第2节《内能》教学设计
一、教材内容分析
本节内能是从微观的角度研究热量，是研究微观世界分子热运动的一个重要概念。内能是研究宏观世界热现象的基础，是深入研究热现象的必然要求。
二、课标要求： 了解内能和热量。 三、学情分析 在日常生活中，学生对于热现象均有深刻的感受和体会，至于在微观世界层面研究热现象还不曾接触。学生对于内能这个概念比较陌生，由于在日常教学中我们无法直接观察到物质的微观世界，对于学生学习、理解该知识具有一定的难度。因此在教学过程中需要学生充分的展开想象，教师可结合具体宏观中的生活事例进行阐释，帮助学生构建起微观世界中相关的理论。
四、教学目标
（一）知识与技能
1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。 2．知道热量的概念及单位。
3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。
4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。 （二）过程与方法
会根据分子动理论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。
（三）情感态度和价值观
了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。
五、教学重难点
本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子，其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象，学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的，而内能的概念也非常抽象，内能概念的建立是本节的一个重点和难点；物体的内能与温度有关，两个温度不同的物体会发生热传递，在热传递过程中转移能量的多少就是热量，它不是物体内部所含有的量，而是一个变化量，要区分温度、内能、热量之间的关系，所以对热量概念的建立也是本节重点之一；另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。
重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径。 难点：用类比的方法建立内能的概念。 六、教学策略
内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解。在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能。内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化。内能改变有两种方法：做功和热传
递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结出内能改变的两种方法。热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移。做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等。做功改变物体的内能是能量的转化。
七、教学资源准备
多媒体课件、空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。
八、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 演示：给一个回力玩具汽车学生观察小车运动，得出上紧发条，使其在水平桌面小车的动能是由弹簧的创设情景 上运动。 弹性势能转化而来的。 （5分钟） 小汽车的动能是怎么来的？ 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。 演示：从一个装满开水的暖学生观察实验，思考问结合实验，水瓶中倒出一部分水，用软题。 提出问题，引入新课 水塞塞紧，注意观察瓶塞。 提出猜想，可能是来自于引入新课。 （5分钟） 推动瓶塞的能量来自哪里？ 热水（或热的水蒸气）。 水蒸气具有能量，这就是我 们要研究的内能。 内能 结合动能的特点，思考问展示具有动能的物体的图片题。 和视频。 分子也具有动能，根据分物体由于运动而具有的能量子动理论的初步知识，分是动能。分子具有动能吗？ 子在不停地做无规则运展示具有势能的物体的图片动。 和视频。 弹簧由于发生弹性形变具有 新课内容弹力，还具有弹性势能。分结合势能的特点，知识迁（25分子间有分子势能吗？ 移得出：分子具有分子势钟） 我们把动能和势能统称为机能，因为分子间也存在相械能，构成物体的所有分子，互作用的引力和斥力。 其热运动的动能和分子势能 之和叫做物体的内能。 内能和机械能是同种能量根据前面的定义，学生讨吗？你能说出它们的异同点论。 吗？ 机械能是与物体整个机小结：内能是与机械能不同械运动情况有关的能量。 利用对比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养。 培养对比的物理方法。 的一种能量。物体可以没有机械能，但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。 而内能是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。 内能和机械能的单位都是焦耳（J）。 学生进行讨论补充。 内能的大小 学生讨论，进行猜想，同 猜想：内能大小可能与哪些学之间相互补充。 因素有关？请说说你的猜想1．内能可能与温度有关，培养学生分依据。 因为温度越高，分子运动析问题的能小结： 越剧烈，分子动能越大，力。 1．内能的大小与物体的温度内能越大。 有关。同一物体温度升高，2．内能可能与质量有关，内能增大；温度降低，内能因为质量越大，物体所含减小。 分子数量越多。 2．内能还与物体的质量、状学生根据影响内能大小态等有关。 的因素判断内能的变化。 3．一切物体都具有内能。 判断下列物体内能的变化。 1．太阳下的一瓶水，温度升高。 2．一杯水喝掉一半。 3．水结成冰。 物体内能的改变──热传递 如何判断一个物体内能大小物体的内能与温度有关， 的变化？ 物体温度升高，内能增 把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿大；温度降低，内能减小。 出放入冷水中，判断鸡蛋和可以根据温度的变化来 水的内能的变化。并说出理判断物体内能的变化。 由。 鸡蛋和水的内能发生了改鸡蛋的内能减小，水的内 变，它们之间发生了热传递，能增大。因为鸡蛋的温度 通过热传递改变了鸡蛋和水降低，水的温度升高。 提高学生的的内能。 物理素养。热会从高温物体传递给低温 培养思考、物体；高温物体的温度会降 自学能力。 低内能减少，低温物体的温热传递从高温的鸡蛋向 度会升高，内能增加。 水传递。 在鸡蛋和水的例子中，热传 递的方向？ 热量： 1．定义：在热传递中，传递 能量的多少。 2．单位：焦耳（J）。 3．物体吸收热量时内能增 加，放出热量时内能减少。 4．热量反映的是热传递过程 中内能的变化量，只能用“吸 收”或“放出”描述，不能 用“具有”、“含有”等词 描述。 学生讨论，举例。 5．热传递中转移的是热量，冬天利用热水袋取暖、发利用生活实不是温度。 烧时用冷毛巾给头部降例提高学生你能举出一些利用热传递改温、夏天把食物放入冰箱的学习兴变物体内能的例子吗？ 冷藏等。 趣。 讨论： 结合问题，讨论温度、内能 和热量的不同点。 学生讨论，进行交流。 一个物体的温度升高，它的物体内能增加，温度不一培养学生合内能增加。物体内能增加，定升高。如晶体在熔化作学习的能温度是否一定升高？举例说时，温度不变，内能是增力。 明。 加的；液态晶体在凝固小结：内能是能量的一种形时，温度不变，但要放热，式，也是某一时刻的状态量，内能减少。 一切物体都具有内能；热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述。 物体内能的改变──做功 除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？ 投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？ 分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？ 器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等 学生讨论实验方法，并尝试完成实验。 分析论证：你能给这些方法进行分类吗？ 学生观察图片和视频，这 些图片说明了做功可以 改变物体的内能。 学生进行实验，可能会出 现下列方法： 1．用打火机去烧铁丝，培养学生实使铁丝的温度升高。 验动手能2．把铁丝放在热水袋上，力。 用热水袋焐铁丝。 3．把铁丝反复弯折，使 铁丝温度升高。 4．用砂纸反复摩擦铁丝， 使铁丝温度升高。 …… 方法1和2属于一类，采 你还能举出一些利用做功改用了热传递的方法使铁变物体内能的一些实例吗？ 丝温度升高、内能增加。得出结论：改变物体内能有另外两种方法采用做功两种方式：热传递和做功。 的方法改变了铁丝的内演示实验 能。 1．在一个配有活塞的厚玻璃结合实际生活，学生举筒里放一小团硝化棉，把活例，如摩擦生热、钻木取塞迅速压下去，观察发生的火等。 现象。 学生观察实验，思考提出（1）实验中硝化棉的作用 的问题。 （2）实验中谁对谁做功？ 实验中利用硝化棉的燃通过实验可以知道，对物体烧反映了筒内空气内能做功，物体的内能会增加，增加，温度升高，采用了把机械能转化为内能。 转化的方法。空气内能增利用打气筒给自行车车胎打加是因为活塞压缩筒内气，请一同学用手感觉气筒空气做功，把活塞的机械外壁上下部分的温度，形成能转化为空气的内能。 此现象的原因？ 打气筒外壁下面温度比由此可见，压缩空气做功使上面的温度高，主要的原空气内能增大是气筒外壁温因是压缩空气做功增加度升高的主要原因，摩擦在了内能。 这里是次要的。 2．在烧瓶内盛少量水。利用 打气筒给瓶内打气，当瓶塞 跳出时，观察瓶内的变化。 学生观察实验，在瓶塞跳（1）描述观察到的实验现出时，可以看见瓶内出现象，此现象形成的原因是什水雾。它是由瓶内水蒸气么？ 遇冷液化形成的。利用打（2）瓶内放水的作用是什气筒给瓶内打气时，压缩么？ 瓶内空气做功，空气的内（3）实验中谁对谁做功？ 能增加，温度升高，瓶内本实验中通过水蒸气液化形的水汽化形成大量无色成水雾来反映气体对外做功的水蒸气；当瓶内气体冲时内能减少、温度降低的，开瓶塞时，空气推动瓶塞也是利用了转化的物理方做功，内能减少，温度降法。 低，使水蒸气液化形成小通过实验可以知道，物体对水滴。 外做功，内能会减少，把内学生结合实际生活，举能转化为机械能。 例。 你能再举出一些物体对外做如打开可乐瓶盖时，会在功内能减少的例子吗？ 瓶口出现“雾”；把车胎内的气放掉时，在气门芯处出现小水珠等（可以进行课堂实验）。 利用分类总结的方法得出做功可以改变物体的内能。 结合实例，加强物理与生活的联系 培养学生的观察能力。 培养利用物理知识解决实际问题的能力。 培养学生观察实验、思考实验的能力。 结合实例加强物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣。 讨论： 1．利用热传递和做功都可以结合本节所学内能，学生改变物体的内能，你能说说讨论这两个问题，也可以这两种方法的异同吗？ 作为课后的思考题。 2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？ 拓展延伸：朗读课本第9页《科学世界》“地球的温室效应”，结合现实生活中的感受，带给我们什么启示？ 课堂小结： 1．通过这节课你学到了什么？ 2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系。 3．温度、内能与热量这三个物理量的关系。 4．改变物体内能的方法。 总结（5分钟） 培养学生合作学习的能力。 学生梳理本节课知识内 容。 培养学生总1．本节主要内容是内能结归纳的能和内能的两种改变方法。 力。 2．内能是构成物质的所 有分子热运动的动能与分子势能的总和。内能的大小与温度、质量等因素有关，同一物体温度升高，内能增加。 3．热量是热传递过程中转移能量的多少，是能量的变化量。物体的温度升高，内能增大。可以通过物体温度变化反映物体内能的变化。 4．物体内能的改变可以利用热传递和做功的方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的。 知识巩固。 作业布置 完成《动手动脑学物理》 第按要求完成。 1.2.3.4题。 第2节内能
九、板书设计 1.内能
2.内能的大小 3.内能的改变 （1）热传递 （2）做功 十、典题练习
1. 关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ D ）
A．物体吸收热量，温度一定升高 B．0℃的冰的内能为零 C．温度高的物体，含有的热量多 D．物体的温度升高内能增大 2. 汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（ A ）
教学反思：
1.本节课的难点在于帮助学生深刻理解做功是改变物体内能的方式。这里重点注意的是以上实验中通过压缩空气，对空气做功，空气分子之间的间距变小，分子之间相互碰撞的几率增大，运动越剧烈，导致温度升高，空气分子的内能增加。对外做功，分子之间的距离瞬间变大，分子之间碰撞的几率减少，运动缓和下来，导致内能减小，温度随之降低，发生液化现象。
2.引入新课使用的实验现象不明显，建议更换新的实验。
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