九年级物理第十三章教案最终版.docx

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九年级物理第十三章教案最终版

课题

第十三章　内能

教学目标

了解分子动理论的内容，理解内能的定义及影响因素，掌握物质的比热容及其计算。

重点

分子动理论、内能的影响因素、改变内能的两种方法、比热容的定义和计算

难点

内能与机械能的区别、区分改变内能的方法、比热容的计算方法

教学过程：

第一节分子热运动（分子动理论）

【教学点1】物质是由大量分子组成的，分子间存在着间隙

1.什么是分子？

保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。

从微观上看：

物质是由分子组成的，分子是由原子组成的。

2．物质中含有分子？

一个分子有多大？

如果把分子看成球形，它的直径大约只有10-10m，因此，在一个物体中，分子的数目是巨大的。

在0℃，一标准大气压下，1cm3的空气中大约有2.7×1019个分子，如果每秒可以数数到100亿，那么，把这些分子数完需要80年的时间。

3．事例：

食盐能溶于水。

酒精与水混合后总体积变小。

气体极易被压缩。

【教学点2】一切物质的分子都在不停地做无规则运动（表现为扩散现象）

1．扩散现象

如图所示，当打开一盒香皂，很快就会闻到香味，这是为什么？

什么跑到了我们的鼻子里了？

分析：

一些带有香味的分子，从香皂中挥发出来，进入空气，向各个方向散步开来，当它们到达你的鼻子里，你就会闻到香味。

如图所示，在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，观察有什么变化发生？

将蓝色硫酸铜溶液注入清水中，放置30天后。

观察现象。

2．扩散现象的总结

（1）扩散的定义：

不同的物质在相互接触时，以分子的形式彼此进入对方的现象。

（2）说明：

气体、液体、固体都能发生扩散现象，

（3）结论：

扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子间有间隙。

扩散现象的实质是分子（原子）的相互渗入。

（4）扩散现象的其他实例

擦香水时，周围的人都能闻到；花开时，花香满园；长时期放煤的墙角变黑；糖放在水中，水变甜了。

3．影响扩散的因素

对同样一个扩散实验，能否改变一个条件，从而改变扩散进行的快慢呢？

如图所示，将一滴红墨水分别滴入热水和冷水中，观察扩散快慢的情况。

分析：

在实验中热水温度高，扩散进行的快，冷水温度低，扩散进行的慢。

结论：

温度越高，分子运动越快。

温度越低，分子运动越慢。

即分子的无规则运动跟温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。

4．分子热运动：

物体中大量分子的无规则运动与温度有关，所以又称分子热运动。

5．物体的机械运动和分子热运动的区别

（1）从概念上判断，分子热运动是物体内部大量分子的无规则运动，而机械运动是一个物体相对于另一个物体位置的改变。

（2）从微观和宏观上判断，微观世界中分子的机械运动则是肉眼看不到的，而宏观世界中的物体的机械运动则是用肉眼能看见的。

（3）从引起运动的因素上判断，分子热运动时自发的，永不停息的，不受外界影响，而物体的机械运动则要受到外力的作用。

【教学点3】分子间存在相互作用的引力和斥力

固态

1．固态、液态、气态的微观模型

气态

液态

（1）分子排列紧密，相互作用力很强，所以固体有一定的体积和形状。

（如教室里的同学）

（2）分子排列较松散，没有固定位置，作用力较小，因而液体无确定形状，具有流动性。

（如走廊上的同学）

（3）分子没有固定位置，间距很大，非常自由，作用力很小，因此气体也具有流动性，易被压缩。

（如操场上的同学）

物质是由分子组成的，组成它的分子在不停地运动，那么为什么固体没有飞散开？

是什么原因使固体中的分子聚合在一起呢？

2．分子间存在相互作用的引力和斥力

（1）分子间的引力和斥力，

（2）引力和斥力之间的关系

F引=F斥：

当分子间的距离r0＝分子间平衡距离r，

斥力起主要作用：

r0＜ｒ时，引力＜斥力

引力起主要作用：

r0＞ｒ时，引力＞斥力

作用力微小，可以忽略：

r0＞10ｒ时

说明：

固体物体很难被拉伸，是因为分子间存在着引力的缘故；液体很难被压缩，是因为分子间存在着斥力的原因。

液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。

本节练习：

1、不同物质相互接触时，一种物质以的形式进入到另一种物质的现象称为扩散现象，固、液、气三态都可发生扩散现象，它说明：

分子在不停地；分子间有。

由于分子运动与有关，所以分子的这种无规则运动叫做；分子运动与物体运动要区分开：

扩散、蒸发等是的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是的结果。

2、分子间有相互作用的。

当分子间的距离＝分子间平衡距离，引力＝斥力；当分子间的距离＜平衡距离时，引力＜斥力，作用力表现为，如固体和液体很难被压缩；当分子间的距离＞平衡距离时，引力＞斥力，作用力表现为。

如固体液体具有一定的体积、固体很难被拉断、钢笔写字、胶水粘东西等；当分子间的距离＞10倍平衡距离时，分子之间作用力几乎为零。

3、下列说法正确的是（）

A、扩散现象表明分子永不停息地做无规则运动B、只有气体之间才能发生扩散

C、扩散现象表明分子之间不存在作用力D、固体之间不能发生扩散

4、物体的分子做无规则运动的速度跟下列的什么因素有关（）

A、物体的温度B、物体的大小C、物体的质量D、物体的密度

5、物质是由分子组成的。

分子若看成球型，其直径以下列的那个量来度量（）

A、1010mB、108mC、10-10mD、10-8m

6、小明闻到烟味，对爸爸说：

“你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟。

”科学依据是（）

A、一切物体都是由分子组成的B、分子在不停地做无规则的运动

C、分子之间存在相互作用力D、有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力

7、关于分子间存在的引力和斥力的说法正确的是（）

A、分子间有时只存在引力，有时只存在斥力

B、分子间距离较大时只存在引力

C、分子间同时存在引力和斥力，要看哪个力较大，就体现为哪个力

D、分子间不存在引力和斥力

8、把青菜腌成咸菜需要几天时间，而炒青菜使之具有咸味，仅需几分钟主要原因是（）

A、盐分子太小，很容易进入青菜中B、盐分子间有相互作用的排斥力

C、青菜分子间有空隙，易扩散D、炒菜时温度较高，分子运动更快

9、压缩固体和液体很困难说明分子间（）

A、分子之间存在着斥力B、分子之间存在着引力

C、分子不停地做无规则的运动D、固体、液体分子之间没有空隙

10、下列属于扩散现象的是（）

A、撒一些沙子在水上，沙子会浸入水中B、黑色的炊烟进入空气中

C、酒香不怕巷子深、墙内花开墙外香D、狂风刮起地上的灰尘微粒飘在空气中

11、一滴红墨水在清水中一段时间后,整杯水变红了则正确的是（）

A、0℃的水就不会有这种现象B、这叫扩散，只发生在液体中

C、这叫扩散,它说明分子在永不停地运动D、温度越低扩散进行得越快

第二节内能

思考：

装着开水的暖瓶有时会把瓶盖弹起来，这是什么能量把瓶盖推动的？

分析：

暖瓶没有动，所以不是机械能；暖瓶也没有接电源，所以也不是电能，那么这一能量来自哪里呢？

【教学点1】内能

1.分子的动能

思考：

如图所示运动的足球具有动能，那么运动的分子是否也有动能呢？

运动的分子也具有动能，称为分子动能。

分子动能的定义：

物质的分子永不停息地运动着，运动着的分子所具有的能量。

微观解释：

分子永不停息地做无规则的运动。

2.分子的势能

思考：

如图所示，弹簧在发生弹性形变时，具有势能，那么，相互吸引或排斥的分子之间是否也具有势能呢？

相互吸引或排斥的分子间也有势能，称为分子势能。

分子势能的定义：

物质的分子由它们的相对位置所决定的能量。

微观解释：

分子间存在相互作用的引力和斥力。

3.内能的定义：

物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。

注意：

（1）内能指的是物体内部所有分子的能量，单独某个分子的动能或势能不能称为物体的内能。

（2）内能是由分子动能和分子势能共同决定。

如图所示，铁水和冰块的温度虽然不同，但它们都具有内能。

（3）一切物体，不论温度高低，都具有内能。

【教学点2】影响内能大小的因素

（1）物体的内能与温度有关

温度反应了物体内部分子运动的剧烈程度，温度越高，分子平均速度越大，分子动能就越大。

另外，对于固体和液体来说，分子平均速度越大，分子偏离平衡位置的距离也越大（即热胀冷缩），物体体积变大，分子势能也变大。

即：

物体温度升高时，内能增加；温度降低时，内能减少。

[说明]物体内能增大时，其温度不一定升高。

（2）物体的内能与质量有关

质量反映物体内部分子数量的多少。

温度一定时，物体的质量越大，也就是分子数量越多，物体的内能就越大。

同样20摄氏度的一桶水和一杯水，一桶水的内能就比一杯水的内能大得多。

即：

同一温度、同一物体，质量越大，内能越大。

（3）物体的内能与体积有关

体积反映了分子间平均距离大小，影响分子的势能的大小。

质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。

【教学点3】内能与机械能的区别

内能

机械能

表现

微观粒子的能量

宏观物体的能量

影响因素

质量、温度、状态等

质量、速度、高度、弹性形变量等

其他

物体的机械能可能是零，但物体的内能一定不为零。

机械能与内能之间可以相互转化

机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子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，在一定条件下两者之间可以相互转化。

4．内能的单位：

焦耳J

5．利用内能解释生活中的现象

炒菜时，将盐放入锅中，菜立刻便会变咸，而腌菜时，将盐放在缸中，很长时间菜才会咸，这是为什么？

思考：

如图所示，“搓手”和“玩滑梯”时有什么感觉，

物体的内能是否改变？

【教学点4】改变物体内能的两种方式

{实验演示}

（1）找来一根铁丝，尽量想办法让它的温度升高。

（2）用钢笔帽在桌布上来回摩擦，感觉笔帽温度的变化。

分析：

以上实验或现象说明物体内能是可以改变的，有多种方法来办到。

1．热传递改变物体的内能

冬天用热水袋取暖时，人感觉暖和了，而热水袋会渐渐凉下来；将热水瓶放入冷水中，瓶中的水变凉，而冷水变热，这种现象就是热传递现象。

思考:

将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，容器中的水温约为20℃，热奶约为90℃，经过一段时间，再测量一下容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度均为40℃。

试在坐标系中分别画出容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度随时间变化的大致图像。

分析：

在热传递过程中，低温物体温度升高，高温物体温度降低。

（1）热传递实质：

能量从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。

（2）热量：

在热传递过程中，传递内能的多少。

（3）说明：

①热量是一个过程量；

②物体吸收热量，内能增加，放出热量，内能减少，吸收或放出的热量越多，物体内能改变越大；③两个物体间发生热传递的条件是有温度差。

2．做功改变物体的内能

（1）对物体做功，物体的内能会增加

{实验演示}如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，观察现象。

分析：

活塞压缩空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点而使棉花燃烧。

实例：

①给自行车胎打气时，打气筒会变热；

②用铁锤敲打铁钉，钉子会变热；

③划火柴时，火柴头在皮上一划就燃烧了

④陨石坠入大气层，迅速降落时，与空气摩擦而燃烧形成流星。

（2）物体对外做功，本身的内能会减少

{实验演示}如图所示，广口瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化