人教版第2节 内能优质学案

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第13.2节 内能（导学案）（解析版）
【学习目标】
1.了解内能的概念；能简单地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；知道热量的概念及单位；
3.知道做功可以改变物体的内能；
4.学会区分温度、热量、内能；理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
【学习重点】
改变物体内能的方法。
【学习难点】
热量的概念。
【自主学习】
预习课本第7-第10页，回答下列问题：
知识点一：内能
1.内能定义：构成物体的所有分子，其热运动的 分子动能　与 分子势能的总和，叫做物体的内能。 
2.单位： 焦耳，简称 焦　，符号 J 。
3.内能和机械能的区别：内能和机械能是两种不同形式的能，相互之间没有必然的联系。机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部的分子的 热运动　和分子之间的 相互作用力　有关。
4.内能和温度之间的关系：物体的温度降低时，内能 减少　；物体的温度升高时，内能 增加　。但是物体的内能增加，温度不一定升高，比如：晶体熔化时，吸热，但是温度不变。
知识点二：物体内能的改变
5.当我们感觉到冷的时候，我们通过烤火可以使我们暖和；冷水放到炉子上烧，冷水会变热。把烧热的铁块放到冷水中，铁块的温度会下降，冷水会变成热水。在这些过程中都发生了 热传递　。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，低温物体内能 增加　。 
6.热量
（1）热量概念：在热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量。
（2）热量单位：焦耳。
（3）在热传递的过程中，物体吸收热量，内能 增大　；物体放出热量，内能 减小　。
7.通过做功的方式同样可以改变物体的内能。外界对物体做功，物体的内能增大；气体膨胀对外做功， 内能减小。
8.改变物体内能的方法有两种，分别是 做功　和 热传递　。一个物体的内能增大了，如果我们没有看到过程，我们就不知道是通过哪一种方法使内能增大的。因为做功和热传递在改变物体内能上是 等效 　的。
【合作探究】
探究一：引入内能的概念
通过阅读课文，分组讨论利用动能和势能概念，引入分子动能和分子势能，认识到物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和。回答下列问题：
1.运动的物体具有_动能_，分子不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；
2.发生弹性形变的物体，由于有作用力具有_弹性势能_；分子间也有相互作用的引力和斥力，所以分子间也有势能_，物体内所有分子，其运动的动能与分子势能的总和叫做内能。
3.分子的热运动与温度有关，温度越高，分子的运动越剧烈，分子动能越大_，内能越大_。
4.物体的温度低时，分子的热运动__不会停止__（停止吗？），所以一切物体__都有内能_。
讨论：内能与机械能的区别：
1.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；
2.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。
探究二：物体内能的改变
1．小实验一：用力搓手，手心的感觉是发热。
这是因为摩擦力做功，使物体内能增加，物体（手）温度升高，这种改变内能的方法是通过做功的方式实现的。
2．演示实验二：如图，实验时厚玻璃筒内先不放易燃物，压缩筒内空气。要求仔细观察空气的内能有无增加。为了看到空气内能的增加与否，要放入易燃的硝化棉（或蘸了乙醚的棉球）。回答下列问题：

（1）该实验的研究对象是 空气　。 
（2）实验中，放入棉花的目的是 通过棉花燃烧显示空气温度升高 。 
（3）实验中你看到了什么?说明了什么?
答：看到棉球燃烧起来。说明对物体做功，会使物体的内能增加。
（4）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 硝化棉燃烧 ，
原因： 活塞压缩空气，对空气做功，空气的能能增大没温度升高，达到硝化棉的着火点 ，
说明： 对物体做功，物体的内能增加，温度升高 。
小结：外界对物体做功，内能 增大 ，温度 升高 ， 实质是 机械能 能转化为 内 能；物体对外，内能 减少 ，温度 降低 ，实质是 内能 能转化为 机械能。
3．演示实验三：观察太阳能热水器和在煤气灶上烧水图片。总结思考，并回答下列问题：
（1）太阳能热水器里的水，吸收太阳能，水的内能增大，温度升高。
（2）水壶里的水，吸收热能，水的内能增大，水很快就会烧开。
（3）阅读课本，知道这种改变物体内能的方式叫热传递。
（4）发生热传递的条件是：相互接触的两个物体，有温度差。
（5）热传递过程中传递能量的方向是从高温物体传递给低温物体。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。
（6）热传递过程中，传递能量的多少叫热量；单位焦耳（J）。
探究活动四：分组讨论，辨析温度、热量、内能三个物理量：
内能和温度的关系：
（1）物体温度的变化（会、不会）引起内能的变化？会 。
（2）物体温度不变，其内能（可能、不可能）改变？可能。如晶体的熔化。
内能和热量的关系:
（1）物体内能的变化（一定、不一定）伴随着吸收或放出热量？不一定，也可能做功
（2）物体吸收或放出热量（一定、不一定）会引起内能的变化？不一定，还可能吸放热同时做功，内能不变。
热量和温度的关系:
物体吸收或放出热量（一定、不一定）会引起物体温度的变化？不一定
【归纳总结】
1.物体内所有分子，其运动的分子动能与分子势能的总和叫做内能。
2.影响物体内能大小的因素是：物体的温度、质量、种类、体积和物态。
3.任何物体，在任何温度下都有内能。
4.改变物体内能的方式有两种：热传递和做功，且在改变物体的内能上是等效的。热传递的实质是内能的转移；做功的实质内能和机械能的转化。
5.在热传递过程中，高温物体 放出 热量，温度 降低 ，内能 减少 ；低温物体吸收 热量，温度 升高 ，内能 增加 。（热传递的条件：存在 温度差 ）而热量是物体在热传递过程中_内能变化_的量度。
【课堂检测】
1.下列关于内能的说法中，正确的是（ ）。
A.一个分子做无规则运动而具有的能；
B.内能就是物体含有的热量；
C.0°C时的物体没有内能；
D.任何一个物体在任何时刻都具有内能
【答案】D。
【解析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的分子动能和分子势能的总和。一切物体都具有内能，0℃的物体也有内能；热量是一个过程量，不能说含有热量；故ABC错误，D正确。
2.水的内能与下列哪个因素无关（ ）。
A.质 量 B.温 度 C.状态 D.形状
【答案】D。
【解析】因为内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，温度越高，分子热运动越剧烈，分子越多，其具有的分子动能和势能就越大，因此，影响物体内能的因素有温度、物体内部分子的多少、种类、结构、状态等；物体的内能与形状无关。
3.同种物质组成的甲、乙两物体，甲物体比乙物体的温度高，这说明（ ）。
A.甲物体的内能大；
B.乙物体的内能大；
C.甲、乙两物体的内能一样大；
D.甲物体的分子热运动剧烈
【答案】D。
【解析】ABC．内能的大小与物体的质量、温度等因素有关，虽然甲物体的温度比乙物体的温度高，但质量、状态不确定，所以无法确定内能的大小，故A、B、C错误；
D．温度越高，分子运动越剧烈，已知甲物体的温度比乙物体的温度高，即说明甲物体中分子的无规则运动比乙物体剧烈，故D正确。
4.下列用做功的方式使冰熔化的是（　　）。
A．太阳照射 B．相互摩擦 C．浸入热水 D．炉火加热
【答案】B。
【解析】太阳辐射、浸入热水、炉火加热，都是通过热传递的方式改变冰的内能，相互摩擦是通过做功改变冰的内能，故选B。
5.改变内能的方式有做功和热传递，如下列现象：①用砂轮磨刀，有火星迸出；②反复捶打铁片；③用柴火把壶中的水烧开；④用打气筒给轮胎打气。其中，属于做功改变物体内能的是（ ）。
A.①②③ B.①②④ C.①② D.③④
【答案】B。
【解析】①用砂轮磨刀时，有火星迸出，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能；
②反复捶打铁片，锤对铁片做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能；
③用柴火把壶中水烧开，水吸收热量、温度升高，属于热传递改变物体的内能；
④用打气筒给轮胎打气，是压缩空气做功，属于做功改变物体的内能。故①②④符合题意，选择B项。
6.如图所示是街头的传统的手摇“爆米花机”，这唤起了人们童年的记忆。爆米花是将玉米放入密闭的铁锅内，边加热边翻动一段时间后，当铁锅突然打开时，随着“砰”的一声，玉米变成玉米花。下列说法正确的是（ ）。

A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功，使其内能增加；
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加；
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变；
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加
【答案】B。
【解析】A．玉米粒爆开前通过热传递增加内能，不是做功改变内能，不符合题意；
B．玉米粒爆开前通过热传递增加内能，符合题意；
C．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能会减少，不是不变，不符合题意；
D．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能会减少，不是增加，不符合题意。
7.下列说法中的“热”字，其中指“热量”的是（　　）。
A．热胀冷缩 B．开水很热 C．天热极了 D．熔化吸热
【答案】D。
【解析】热胀冷缩、开水很热、天热极了中的热都是指温度高，熔化吸热中的热指热量。
8.下列描述的现象中，是利用热传递来改变物体内能的是（　　）。
A.天冷时，人们通过相互搓手让手发热；
B.冬天，用热水泡脚变得暖和；
C.将铁丝反复弯折，弯折处发热；
D.钻木取火
【答案】B。
【解析】天冷时，人们通过相互搓手让手发热，属于做功改变物体的内能；
冬天，用热水泡脚变得暖和，是通过热传递的方式改变物体的内能；
将铁丝反复弯折，弯折处发热，是对铁丝做功增加了铁丝的内能，属于做功改变物体的内能；
钻木取火，属于摩擦生热，是克服摩擦力做功增加了物体的内能，属于做功改变物体内能，故选B。
9.关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）。
A.0 ℃的冰没有内能；
B.冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加；
C.物体的温度越高，所含的热量越多；
D.只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变
【答案】B。
【解析】任何物体在任何温度下都具有内能，0 ℃的冰也有内能，故A错误；
冰是晶体，晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确；
描述热量的术语只能用“吸收”或“放出”，不能用“具有、所含”，故C错误；
内能的大小与物体的质量、状态和温度都有关系，所以单凭温度不变，不能确定物体的内能就不变，故D错误。
10.在100g冰熔化成水的过程中，分子动能 ；内能 （以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。南极冰山的内能比一杯热水具有的内能 （选填“多”或“少”）。
【答案】不变；增大；多。
【解析】在100g冰熔化成水的过程中，需要吸收热量，因此，其内能会增大。从微观角度来讲，内能是指物质内部所有分子做无规则运动具有的分子动能和分子势能的总和，由于冰熔化时温度保持不变， 温度又是分子平均动能的标志，所以分子动能保持不变，而分子势能是变大的，即冰熔化成水的过程中，内能会增大。物体的内能不仅与分子势能有关，还和物体的分子数目有关，南极冰山比一杯热水分子数目大很多，因此内能更多。
11.生活中所说的“热”可以有温度、热量和内能多种含义，请在下列横线上写出“热”字的含义。
（1）用气筒打气时筒壁会发热： ；（2）北京这几年的夏天很热： 。
【答案】内能；温度。
【解析】打气筒打气时内部摩擦，是外力做功转换成物体内能的过程，物体内能增加，温度升高。北京的夏天很热是冷热程度，故而是温度。
12.我们感到冷时,有时会搓手,有时会对着手哈气,前者是通过　　 的方式取暖,后者是通过　  的方式取暖,两种方式都能增加物体的内能。
【答案】做功；热传递。
【解析】搓手时,两手相互摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的；
对着手哈气,手吸收热量、温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能的。