2021学年第一节 物体的内能教案设计

第十三章　内能与热机

第一节　物体的内能

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

2.理解做功和热传递是改变内能的两种途径，知道做功和热传递中能量转化和转移的实质。

3.知道热量的概念，知道功和热量都可以用来量度内能的变化。

【过程与方法】

1.通过探究找到改变物体内能的多种方法。

2.通过演示实验说明做功可以使物体的内能增加和减少。

【情感·态度·价值观】

内能与生活联系密切，引导和激发学生从生活中寻找与温度、内能、热量及内能改变途径有关的具体事例进行描述，并能主动纠正生活中的错误认识，做普及科学知识的好少年。

◇教学重难点◇

【教学重点】

内能和热量概念的建立，认识改变物体的内能有两个途径。

【教学难点】

影响内能大小的因素，区分温度、内能、热量三个物理量。

◇教学过程◇

一、新课导入

你不停地用力搓手，或不停地用力跺脚，手和脚都会发热，搓手、跺脚，手和脚为什么会发热呢?

二、教学步骤

探究点1　物体的内能

[阅读课本]P34“物体的内能”。

[思考]物体的内能是什么?

[提示]物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能。内能是自然界能量存在的一种形式。内能的国际单位是焦耳，符号为“J”。

[思考]什么是热运动?

[提示]物理学中把分子的无规则运动叫做分子的热运动。分子的无规则运动与温度有关。

[思考]分子运动的剧烈程度与温度有关，那么分子具有的能是否也与温度有关?

[提示]物体内能的大小跟温度有关，当一个物体的温度升高时，该物体的内能就会增大;温度降低，其内能就会减小。

[小组讨论]内能除了与温度有关外，还与哪些因素有关?

[分析]物体内能的大小不仅与物体的温度有关，还与物体的质量、状态、种类等有关。由于物体的内能与多个因素有关，所以比较物体内能的大小时，应该在控制变量的条件下进行。

[思考]内能与机械能有什么区别?

[提示]内能与机械能的区别:机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部所有分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。物体总具有内能，但不一定具有机械能。

[思考]0 ℃的物体内能为零吗?

[提示]一切物体在任何情况下都具有内能，0 ℃的物体内能不为零。

探究点2　改变物体内能的两种途径

[阅读课本]P35“改变物体内能的两种途径”。

[小组讨论]物体的内能不是一定的，应根据什么判断物体的内能是否发生了变化?

[分析]物体的内能与温度有关，可以用物体温度的变化来判断其内能是否发生了变化。

[思考]改变内能的途径有哪些?

[实验]点燃酒精灯，将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端，一会儿就觉得发烫，这是为什么?

[分析]热量从铁丝的一端传递到了另一端，手握的这一端的温度升高了，内能增加了，物体的内能改变了。

[实验]将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处就会发热，为什么?

[分析]反复弯折的铁丝温度升高，内能增大。铁丝内能增大的原因是人对铁丝做了功，机械能转化为内能。

[归纳提升]改变物体内能的两种途径是做功和热传递。做功改变物体的内能，实际上是内能和机械能之间的相互转化。对物体做功，物体内能会增加;物体对外做功，内能会减少。热传递改变物体的内能，实际上是内能发生了转移。

[思考]什么是热传递?发生热传递的条件是什么?

[提示]能量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分，这种现象叫做热传递。发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部位之间存在着温度差。

[小组讨论]热传递的方式有哪些?热传递的结果是什么?

[分析]热传递有热传导、对流、热辐射三种方式。热传递的结果是物体的温度变得相同。

[思考]不看过程，只看结果，一个物体的内能增加了，你能知道是做功还是热传递改变了物体的内能吗?

[提示]物体内能增加了，可能是外界对这个物体做了功，也可能是这个物体从外界吸收了热量，从这个角度看，做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

探究点3　热量

[阅读课本]P36“热量”。

[小组讨论]什么是热量?它的单位是什么?

[分析]在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。热量常用字母Q表示，常用单位是焦耳，符号为“J”。

[思考]热量用什么术语来描述?

[提示]热量是一个过程量，没有热传递，便谈不上热量，所以不能说物体具有(或含有)多少热量，更不能比较两个物体热量的大小或多少，只能说物体吸收或放出多少热量。

[思考]热传递过程中传递的是温度，还是能量?

[提示]热传递过程中传递的是能量。

[小组讨论]温度、热量、内能是三个重要的物理量，它们有什么区别和联系?

[归纳提升](1)区别:①温度表示物体的冷热程度，对温度不能说“有”“没有”或“含有”等;②热量是内能的变化量，对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”;③内能是物体内所有分子无规则运动的动能以及分子势能的总和，内能只能说“有”，不能说“无”。

(2)联系:①不发生物态变化时，物体吸收热量，内能增加，温度升高;物体放出热量，内能减少，温度降低;②发生物态变化时，物体吸收热量，内能增加，温度可能不变;物体放出热量，内能减少，温度可能不变。

三、板书设计

第一节　物体的内能

1.物体的内能

(1)类比法认识内能

(2)定义

(3)影响因素:温度

(4)结论:一切物体在任何情况下都具有内能。0 ℃的物体其内能不为零

(5)改变内能的两种途径:做功和热传递

2.热量

(1)定义

(2)热传递有热传导、对流、热辐射三种方式

3.温度、热量、内能之间的联系

◇教学反思◇

　　用具体形象的物体具有的能量而推知看不见的分子也具有同样的能量，这种教学方式降低了知识认知的陡度，符合学生的认知规律。温度、热量、内能的概念不好理解，且三个物理量容易混淆，挖掘生活中与温度、热量、内能有关的应用，让学生自己探寻记忆的方式，效果不错，如学生总结的“温度不说无”“热量不说有”等就反映了学生对概念的理解程度。