递可以改变物体的内能。
    3. 做功改变物体的内能
    【思考】除了热传递外,还有什么途径可以改变物体的内能?
    (1)实例分析:人从滑梯下滑时的情景。
    【分析】人从滑梯下滑时屁股有点发烫,说明摩擦可以产生热,这部分内能是哪里来的呢?很明显这部分内能并不是热传递得到的。原来,人下滑时要克服摩擦力做功,把一部分机械能转化为了内能。
    可见, 也可以改变物体的内能。
    (2)演示实验
    ①如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。
    【分析】棉花会燃烧起来,是因为活塞压缩气体 ,使空气的内能 ,温度 ,达到硝化棉的 。可见对物体做功,可以 物体的内能(选填“增大”或“减小”)。
    ②如图所示,烧瓶(或可乐瓶)内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳出时,观察瓶内的变化。在上述实验中,通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能?
    【分析】图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的 ;当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现 ,说明水蒸气液化成了可以看到的 。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度 ,内能 。可见,物体对外做功,内能 (选填“增大”或“减小”)。
    结论:外界对物体做功,物体的内能 ;物体对外界做功,物体的内能 。
    (3)生活及自然界中利用做功改变内能的现象
    ①冬天人们搓手感到暖和;②从滑梯下滑时屁股有点发烫;③汽车急刹车时,轮胎克服地面间的摩擦做功,内能增加,温度升高,轮胎表面被烧焦;④流星穿越大气层时,克服空气阻力做功,内能增加,温度太高,达到流星燃点,流星燃烧。
    【例题2】如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识,关于它们的说法正确的是( )
    A.甲图中,使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
    B.乙图中,人搓手发热说明物体对外做功,内能增大
    C.丙图钻木取火过程是机械能转化为内能
    D.丁图中水蒸气将塞子冲出的过程中,水蒸气通过做功的方式使自己内能增大
    【例题3】如图所示,在烧瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现了____,说明水蒸气_______(填物态变化名称)成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外 _____ ,温度 ______ 内能______。
    探究三、温度、热量与内能
    1. 温度、热量与内能
    (1)温度
    温度表示物体的 程度。是一个状态量,一个物体在某一时刻对应一定的温度。描述温度时,一般说“物体的温度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如:夏天天气热,这个“热”表示 .
    (2)内能
    内能表示物体内部所有分子做无规则运动的 能和 能的总和。是一个状态量,所有物体都有内能。描述物体的内能一般说“物体具有内能、改变了内能、传递了内能等”。例如:“摩擦生热”,表示克服摩擦力做功,把机械能转化为内能,所以这个“热”表示 .
    (3)热量
    热量表示热传递过程中传递 的多少。热量是一个过程量,只有发生热传递时,才能用热量来量度内能的变化量(物体吸收或放出的能量的多少)。 不发生热传递,讲热量就没有意义。描述热量时,只能说物体“吸收、放出”热量,不能讲“物体具有热量”。
    2. 温度与热量
    (1)物体吸收热量,温度 变化(选填“一定”或“不一定”)。晶体熔化时,吸收热量,温度不变。晶体凝固时,放出热量,温度不变。
    (2)物体温度变化时,不一定要吸收或放出热量。物体温度降低,可能是物体对外界做功。物体温度升高,可能是外界对物体做功。
    3. 温度与内能
    (1)物体温度变化时,内能 变化(选填“一定”或“不一定”)。物体温度降低,内能减少;物体温度升高,内能增加。
    (2)物体内能变化时,温度不一定变化。晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度不变。晶体凝固时,放出热量,内能减少,温度不变。
    4. 热量与内能
    (1)物体吸热或放热, 会引起内能的变化(选填“一定”或“不一定”)。物体吸收热量,内能增加。物体放出热量,内能减少。
    (2)物体内能改变,不一定是由于物体吸收或放出热量。物体内能增加,可能是外界对物体做功。物体内能减少,可能是物体对外界做功。
    【例题4】关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
    A.温度高的物体比温度低的物体内能大
    B.一杯水的内能比一桶水的内能小
    C.物体吸收热量,温度升高,内能增加
    D.水放出热量凝固成冰过程中,温度不变,内能减小
    【精讲点拨】
    1. 内能是指物体内部大量分子所具有的内能,而不是单个分子的内能,一切物体无论温度高低都具有内能。
    2. 内能与机械能的区别:机械能是描述宏观物体具有的能量,与物体质量、高度、速度等有关;而内能是描述微观物体(分子)具有的能量,与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。
    3. 做功和热传递对内能改变的效果是等效的。一个物体的温度升高,内能变大,可能是热传递,也可能是外界对物体做了功。
    【归纳整理】
    内能
    改变内能的
    两种方法
    ①热传递——实质是内能的转移.用热量来量度内能的变化量.
    ②做功——内能与其它能的转化.用功来量度内能的变化量.
    热传递和做功改变物体的内能是等效的.
    ①物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能;单位是焦.
    ②一个物体温度升高时,它的内能就增加;一个物体温度降低时,它的内能就减少.
    ③影响内能大小的因素:物体温度、质量、状态.
    内能

    【课堂练习】
    1.仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是( )
    A.甲杯中水的内能多 B.乙杯中水的内能多
    C.甲杯和乙杯中水的内能一样多 D.无法判断

    2. 在下图中,属于热传递改变内能的是( )
    A B C D
    A. 两手相互摩擦能发热 B. 用火给水壶里的水加热
    C. 锯木头锯子发烫 D. 压缩空气引火
    3. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
    A.物体温度升高,一定是吸收了热量 B.物体吸收热量,温度一定升高
    C.0℃的冰块,内能一定不为零 D.温度高的物体含有的热量多
    4. 如图1所示,在气缸A中密封有压缩空气,B是一个被销钉K锁住的活塞,C是一支温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,活塞向_____(填“左”或“右”)运动,气缸A内气体对外做功,温度计的示数________。
    图1 图2
    5. 如图2所示,试管内装有水,用塞子塞紧试管口,用酒精灯加热试管底部,一段时间后,塞子从试管口被管内气体推出,试管口附近伴随有白雾出现,这是因为试管内的气体对塞子______时,将管内气体的______能转化为塞子的机械能,导致气体温度降低所致。
    6. 如图所示,是研究做功与内能改变的一个实验装置,玻璃瓶内装入少量的水,用塞子把瓶口塞紧,并用打气筒往瓶内打气,瓶内压强增大到一定程度时,塞子会从瓶口跳起来。
    (1)在这一实验中,你应该注意观察的是_____;
    A.打气的过程 B.打气的过程中瓶中的情况
    C.塞子跳起的高度 D.塞子跳起的瞬间,瓶内发生的变化
    (2)玻璃瓶内装入少量水的目的是_____;
    (3)你所观察到的现象是瓶内出现白雾,这一现象所能说明的问题是_____。
    【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题内能
    机械能
    概念
    物体内部所有分子动能
    与分子势能的总和
    物体所具有的动能
    和势能的总和
    影响因素
    物体的温度、体积、
    质量、状态等
    物体的质量、速度、
    高度(或形变程度)
    研究对象
    微观世界的大量分子
    宏观世界的所有物体
    存在条件
    永远存在
    运动或在高处或
    发生弹性形变
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