秋北师大版九年级物理上册教案全册.docx
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秋北师大版九年级物理上册教案全册
2019年秋北师版九年级物理上册教案
10.1机械能
教学目标
【知识与技能】
1.知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能。
2.知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。
3.知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化。
【过程与方法】
1.通过探究,知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关,并能解释简单的现象。
2.通过探究,知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素,并能解释简单的现象。
3.通过观察和实验,认识并理解动能和势能的转化过程,能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
【情感态度与价值观】
能够运用“控制变量法”进行实验设计,逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
教学重点
建立动能和势能的概念,理解影响动能和势能大小的因素。
教学难点
解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
教学过程
一、引入新课
用多媒体展示下列问题,师生共同讨论。
1.高速公路上都有限制汽车速度的标志,想一想这样做的原因是什么?
2.“……忽然,它像一匹脱缰的野马,从轨道的最高端飞驰而下,如同一条蛟龙,时而上下翻腾,时而左摇右摆……乘坐过山车的我在万分紧张的气氛中紧闭双眼,经历如此惊心动魄、激动不已的旅程,当我感觉过山车似乎平稳时,睁开了双眼。
哎呀!
太可怕了……我正处于回环的最高处,而且还头朝下……太刺激了!
”过山车速度为什么能够快慢不同的改变?
过山车在最高点时,怎么会有平稳的感觉?
想知道这里面的物理道理吗?
通过本节内容的学习,聪明的你一定能找到答案。
3.置疑:
你知道人为什么要吃饭吗?
学生讨论。
人类生活、生产离不开能量。
因此,我们很有必要学习并了解一些有关能量方面的知识。
问题:
根据你的认识与了解,能说说能量有哪些形式吗?
学生讨论回答。
那么,什么物体具有能呢?
指出:
机械能是能量中最常见的一种形式。
到底什么是能呢?
请观察下列实验。
二、新课教学
(一)什么是能
1.演示实验
(1)运动的小车推动木块运动。
(2)被举高的重物下落将小桌子压入沙中。
(3)被拉伸的弹簧拉动小车运动。
2.分析、讨论
(1)运动的小车对木块、被举高的重物对小桌、被拉伸的弹簧对小车有没有做功?
你判断的依据是什么?
(2)运动的小车、被举高的重物、被拉伸的弹簧有什么共同特点?
在学生回答的基础上,引出“能量”的概念。
3.“能量”的概念
物体具有做功的本领,就说物体具有能。
4.如何去判断能的大小
举例讨论:
四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”;八、九级大风可以使大树“前仰后合”,而飓风能把大树连根拔起。
分析:
哪种风具有的能量最大?
你怎样判断能的大小?
总结:
在物理学中,能量和做功有密切的联系,能量反映了物体做功的本领。
一个物体能做的功越多,这个物体的能量就越大。
5.能的单位和功的单位相同,都是焦耳(J)。
典例解读 下面关于功和能的说法中,正确的是( )
A.一个没有做功的物体,一定没有能量
B.甲物体的能量比乙物体的能量大,则甲物体一定比乙物体做的功多
C.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以它具有能量
D.静止的物体,没有机械能
【解析】做功是改变能量的一种途径,能量改变了多少,可以用做功的多少去度量。
即功是描述物体在力的作用下取得的成效(移动的距离),是一个过程,而能量是物体本身所具有的,是一个状态量,物体没有做功,不一定没有能量,主要是把握“能够做功”这个关键词,一个物体对别的物体能够做功,则说明它一定具有能量。
【答案】C
(二)机械能
问题:
运动的小车、被举高的重物、被拉伸的弹簧都具有做功的本领,所以都具有能。
它们具有能的原因是否相同呢?
回顾实验作答:
小车之所以具有能量,是因为其运动;
重物之所以具有能量,是因为其被举高;
弹簧之所以具有能量,是因为其发生了弹性形变。
为了区分它们,物理学中作了如下规定:
1.动能:
物体由于运动而具有的能量。
2.重力势能:
物体由于被举高而具有的能量。
3.弹性势能:
物体由于发生弹性形变而具有的能量。
机械能
举例说明:
日常生活中,哪些物体具有动能?
哪些物体具有重力势能?
哪些物体具有弹性势能?
典例解读 下面的物体中,只具有动能的是____;只具有势能的是______;既具有动能,又具有势能的是______。
A.停在地面上的汽车
B.在空中飞行的飞机
C.被起重机吊在空中静止的货物
D.弹簧
E.在水平铁轨上行驶的火车
【解析】A项,停在地面上的汽车没有运动,它不具有动能;因为其在地面上,它也没有势能。
B项,正在空中飞行的飞机在运动着,它具有动能;它离地面有一定的高度,又具有重力势
能。
C项,在空中静止的货物,它没有动能,只有重力势能。
D项,弹簧在没有发生弹性形变时,不具有弹性势能。
E项,水平铁轨上行驶的火车,只有动能没有势能。
所以,只有动能的是E,只有势能的是C,既有动能又有势能的是B。
【答案】E C B
(三)动能的大小跟哪些因素有关
1.探究动能的大小跟哪些因素有关
置疑:
物体具有的动能大小可能跟什么因素有关?
并说明猜想的依据。
学生猜想:
(1)动能的大小可能跟物体的速度有关。
理由:
用玩具手枪射出去的塑料子弹威力大,而用手扔出去威力小。
(2)动能的大小还可能跟物体的质量有关。
理由:
在车祸中,电动自行车撞倒行人的后果不太严重,而以相同速度行驶的大卡车撞人的后果严重。
设计实验方案,思考:
(1)怎样让小球自己运动起来,获得动能?
(2)动能的大小可能跟两个因素有关,用什么方法进行实验?
(3)怎样改变小球运动的速度?
又怎样控制小球运动的速度相同?
(4)怎样比较小球动能的大小?
分析现象、得出结论:
质量相同时,速度越大的物体能做的功越多,表明它具有的动能越大;
速度相同时,质量越大的物体能做的功越多,表明它具有的动能越大。
总结:
物体的动能跟质量和速度有关,速度越大,质量越大,它具有的动能就越大。
2.练习
(1)一辆汽车突然加速行驶,它的动能________。
为什么?
(2)洒水车在马路上匀速前进并不停地洒水,它的动能____________。
为什么?
(3)交通部门为什么要对车辆进行限速?
为什么同一路段不同车辆限速不同?
(四)势能的大小跟哪些因素有关
探究:
重力势能的大小跟哪些因素有关?
置疑:
物体具有的重力势能大小可能跟什么因素有关?
并说明依据。
学生猜想:
设计实验方案,思考:
(1)如何利用所给器材,比较重物重力势能的大小?
(2)如何在实验中控制有关的变量?
学生根据设计方案探究后,汇报结果;
分析总结、得出结论:
物体被举得越高,质量越大,它具有的重力势能就越大。
关于弹性势能的大小与什么因素有关?
让学生自己课后自行设计实验方案、并进行探究。
总结:
物体的位置越高,质量越大,它具有的重力势能就越大;弹性物体的弹性越强,形变越大,它具有的弹性势能就越大。
(五)机械能的转化
1.说明
(1)动能和势能是机械能的两种表现形式。
(2)一个物体可以既有动能,又有势能,也可以只具有动能或者只具有势能。
2.练习:
说明下列物体具有什么形式的机械能。
①在海上行驶的轮船。
②吊在天花板上的吊灯。
③被拉长的橡皮条。
④在空中飞行的子弹。
3.动能与势能的转化
通过实验、观察和分析,认识物体的动能和势能之间是可以相互转化的。
演示并分析课本P5观察与思考中设置的实验。
得出结论:
物体具有的动能和势能是可以相互转化的。
典例解读 1.如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.铅球由a→b时,动能逐渐增
大
B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小
D.铅球在c点时动能最大
【解析】机械能是动能和势能的总和,如果不计空气阻力,能量没有损失,机械能的总量不变。
【答案】D
2.如图所示,光滑水平面上放有一个左边连接有弹簧的物体B,物体A以一定的速度向右运动撞击弹簧,最后A与B一起向右运动,A刚接触弹簧到A、B以相同的速度向右运动这一过程中,下列关于弹簧的弹性势能的说法中正确的是( )
A.一直减小
B.一直增加
C.先增加后减小
D.先减小后增加
【解析】A刚接触弹簧,A开始压缩弹簧,压缩的弹簧会对B产生弹力使物体B向右运动起来。
开始时B的速度比A的速度慢,A要继续压缩弹簧,直到A与B的速度相同时,弹簧不再被压缩,即此时弹簧被压缩到最大值,弹簧的形变最大,弹簧具有的弹性势能也达到最大。
【答案】B
[课堂小结]
1.动能、重力势能、弹性势能、机械能;
2.动能大小与物体质量及速度的关系;
3.重力势能大小与物体质量及高度的关系;
4.动能和势能是可以相互转化的。
板书设计
10.1机械能
一、动能
1.定义:
2.影响因素:
二、势能
1.定义:
2.影响因素
三、机械能及其转化
10.2内能
教学目标
【知识与能力】
1.知道物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
2.能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。
3.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
4.知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变。
5.了解热量的概念,知道热量的单位是焦耳。
6.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
【过程与方法】
1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
2.通过探究找到改变物体内能的两种方法。
3.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
4.通过查找资料,了解地球的“温室效应”。
【情感态度价值观】
1.通过探究使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。
2.通过演示实验,培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
3.鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力。
教学重难点
【教学重点】
通过扩散现象说明分子在不停地运动;内能概念的建立;改变物体内能的两种方法。
【教学难点】
做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
教学过程
引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生的过程中,也有相应的能量变化。
另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规则热运动产生的。
那么热运动的能量与大量的无规则运动有什么关系呢?
新课教学
一、物质的构成
1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.分子的大小:
直径约为10-10m。
3.分子间有空隙。
二、分子热运动
1.扩散现象:
不同物质互相接触时,彼此进入对方的现象。
◆探究活动1:
扩散现象
(1)气体扩散实验(盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片):
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,如图所示。
抽掉玻璃板后,观察有什么变化发生?
实验现象:
一段时间后,两瓶气体彼此进入对方,颜色混合均匀,变为浅红棕色。
实验结论:
气体分子在不停运动。
(2)液体扩散实验(烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗):
在烧杯里装一半清水,将CuSO4溶液注入清水中,放置30天后。
观察现象。
实验现象:
一段时间后,硫酸铜溶液和水混合均匀。
实验结论:
液体分子在不停运动。
(3)固体扩散实验
实验现象:
几年后电子显微镜下观察到的合金。
实验结论:
固体分子在不停运动。
2.气体、液体、固体都能发生扩散现象。
一般情况下,固体之间的扩散最慢,气体之间的扩散最快。
3.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。
◆探究活动2:
影响扩散快慢的因素(烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管):
在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的凉水。
用滴管分别在两个杯底注入红墨水。
实验现象:
热水杯的颜色先变得均匀。
实验结论:
温度越高、分子无规则运动越剧烈,扩散得越快。
4.影响扩散快慢的因素:
温度。
5.分子无规则的运动叫分子的热运动。
三、分子间的作用力
◆探究活动3:
分子间的作用力
(1)分子间有引力:
将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两块铅就会结合起来,下面吊一个重物都不能把它们分开。
实验现象:
磨光的两铅柱紧压对接在一起,下面挂很重的物体也不能将它们分开。
实验结论:
分子间有引力。
(2)分子间有斥力
实验现象:
针管里的气体压缩到一定程度后,很难再被压缩。
实验结论:
分子间有斥力。
1.分子间存在引力
宏观表现:
固体、液体能保持一定体积,不致散开。
2.分子间存在斥力
宏观表现:
固体、液体很难被压缩。
类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球,分析分子间作用力。
分子间存在引力和斥力,如图所示。
3.引力和斥力之间的关系
(1)分子间作用力与分子间距离(r)有关:
r<平衡距离时,表现为斥力;
r>平衡距离时,表现为引力;
r>10倍平衡距离时,作用力很微弱,可以忽略。
(2)引力和斥力的变化过程
引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但在变化过程中,始终是斥力变化得快。
四、分子动理论及应用
1.内容:
(1)物质由分子组成;
(2)分子在永不停息地做无规则运动;
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
2.应用:
例:
用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素。
五、固态、液态、气态的微观模型
1.固态物质:
分子排列紧密,分子间作用力强,分子虽然做无规则运动,但位置相对稳定。
2.液态物质:
分子间作用力比固体小,分子没有固定位置,运动比较自由。
3.气态物质:
分子间距很大,高速向周围运动,分子间作用力很小。
六、物体的内能
1.内能
(1)分子具有动能和势能
类比:
运动的足球具有动能;运动的分子也具有动能。
被拉伸的弹簧的各部分互相吸引而具有势能;地球附近的物体受到地球的吸引,被举高的物体具有势能;分子间相互吸引也具有势能。
被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能;互相排斥的分子也具有势能。
结论:
构成物质的分子在不停地做热运动,同样具有动能,而分子间具有相互作用力,又使得它们具有势能。
(2)物体的内能
物体内部所有分子的动能和分子势能的总和叫作物体的内能。
内能的单位是焦耳(J)。
内能:
是所有分子热运动的动能和分子势能的总和,与物体是否做机械运动无关。
机械能:
物体整体所具有的能,是物体动能和势能之和,与物体机械运动有关。
(3)内能、温度、热量的关系
①内能跟温度的关系
温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢。
因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,内能也增大,反之,物体温度降低,其内部分子无规则运动的速度减小,物体内能减小。
因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化。
物体内能的变化,不一定引起温度的变化。
这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化。
物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化。
如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变,这是因为物体的分子势能发生了变化。
②内能与热量的关系
物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:
做功和热传递。
即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是外界对物体做了功(或物体对外做了功)。
而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。
物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少。
因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化。
③热量与温度的关系
物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固)。
这时物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变。
物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了。
(4)机械能与内能的比较
空中运动的足球除了整体具有机械能外,同时还具有内能。
①物体宏观运动而具有的能是机械能。
机械能与整个物体的机械运动情况有关。
②内能与物体内部分子的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。
想一想:
冰山有内能吗?
冰冷的冰山,温度虽然低,其中的水分子仍然在做热运动,所以也具有内能。
一切物体不论温度高低,都具有内能。
2.内能的改变
(1)热传递改变内能
物体吸热温度升高内能增加
物体放热温度降低内能减少
热传递改变内能的实质是:
内能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一部分。
思考:
内能改变多少可以用什么来量度呢?
内能改变多少可用传递的热量的多少来量度。
在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量,热量的单位是焦耳。
发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
热传递的三种方式:
生活中常见的热传递改变内能的三种方式。
传导:
放在热汤中的金属勺子变热了;对流:
烧水水变热;辐射:
晒太阳。
(2)做功改变内能
演示实验:
克服摩擦做功
克服摩擦做功可以使物体的内能增加。
压缩气体做功也可以使物体的内能增加。
气体膨胀对外做功,物体的内能减少。
结论:
对物体做功,内能增加,温度升高。
物体对外做功,内能减少,温度降低。
思考:
你怎样让一段50cm的铁丝温度升高呢?
用火烧、太阳晒、用手焐,用温度更高的物体使铁丝温度升高,热传递。
用手搓、在地上摩擦、用锤敲、反复弯折,温度升高的过程,往往伴随着运动、做功。
板书设计
内能
1.常见的物质是由分子、原子构成的。
2.扩散
(1)扩散现象:
不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。
(2)影响扩散快慢的主要因素:
温度。
(3)扩散现象表明:
组成物质的分子是不停地做无规则运动的;
组成物质的分子间是有间隙的。
3.分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
4.内能
(1)分子具有动能和势能
(2)物体的内能
物体内部所有分子的动能和分子势能的总和,叫作物体的内能。
内能的单位是焦耳(J)。
(3)内能、温度、热量的关系
(4)机械能与内能的比较
5.内能的改变
(1)热传递改变内能
(2)做功改变内能
随堂练习
1.下列现象中,属于扩散现象的是()
A.春天刮起沙尘暴,飞沙漫天B.三九寒天下雪时,雪花飞舞
C.煮稀饭时,看到锅中米粒翻滚D.槐树开花时,周围香气弥漫
2.关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是()
A.扩散现象只发生在气体之间B.液体分子间只存在吸引力
C.固体的分子间没有空隙D.宇宙天体、分子都在不停息地运动
3.在0℃的房间里,静止在地面上的铅球()
A.具有机械能 B.没有机械能 C.具有内能 D.没有内能
4.下列关于物体的内能和温度关系的说法中,正确的是()
A.物体的内能跟温度有关,物体的内能越大,温度越高
B.物体的内能跟温度有关,物体的温度升高内能增大
C.物体的内能只和温度有关,所以温度高的物体,内能一定大
D.物体的内能只和温度有关,内能大的物体温度一定高
5.下面四句话中都有一个“热”字,其中哪一句话中的“热”字表示温度()
A.热传递 B.物体吸热温度升高
C.摩擦生热 D.今天天气很热
6.物体从粗糙的斜面上滑下来,则()
A.机械能不变,内能不变 B.机械能增加,内能不变
C.机械能减小,内能减少 D.机械能减小,内能增加
7.下列说法正确的是()
A.一切物体都具有内能
B.一定质量的物体,温度越高,内能越小
C.物体的内能增加,温度一定升高
D.物体的速度增加,内能一定增加
8.下列关于内能的概念的说法中,错误的是()
A.任何物体都具有内能
B.0℃的冰不具有内能
C.一个物体的温度发生变化,它的内能也变化
D.内能和机械能的单位都是焦耳
9.下列说法正确的是()
A.有机械能的物体必有内能 B.无机械能的物体必无内能
C.有内能的物体可能无机械能 D.内能与机械能是两种不同形式的能
10.下列与物体的内能有关的因素是()
A.物体的运动速度 B.物体的高度
C.物体的运动速度和高度 D.物体的温度
11.下列说法错误的是()
A.温度越高,分子无规则运动越快
B.温度越高,气体、液体、固体的扩散越快
C.温度越高,液体蒸发得越快
D.温度越高,物体的运动速度越大
参考答案:
1.D2.D3.BC 4.B 5.D 6.D 7.A 8.B 9.CD 10.D 11.D
10.3探究——物质的比热容
教材分析
本节涉及到热量、质量、温度等物理量,同时也是热量计算的基础。
学习比热容的过程是一个较完整的科学探究,要重视让学生从情景中提出问题和进行猜想。
新课标中热量公式是直接给出的,因此通过热量计算加强对热量公式的理解就显得尤为重要。
比热容是本章的重点。
教学目标
【知识与能力】
1.通过探究实验了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
2.尝试用比热容解释简单的自然现象。
3.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算问题。
【过程与方法】
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力;
2.了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解“热岛效应”。
3.通过查比热容表知道不同物质的比热容一般不同,学习利用物理知识解释日常生活中的实际问题的能力。
【情感态度价值观】
1.在探究活动中体验科学探究的乐趣,培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。
2.在探究活动中培养学生合作精神。
教学重难点
【教学重点】
比热容的定义与应用。
【教学难点】
会利用公式Q=cm∆t进行简单的吸、放热计算。
教学过程
创设情景、引入新课
白天海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,而海水却仍然暖暖的。
同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样?
提出问题:
为什么在同一时刻沙子和海水的温度却不一样?
猜想:
沙子吸热升温比水快;沙子放热降温比水快。
体验生活:
(1)烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?
(2)把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗?
水在温度升高时吸收的热量,跟水的质量(m)有关,跟温度升高的度数(Δt)有关。
设计实验:
1.如何使物质的温度升高?
2.如果改变加热方式会不会影响实验效果?
信息快递:
如果加热方法完全相同,就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同。
演示实验:
出示盛有等质量的水和煤油的两只烧杯,可以明显地看出两者的体积不相同,这是为什么?
不同的物质其密度不同,密度是物质的属性。
实验器材:
电加热器(俗称:
“热得快”),电加热器每一秒钟放出的热量是一定的,两个电加热器是相同的,在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。
实验结果:
煤油温度升得快。
这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时,水吸收的热量比煤油多。
提出概念:
比热容就是比较不同物质吸热能力大小的物理量。
一、比热容
经过科学测定,发现一般情况下,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量不同。
物质的这种性质,用物理量比热容来表示。
比热容:
一定质量的某