九年级上册物理教案—内能和热量(科教版)
一、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)鼓励学生自己查资料,培养学生自学的能力。
二、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。
三、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。
内能与什么有关2.内能的改变
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