人教版九年级物理第十三章内能的教学案.docx
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人教版九年级物理第十三章内能的教学案
第十三章内能
一、教学目标
1、知识技能
（1）初步了解分子动理论的基本观点；
（2）初步认识物体宏观热现象和分子热运动的联系；
（3）了解内能的含义，能简单表述温度和内能的关系；
（4）知道热传递可以改变物体的内能。
能说出典型的事例；
（5）知道水的比热容较大，会解释生活中、自然界与比热容有关的一些现象；
（6）了解比热容的意义，知道比热容的单位，认识到比热容是物质的属性之一；
（7）能根据比热容进行简单的热量计算。
2、过程方法
（1）观察有关扩散现象的演示，对现象做出解释，会解释简单的热现象；
（2）通过与机械能的对比，知道内能是不同于机械能的一种能量；
（3）讨论改变物体内能的各种方法，观察做功可以改变物体内能的实验现象；
（4）探究不同物质的吸热本领的差异，讨论比热容与人类生活联系的实例；
（5）通过相关习题的研究与分析，掌握Q吸=cm（t–t0）和Q放=cm（t0–t）。
3、情感态度与价值观
（1）关心生活中的热现象，乐于用分子动理论的基本知识对生生活中的现象做出解释。
对宏观现象的微观机理有探究的兴趣；
（2）关心生活中的各种内能现象，具有了解物质的宏观热现象跟其微观运动关系的兴趣和热情；
（3）关心生活中的各种内能现象，关注热传递现象跟人类社会的联系；
（4）关心自然界和生活中与比热容有关的现象，通过对热污染知识的学习，增强可持续发展的意识。
二、教学重难点
1、重点
（1）分子动理论的基本内容，热运动与温度的关系；
（2）内能的概念，影响物体内能大小的因素；
（3）热传递和做功改变物体内能是等效的，热量的概念引出；
（4）理解比热容的概念，利用比热容的有关知识解释生活中有关现象。
2、难点
（1）能识别扩散现象，理解分子间斥力与引力的关系；
（2）理解内能的定义，内能与机械能的区别；
（3）热传递和做功改变物体内能是等效的，热量的概念引出；
（4）掌握热量公式中的每个字母的含义，会利用热量公式进行计算。
三、知识点梳理与典型例题
第一节分子热运动
知识点1物质的组成
1、分子：
物质是由分子组成的。
分子是保持物质原来性质的最小微粒．一般分子的直径大约是10-10米。
2、原子及其结构：
分子是由原子组成的，原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核的周围有一定数目的电子绕核运动。
原子核是由质子和中子组成的，而质子和中子还有更小的精细结构．
【例1】将以下物体根据尺度的大小，按从小到大的顺序排列为____________________．
①地球②银河系③太阳系④原子⑤原子核⑥分子⑦电子⑧树木⑨铅笔
知识点2分子热运动
事例：
a、打开香水瓶，满屋飘香
b、汤锅放一勺盐，整锅都有咸味
c、煤炭堆放在石灰墙傍边几年后，石灰墙变黑
d、二氧化氮能够进入上面的瓶子
e、硫酸铜和水融合
一、扩散现象
1、定义：
不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象。
注意：
①不同物质一定要相互接触才能发生扩散现象。
也就是说固体、液体、气体都可扩散，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。
②扩散现象不局限于同一状态，不同状态的物质之间也可以发生扩散现象。
例如汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。
2、说明：
①分子之间有间隙。
②分子在不停地做无规则的运动。
【例2】下列事例中，属于分子不停地做无规则运动的是（）
A．秋风吹拂，树叶纷纷落下
B．在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱，就能闻到樟脑的气味
C．繁华的街道上车水马龙，很热闹
D．室内扫地时，在阳光照射下，看见的飞扬的灰尘
思路点拨：
必须理解好分子的无规则运动：
分子的无规则运动是不能用肉眼直接观察到的，因此看得见的都不是分子的无规则运动．
分子运动无法直接用肉眼观察，肉眼能直接看见的运动都不是分子运动，如扫地时的灰尘．
3、影响因素：
温度，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越明显。
【例3】劣质的板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物，用来装修房屋，会造成室内环境污染，这是因为有毒有机物向室内空气慢慢________。
这种现象在夏天特别严重，因为________越高，______________越剧烈。
注意：
任何温度下，分子都在永不停息地做无规则运动，只是运动速度不同。
二、分子热运动
一切物质都在做永不停息的无规则运动，由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子热运动。
分子无规则运动的速度与温度有关。
温度越高，分子无规则运动的速度就越快，分子热运动就越剧烈；物体的温度越低，分子无规则运动的速度就越慢。
结论：
①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
②温度越高，分子运动越剧烈。
知识点3分子间的作用力
1、分子间作用力的宏观表现
（1）分子间存在引力，使得固体和液体有一定的体积．
（2）分子间存在斥力，使得固体和液体很难被压缩．
2、特点
（1）分子间的引力和斥力同时存在．
（2）分子间距离很小时，斥力大于引力，作用力呈现排斥作用．
（3）分子间距离稍大时，斥力小于引力，作用力呈现吸引作用．
（4）分子间距离很远时，作用力很微弱，可忽略不计．
3、分子之间的距离：
f气体＞f液体＞f固体，
所以，气体具有流动性，容易被压缩；液体较难被压缩，没有确定的形状，具有流动性；固体不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。
（破镜不能重圆的原因是：
镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
）
分子动理论
1.物质由大量分子、原子构成的；
2.物质内的分子在不停做无规则热运动
3.分子间存在引力和斥力
总结：
下表归纳了固、液、气三态物质宏观和微观的特性，请完成这个表格。
【课后习题】
1、打开一盒香皂，很快就会闻到香味；桂花开时，在远处也能闻到它的味道，这些都是________现象．
2、一切物质的分子都在不停地做__________的运动，温度越________，分子无规则运动越剧烈。
3、固体和液体能保持一定的体积，这是因为分子之间存在________，固体和液体很难被压缩，这是因为分子之间存在________。
4、下列现象中，可以说明分子间存在斥力的是（）
A．气体会无限的扩散
B．铁棒被折断后很难再合到一起
C．固体和液体都很难被压缩
D．气体容易被压缩
思路点拨：
该题要从对扩散、分子无规则运动、分子间的作用力的理解中着手解答．值得注意的是，分子间的作用力发生在小距离上，距离大于分子直径10倍时，分子间作用力可忽略不计．
5、把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数。
如图24－2所示，让玻璃板的下表面接触水面，然后稍稍用力向上拉，发现弹簧测力计读数变大，其原因是玻璃板与水的接触面之间存在（ ）
A．摩擦力B．分子引力C．分子斥力D．大气压力
第二节内能
知识点1内能
分子动能：
物质内所有分子做无规则运动而具有的能量。
温度越高，运动越快，动能越大。
分子势能：
由于分子间具有一定距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能。
1、内能定义：
物体内部所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。
理解：
内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。
即内能是物体的内能，不是分子的内能。
2、因为内能是由于分子的热运动的总和，所以内能也常叫做热能，单位是焦耳（J）。
一切物体在任何情况下都具有内能。
内能可以发生变化，表现方式有：
温度改变和状态改变两种。
3、影响因素：
质量、温度、材料及状态等．
（1）物体在任何情况下都具有内能，无论温度高低．（任何温度下物体的内能都不为零）
同一个物体温度越高，内能越大，温度越低，内能越小。
（2）温度不变时，状态改变，内能也会改变。
例如：
（1）水结冰时，质量不变，温度不变，状态发生改变，放出热量，导致内能减小．
（2）晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但状态发生改变，导致内能增大．
4、内能与机械能的区别：
内能与物体内部分子动能和势能（微观）有关，机械能与整个物体运动的速度和位置（宏观）有关．一切物体都具有内能，但有些物体可以说没有机械能；所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。
内能和机械能可以通过做功相互转化。
【例1】回答下列问题：
1、运动的分子具有________能．物体的温度越高，分子的动能越________．分子间有相互作用力，所以分子间还具有________．
2、物体________分子的动能和势能的总和，叫做物体的________．一切物体，不论温度高低，都具有内能．
3、北方冬天零下30℃的冰具不具有内能？
________.
【例2】关于内能的说法，下列正确的是（）
A.0℃物体的内能为零
B.温度低的物体的内能比温度高的物体的内能少
C.物体温度降低时其内能一定减少
D.运动物体的内能一定比静止物体的内能大
思路点拨：
要抓住内能的几个特点：
任何物体任何状态都具有内能，其大小与物体的温度、质量、体积和状态有关；温度并不表示物体内能的多少，但同一物体温度升高其内能一定增大；物体的内能与其宏观运动状态无关．
知识点2改变物体内能的方式
改变物体内能的两种方法：
热传递和做功
1、热传递：
定义：
内能从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
注意：
① 热传递的实质：
内能从一个物体转移到另一个物体；
② 热传递的条件：
物体之间存在温度差。
如果没有温度差，就不会发生热传递；
③ 在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量；
④因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度。
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。
2、做功：
（1）对物体做功，物体的内能增加．如：
钻木取火（机械能转化为内能）．
（2）物体对外做功，物体的内能减少．如：
压缩的气体膨胀对外做功（内能转化为机械能）．
（3）做功改变内能的实质：
内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。
如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。
做功和热传递都能改变物体内能，即做功和热传递改变物体内能是等效的．
【例3】回答下列问题：
1．改变物体内能的方式有__________和__________．
2．冬天手冷时，我们经常将两只手相互搓搓使手暖和，这是利用__________的方式使手的内能增加；也可以用“暖手宝”焐手，这是利用__________的方式增加手的内能．
3．下列方法中，利用热传递来改变物体内能的是（）
A．钻木取火
B．用“搓手”的方法取暖
C．用热水袋取暖
D．反复弯折铁丝使其发热
【例4】下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（）
A．两手相互摩擦，手发热
B．用火炉烧水，水的温度升高
C．用锯锯木头，锯条发热
D．用砂轮磨菜刀，菜刀温度升高
思路点拨：
温度不同的两物体相互接触后，内能改变，属于热传递改变物体内能．
【例5】改变内能有不同的方式，如图24－3甲所示是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速压下活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来，这是通过________的方式使玻璃筒内的空气________增加，温度升高，达到乙醚的着火点，使棉花燃烧。
图乙是通过________的方式把试管里的水加热至沸腾的。
知识点3热量
1、定义：
在热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量。
用符号Q表示。
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。
2、单位：
焦耳，符号：
J
3、注意：
物体本身没有热量，不能说物体含有多少热量，不能比较物体的热量大小，只有热传递能讨论热量问题。
热量是热传递过程中，能量（内能）转移的数量。
热量的多少与物体能量的多少、物体温度的高低没有关系。
4、温度、热量、内能的区别和联系
物理量
温度
内能
热量
区
别
概念
物体的冷热程度
能量的一种形式
传递内能的多少
分子
角度
分子热运动剧烈程度的标志
分子热运动动能和分子间势能的总和
内能通过热传递转移的量值
形式
状态量
状态量
过程量
表述词
“是”多少
“具有”多少
“吸收”或“放出”多少
单位
℃
J
J
联
系
（1）温度变化，物体的内能变化
（2）传递热量的多少可量度物体内能改变的多少
（3）物体吸收或放出热量，内能将改变，但温度不一定改变，比如0℃的冰变成0℃的水
【例6】下列说法中正确的是（）
A．温度越高的物体，它的热量越多B．温度越高的物体，它放出的热量越多
C．质量越大的物体，它的热量越多D．物体温度降低时要放出热量
思路点拨：
热量是过程量，只有在热传递时才具有意义，不是指一个物体在一个状态下所拥有多少的量．
【例7】下列关于功、内能和热量的描述中正确的是（）
A．物体的温度不变，内能一定不变B．做功和热传递都能改变物体的内能
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【例8】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体内能一定大B．物体内能增加，一定吸收了热量
C．内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
D．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
点评：
本题考查了温度、热量、内能三者之间的关系，在区分时要明确三个方面：
改变物体内能方式有两种，即做功和热传递。
物体内能改变不一定要吸、放热；
晶体熔化过程吸热不升温，内能增加；
晶体的凝固过程放热不降温，内能减小。
热传递过程伴随着内能的变化，吸热物体内能增加，放热物体内能减少；做功过程也会伴随着内能的变化，对物体做功内能增加，物体对外做功内能减少；“白气”的现象也体现了内能的变化，一般情况下内能会减少。
第三节比热容
知识点1探究：
比较不同物质的吸热能力
【实验器材】温度计、秒表、酒精灯、质量相同的两种物质（食用油和水）
【探究过程】
1．拿两个一样的烧杯，利用天平称出质量和初始温度都相同的食用油和水
2．按如图所示，安装好实验装置，并在烧杯上盖上纸板，插入温度计．
3．用火柴同时点燃相同的酒精灯，开始用秒表计时；
4．观察两种液体温度上升的快慢，并分别记下温度升高到60℃所用的时间t油和t水．
【实验现象】
1．食用油的温度上升得快，水的温度上升得慢；
2．升高相同的温度时，水吸收的热量比食用油要多．
【实验结论】不同物质吸热本领的强弱一般不同．
【实验拓展】
1．比较物质吸热能力的两种方法：
（1）质量相同的两种物质，吸收相同的热量，温度变化大的，吸热能力差．
（2）质量相同的两种物质，升高相同的温度，吸收热量多的，吸热能力强．
2．水的吸热本领比食用油要强．
【例1】如图甲所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
（1）如图甲所示，在两个相同的烧杯中加人初温相同、_________相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）；选用相同电加热器，其目的是：
使水和煤油在相同时间内__________________________．
（2）水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示．
①根据图甲可判断出a物质是____________．②根据图乙可判断出________吸热能力强．
（3）本实验采用的物理研究方法是___________法．
知识点2比热容
1、定义：
单位质量的某种物质温度升高（或者降低）1℃时吸收（或者放出）的热量。
比热容用符号c表示，单位是焦每千克摄氏度，符号：
J/（kg﹒℃）。
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
水的比热容是4.2×103J/（kg﹒℃）。
它的物理意义是：
1千克水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。
2、比热容反映的是物质自身的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。
任何物质都有自己的比热容，一般来讲不同物质的比热容的大小一般不同。
各物质中，水的比热容最大。
这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
（在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。
所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。
在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷）
水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。
如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。
冬季也常用热水取暖。
3、说明
（1）比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。
（2）同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。
（3）物质的状态改变了，比热容随之改变。
如水变成冰。
（4）不同物质的比热容一般不同。
【例2】关于比热容，下列说法中正确的是（）
A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的比热容跟物体的温度有关
C．物体的质量越大，它的比热容就越大
D．物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
思路点拨：
比热容是物质的一种属性，与物质种类、状态有关，与其他因素无关．
【例3】水的比热容比煤油的大.如图6，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热.图7中的哪一图线能反映该实验情况（）
知识点3热量的计算
（1）公式：
Q＝cm△t
①吸热公式（温度升高时用）：
Q吸＝cm（t－t0）
变形公式为：
c＝
m＝
t＝
+t0t0＝t-
②放热公式（温度降低时用）：
Q放＝cm（t0－t）
变形公式为：
c＝
m＝
t0＝
+tt＝t0-
③一般式（只给出温度变化量时用）：
Q＝cm△t
变形公式为：
c＝
m＝
△t＝
Q—热量—焦耳（J）；c—比热容—焦耳每千克摄氏度（J/（kg·℃））；
m—质量—千克（kg）；t—末温—摄氏度（℃）；t0—初温—摄氏度（℃）
（2）审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（△t）。
由公式Q＝cm△t可知：
物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的，跟物体的温度高低无关。
（3）热平衡方程：
物体放出的热量等于被其他物体吸收的热量，即Q吸＝Q放．
【例4】回答下列问题：
1、质量为1kg的水温度升高2°C时，要吸收的热量为J，至来年更为2kg的水温度升高1°C时要吸收的热量为J。
2、物体吸收热量的多少跟物体的_______、______________和________________有关．
【例5】把质量是2kg、初温是30℃的水加热到80℃，则这些水吸收的热量是____________J．[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）]
【例6】质量10kg的铁块，温度为720℃，冷却到20℃，铁块放出多少热量？
[c铁＝0.46×103J/（kg·℃）]
课后习题
1、有三支相同的温度计，甲放在密闭的酒精中，乙放在空气中，丙放在酒精中拿出来，上面还沾有酒精，室温是20℃，关于三支温度计的示数，下列说法中正确的是（）
A、甲的示数低于20℃；B、乙的示数是20℃ ；
C、丙的示数是20℃；D、丙的示数高于20℃。
2、下列现象中，属于内能转化机械能的是（）
A、用打气筒打气，气筒壁发热；B、用锯锯木头，锯条发烫；
C、点燃的爆竹腾空而起 ；D、双手摩擦会觉得暖和。
3、如图12—1所示，从能量的转化和转移角度可用下边三句话来概括
①小男孩克服摩擦做功，动能转化为内能；
②小男孩从滑梯上滑下时，重力势能转化为动能；
③小男孩的臀部吸热，内能增加，温度升高
以上三句正确的排列顺序
A、①②③；B、②③①；
C、②①③；D、③②①。
4、关于物体的内能，下列说法正确的是（）
A、一切物体都有内能；B、物体内能增加，温度一定升高；
C、水结冰后内能是零；D、热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体。
5、下列说法正确的是（）
A、物体的内能增加，一定是吸收了热量；B、同一物体，温度升高，内能增加；
C、一个物体举得越高，内能一定增大；D、一个物体内能越大，机械能也越大。
6、关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确是（）
A、温度高的物体，内能一定大；B、物体温度升高，一定是吸收了热量；
C、物体吸收了热量，温度一定升高；D、物体温度升高，内能一定增大。
7、为了保护环境，控制和消除大气污染，下列措施错误的是（）
A、改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，以减少烟尘的排放量；
B、冬季采取集中供热，去掉一家一户的取暖煤炉，以提高燃料的利用率；
C、一家一户的取暖炉不应去掉，只要烟囱加高即可；
D、在城市普及煤气和天然气。
8、内燃机的一个工作循环中，内能转化机械能的冲程是（）
A、吸气冲程；B、压缩冲程；C、做功冲程；D、排气冲程。
9、大量使用热机，会造成环境污染，其主要原因是热机运转时产生的（）
A、噪音；B、废气；C、噪音和废气；D、产生的废渣。
10、对着温度计扇扇子，温度计的示数（）
A、一定降低；B、一定不变；
C、一定升高 ；D、有可能降低，也有可能不变。
11、水的比热容较大这一特点在日常生活中有广泛的应用，下列事例中不属于用这一特点的是（）
A、培育水稻秧苗时，往秧苗田里灌水；B、用水来冷却汽车发动机；
C、炎热的夏天，往室内地面上洒水降温；D、冬天供暖时用水作循环液。
12、把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精（）
A、比热容和热值均变为原来的一半；B、比热容变为原来的一半，热值不变；
C、热值变为原来的一半，比热容不变；D、比热容和热值均不变。
13、下列实例中，属于用热传递的方法改变物体内能的是（）
A、铁丝反复弯折处会发热；B、太阳将棉被晒得暖乎乎的；
C、两手相互摩擦，手心发热；D、锯木头时，锯条变得烫手。
14、关于内能，下列说法中正确的是（）
A、物体的内能增大，一定是吸收了热量；
B、物体的内能增大，一定是外界对它做了功；
C、同一物体温度高时内能大；
D、物体放出热量，它的内能增加。
15、已知铝、铁、铜的比热容依次减小，温度相同、质量相等的铝、铁、铜金属块，吸收相等的热量，最后（）
A、三块金属的温度都相同；B、铝块的温度最高；
C、铁块的温度最高；D、铜块的温度最高。
16、“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。
”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，而沿海地区不像内陆地区昼夜气温变化那么大。
其主要原因是砂石比水具有较小的（）
A、热量；B、密度；C、比热容；D、内能。
17、质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热，加热
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