人教版九年级物理第十三章 《内能》单元教学设计.docx
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人教版九年级物理第十三章《内能》单元教学设计
第十三章内能
第1节分子热运动
知识目标
知识要点
课标要求
1．物质的构成
能简单的说明物质是由分子、原子构成的
2．分子热运动
知道一切物质的分子都在不停的做热运动；能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释
3．分子间的作用力
知道分子之间存在着相互的作用力
情景导入
神奇的软蛋
星期天，小明来到爷爷家过周末，发现爷爷家的食品柜里有一瓶醋泡蛋，蛋壳已经泡没了，只剩一层蛋膜包着鸡蛋，爷爷说这是一种保健食品．调皮的小明趁爷爷不注意，将“软蛋”冲洗干净后放在了清水中，奇怪!
“软蛋”竞一点点地长“胖”了．这其中的奥妙，你能解释吗？
合作探究
探究点一物质的构成
提出问题出示玻璃杯，想一想如果把此杯子打碎，碎片是否还是玻璃？
如果经过多次分割，颗粒会越来越小，如果不停的分下去，有没有一个限度？
讨论交流小组之间交流讨论物质的变化情况、无限度的分下去时出现的情景。
归纳总结
（1）保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子或者原子。
（2）常见的物质是由及其微小粒子----分子、原子构成的。
（3）分子的大小用分子的直径来衡量，通常用10-10m为单位来量度分子的大小。
探究点二分子热运动
1．扩散现象
活动一
演示一：
教师打开一盛有香水的香水瓶，让附近的学生闻一下。
问题：
能不能闻到香味？
为什么？
演示实验2：
我们将一个空瓶子，倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在
二氧化氮瓶上的玻璃板。
观察并思考：
上面空瓶有红色现象说明了什么？
将空瓶与装着红棕色二氧化氮气体的瓶子颠倒放置，重做这个实验能否得出相同的结论？
结论：
上面空瓶有红色，说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。
这个实验是一种扩散现象。
颠倒放置时不能得出相同的结论，因为二氧化氮密度大，在重力作用下会向下运动，无法证明分子是运动的。
归纳总结：
不同的物质在接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散现象。
交流讨论：
在我们日常生活中，扩散现象很常见，小组之间交流讨论一下，能否举出几个例子？
活动二
提出问题：
气体可以发生扩散，那么液体和固体是否可以发生扩散呢？
演示实验3：
向一个盛有热水、冷水的两个烧杯中用滴管注入两滴红墨水。
观察并思考：
观察到什么现象？
说明了什么问题？
结论：
说明液体之间也可以发生扩散现象，扩散的快慢与物体的温度有关。
拓宽延伸：
结合演示实验，阐述出课本P3的13.1-3说明的问题。
实验中如果将水在硫酸铜溶液的下面，是否能够影响实验效果？
活动三
提出问题：
固体分子之间能否发生类似的现象，请同学们交流、讨论举例。
归纳总结：
（1）说明了气体、液体、固体在相互接触后，都能彼此进入到对方内部，这种现象叫扩散现象。
（2）扩散快慢的因素与温度有关，温度越高，扩散的越快。
（3）扩散现象说明了分子时刻不停的做无规则运动；分子之间存在间隙。
典例剖析
（泉州中考）东亚文化之都--泉州，风景秀丽．如图所示的情景，能说明分子无规则运动的是（ ）
A．天柱山薰衣草落叶归根
B．虹山村油菜花花香阵阵
C．清源山缤纷秋叶色彩梦幻
D．九仙山淞玉树琼花
【点拨】分子运动是微观上的运动，肉眼看不见的，它通过宏观的颜色、气味、味道来间接的反映出来；机械运动是宏观上的运动．由此展开分析、解答．
【自主解答】
【方法归纳】分子的无规则运动不能够直接观察到，它是通过宏观的颜色、气味、味道来间接的反映出来，我们只要是看的到的运动都属于宏观的机械运动．我们平时所见到阳光下尘土飞扬、浓烟滚滚不能说明分子做无规则运动．
探究点三分子间的作用力
问题1：
固体、液体的分子都在不停地做无规则运动，且分子间又有间隙，但为什么分子不会飞散开，反而聚合在一起呢？
演示实验4：
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，教师在下面逐个加挂钩码，挂很多个都不能把它们分开。
实验5拿出准备好的注射器，拧下针头，拉开活塞，用大拇指堵住针头的一端，用力压活塞，有什么感觉？
将活塞中的空气换成水，再做一做，有什么感觉？
归纳总结：
分子之间存在相互的引力和斥力
拓宽延伸：
演示6让学生取一根弹簧，感受拉和压时作用于手的力。
然后教师拿两个乒乓球，中间放一根弹簧，告诉学生用这个模型来比拟两个连着的分子，教师操作，让学生来回答。
当弹簧拉长，分子间的距离增大，作用力表现为引力；当弹簧压缩，分子间的距离缩小，作用力表现为斥力；当弹簧不用力时，引力＝斥力。
归纳总结：
（1）分子之间既有引力又有斥力，是同时存在，同时消失．
（2）不同情况下分子间作用力的特点：
若d指“分子间的距离”；r指“分子间的平衡距离”
则有：
①当d=r时，F引=F斥处于平衡距离处。
②当d＜r时，F引＜F斥，斥力起主要作用。
③当d＞r时，F引＞F斥，引力起主要作用。
④当d＞10r时，分子间作用力十分微弱，可以忽略不计。
问题2结合P5的13-1-5、6、7，并讨论交流教材物质三态的分子模型。
用表格的形式比较三种物态分子排列的不同特点。
归纳总结：
物态
微观特性
宏观特性
分子间的距离
分子间的作用力
有无一定形状
有无一定的体积
固态
较小
很大
有
有
液态
较大
较大
无
有
气态
很大
很弱
无
无
典例剖析：
从分子作用力的角度说一说“破镜重圆”能否真的发生。
【点拨】分子间的与分子间的距离有关，当分子间的距离大的一定程度时，分子间的作用力就不存在了．
板书设计
第1节分子热运动
教学反思
本节是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。
但由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用实验为主，以计算机模拟的方法为辅组织教学。
本节需要考察的知识与技能内容比较抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生分析、讨论为主，在教师引导的基础上，以“提出问题──实验探究──分析归纳──得出结论”为主线的思维过程进行教学，利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。
第2节内能
知识目标
知识要点
课标要求
1．内能
了解内能的概念，能简单的描述温度和内能的关系
2．做功和内能的改变
知道做功可以使物体内能增加或减小的一些实例
3．热传递和内能的改变
知道热传递可以改变物体的内能，知道热量的概念及单位
4．做功和热传递的实质
知道做功和改变物体内能的实质
5．做功和热传递改变内能的等效性
理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
情景导入
玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？
原
来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。
那么，什么是内能？
从而引入新课。
合作探究
探究点一内能
活动1：
出示挂图：
展示运动员头顶足球图片和分子运动图片（如图所示）。
活动2：
两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。
弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
类比机械能定义，得出内能的定义及单位。
总结：
物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
内能的单位是焦耳（J）。
活动3：
引导学生利用类比法理解影响物体内能大小的因素。
总结：
一切物体，都具有内能。
一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。
探究点二做功和内能的改变
活动1：
让学生相互搓手，说一下感觉。
活动2：
如图所示，让一生来回弯折铁丝，感觉一下弯折处的温度变化。
总结：
对物体做功，物体的内能增加。
活动3：
演示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。
活动4：
让一学生吹气球，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！
捡起时气球会发现它的嘴部温度
变低。
总结：
物体对外做功，物体的内能变小。
活动5：
学生交流、讨论，做功改变物体内能的实例。
探究点三热传递和内能的改变
活动1：
出示课件，分析下列内能改变的方式是否是做功？
它们使物体温度升高时的特点怎样？
归纳总结：
（1）当温度不同的两个物体接触，或同一物体的不同部位温度不同时，高温物体的内能减小，低温物体的内能增加。
（2）条件：
存在温度差
（3）最终结果：
直到温度相同。
（4）在热传递过程中，传递能量的多少，叫做热量。
其单位是焦耳，符号是J。
探究点四做功和热传递在改变物体内能的区分
活动1：
出示课件，让学生分析课件中改变内能的方式。
学生交流得出答案：
甲、乙、丙三图中是通过做功改变内能；丁图是通过热传递改变内能。
归纳总结：
区分做功和热传递时主要是在改变内能上的条件来进行区分。
做功来改变内能的主要方式是压缩体积、摩擦、敲打、弯折等；而热传递改变内能的方式主要是温度引起的内能的转移。
活动2：
出示课件，让学生利用学过的物理知识解释两位同学的取暖方式（如图）有何不同．
归纳总结：
哈气取暖是通过热传递使手的内能增大温度升高；搓手是通过摩擦做功的方式使手的内能增加温度升高．
活动3：
出示课件，让学生交流、分析。
第二届亚洲青年运动会前夕，主办方通过古老的钻木取火方式，在几分钟内取得火种，并点燃火炬．请你用物体内能改变的方式说明钻木取火的过程．
归纳总结：
钻木取火的过程是克服摩擦对物体做功，物体内能增加，温度升高，达到燃料的燃点而被点燃，此过程是通过做功的方式改变物体内能的．
探究点五内能概念和做功和改变物体内能的等效性
活动1：
一根滚烫的铁棒拿来，一定是在火中刚刚燃烧过。
让学生交流、讨论这个判断正确吗？
通过学生的交流得出答案：
不正确，还有可能做功改变的。
因为做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
活动2：
改变物体内能的方法有两种：
做功和热传递．这两种方法对改变物体的内能是等效的．你是怎样理解等效的呢？
请你通过举例加以说明．
学生交流、讨论得出答案：
改变物体内能的方法有两种：
做功和热传递．这两种方法对改变物体的内能是等效的，即做的功与传递的热量相等时，物体内能的改变量是相等的；如：
对物体做100J的功，物体内能增加100J，对物体传递100J的热量，物体内能的增加量也是100J．
活动3：
内能的概念是同学们理解上的难点内能，根据你的理解，回答下列的问题：
内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能（即分子无规则热运动动能）、分子的势能（即分子间相互作用能）、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等．在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项．由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系．
请回答下列问题：
（1）慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？
（2）加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？
（3）金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？
归纳总结：
（1）慢慢压缩针筒里的气体，分子间的距离变小，气体内能中分子势能变化；
（2）加热针筒里的气体，分子运动加剧，分子动能发生变化，所以气体内能中分子动能变大；
（3）金属块在受热膨胀时，分子间的距离变大、分子运动加剧，金属块内能中分子动能和分子势能都变化．
探究点六温度、热量内能的区别与联系
学习内能的知识后，大多数学生对这三个物理量（温度、内能、热量）的概念及相互关系不能正确理解，为帮助学生理解和应用，把三者的区别和联系总结如下：
1.温度表示物体的冷热程度，从分子运动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，对同一物体而言，温度只能说"是多少"或"达到多少"，不能说"有""没有"或"含有"等。
2.内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。
内能只能说"有"，不能说"无"。
只有当物体内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义。
3.热量是在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，其实质是内能的变化量。
热量跟热传递紧密相连，离开了热传递就无热量可言。
对热量只能说"吸收多少"或"放出多少"，不能在热量名词前加"含有""有"或"没有"。
板书设计
第2节内能
教学反思
内能是个较为抽象的概念，在教学中我采用了类比的方法，希望学生在旧知识的基础上能教好的理解内能概念；这种教学方法是我们物理教学中的重要方法，教会学生掌握这方法意义重大。
本课通过探究活动，使学生体会到了改变物体内能的方式有两种：
一是做功；二是热传递。
探究实验帮助学生有了一定的感性认识，从而降低了他们学习本课知识的难度。
在物理教学中实验探究教学的作用不容忽视，实验探究不但帮助师生攻克教学中的难点而且实验探究方法的设计及小组交流讨论可以培养学生的探究和创造能力及合作精神，本节课就力图让学生通过探究实验及小组讨论来完成本节重要教学内容，在教给学生学习方法的同时，让他们体验到成功的“喜悦”，提高学生学习物理的兴趣，使师生取得良好的教与学的效果。
第3节比热容
第1课时比热容
知识目标
知识要点
课标要求
1．探究不同物质的吸热能力
能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同
2．比热容
了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性
情景导入
出示课件，让学生观察、分析。
这两位同学的对话说的是否正确？
这节课我们就来探究这个问题！
合作探究
探究点一探究不同物质的吸热本领
提出问题：
大家都做过饭，考虑一下，给质量相同的水和食用油加热时，哪个温度上升的快?
如何进一步的探究验证？
制定计划与设计实验:
：
要比较不同物质的吸热性能，需要取质量相等的不同物质，使其升高相等的温度，比较各自吸收热量的多少。
或取质量相等的不同物质，使其加热相同的时间，比较各自升高的温度。
进行实验：
学生根据所涉及的实验，选出适当的实验器材进行实验，同时记录数据。
质量/g
温度升高10℃所需要的时间/s
温度升高20℃所需要的时间/s
温度升高30℃所需要的时间/s
沙子
水
交流评估：
让学交流、讨论，在实验的过程中有哪些不足和需要注意的地方。
归纳总结：
（1）装水和砂子的烧杯规格要相同，要保证除了水和砂子不同之外，其他条件都相同。
实验中是通过观察水和砂子升高同样温度吸收热量是否相等来验证其吸热性能是否相同。
）
（2）实验中砂子需要不停搅拌，这样才会受热均匀。
实验结论：
在质量相等、升高的温度相同的情况下，不同物质吸收的热量不相等。
探究点二比热容
活动1：
根据学生自己探究的实验得出比热容的定义。
活动2：
让学生自学课本的11页内容，得出比热容的单位、符号和几种常见的比热容值。
归纳总结：
（1）一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容，用符号C表示。
（2）
（2）单位：
J/（kg·℃）
（3）水比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示1千克的水温度升高1·℃所吸收热量是4.2×103J。
知识拓宽：
出示课件，让学生从以下几个方面的来理解比热容的概念。
（1）比热容是物质本身的一种特性。
是由物质本身决定的，与物体的质量大小、温度高低、升高或降低温度的多少、吸收或放出热量的多少等因素无关，可用来鉴别物质。
（2）当物质的状态发生改变时，比热容改变。
（3）比较两种物质吸收热多少时考虑物质的比热容、质量和温度升高的度数这三个因素，吸收多少与物体的温度无关，与物体升高的度数有关。
（4）比热容是表示物质吸、放热本领大小的物理量，在相同条件下不同的物质吸收（或放出）相同的热量，物体的温度不同，比热容小的温度变化大；相同质量的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不同，比热容大的吸收（或放出）的热量多，正是由于这一特性，自然界中有许多现象都是由比热容的大小引起的。
典例剖析（南京中考）下表是一些物质的比热容[J/（kg•℃）]：
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
沙石
0.92×103
铜
0.39×103
根据表中数据，下列判断正确的是（ ）
A．物质的比热容与物质的状态无关
B．100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大
D．寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大
【点拨】比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度计吸放热情况无关；质量相同的不同物质，吸收相同的热量，温度变化与物质的比热容成反比．由此展开分析，得出答案。
板书设计
第1课时比热容
教学反思
比热容是本节的教学重点，也是初中物理教学中的一个难点。
通过本节教学要让学生建构起比热容的概念，了解比热容较深的内涵、较广的外延，能结合常见物质的比热容表，联系实际讨论一些日常现象；在正确理解比热容物理意义的基础上。
本节课在教学设计设法让学生充分体现学生的主体地位，在教学中要让学生经历探究的各个环节。
针对这一点教材作了两方面的改进，一是将探究课题由“比较不同物质的吸热能力”改为“物质吸热多少可能与物质种类有关”，得出结论后再组织学生讨论，比较得出“不同物质的吸热能力”；二是对实验器材作了改进，用热水或热得快作热源来供热。
第2课时比热容的应用和计算
知识目标
知识要点
课标要求
1．比热容的应用
能够利用比热容生物知识来解释生活中的一些现象
2．热量的计算
会进行简单的吸热计算
情景导入
多媒体展示：
炎热夏季的一天傍晚，甲、乙两人在湖边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到湖中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？
学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点：
可能岸上、湖中、两者一样三者观点都有，到底哪种观点对呢
？
从而引入新课。
合作探究
探究点一比热容在生活中的应用
活动1：
想一想：
夏天，我们在水边玩耍的时候，脚踩在沙子上有什么感觉？
踩在水中有什么感觉？
为什么有不同的感觉？
阅读P13页图13.3－3的图片与相关内容，想一下怎么回答。
让学生交流、讨论后回答：
砂石和海水受太阳照射时间相同的条件下，砂石的比热容小，温度变化大；海水的比热容大，温度变化小。
故感觉砂石烫，海水不那么烫。
活动2：
让学生阅读“想想议议”，然后思考：
在夏天，在室内洒水可以降温，这是利用了什么？
现在我们很多同学家中有小汽车，打开小汽车的前盖，会看到一个大水箱，水箱起什么作用？
里面装的是什么液体？
为什么要装这种液体？
如果是在北方，在冬天很冷的情况下，能否只装这种液体，如果不能，应该怎么解决？
学生交流得出答案：
水的比较容大，等质量的水和其它物质相比，吸收同样的热量，水的温度升得慢，吸热或致冷效果好。
降低同样的温度，水放出的热量比较多，取暖效果较好。
归纳总结：
水的比热容较大这一特性的应用
（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量很多，有利于作冷却剂或用来取暖。
（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多热而自身的温度却变化不多，有利于调节气温。
知识拓宽：
我们大部分地区是亚热带季风气候，在海边，白天与夜晚的风向是否相同，请学生交流、讨论后回答。
归纳总结：
因为陆地基本上是沙石构成的，比热容小于水，白天温度升得快，热空气上升，海洋升温慢，海洋上方的冷空气流过来补充，所以，白天风从海洋吹向陆地，。
在晚上，陆地降温快，海洋降温慢，风又会从陆地吹向海洋。
探究点二热量的计算
展示问题1：
1kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？
展示问题2：
2kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？
w
展示问题3：
2kg水温度升高50℃吸收的热量是多少？
展示问题4：
物质吸收热量的多少与其质量、温度变化、比热容成什么关系？
学生讨论得出：
（1）物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比，计算公式：
Q吸＝cm（t－t0）。
（2）物体放出热量计算公式：
Q放＝cm（t0－t）。
展示问题5：
学生交流、讨论在利用热量的公式进行相关计算时，如何做好单位的统一？
物理量
单位
Q
J
m
kg
t、t0、Δt
℃
c
J/（kg·℃）
典例剖析
小杨家的电热水器内装有5L的水，该热水器中水的温度从20℃升高到40℃，求这些水吸收的热量（C水=4.2×103J/（kg．℃）
【点拨】知道水的体积，利用密度的变形公式m=ρV求水的质量，再利用Q吸=cm（t2-t1）求水吸收的热量．
【答案】解：
密度的公式由
得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃-20℃）=4.2×105J．
板书设计
第2课时比热容的应用
教学反思
本节课的教学设计设法让学生体会到“生活的物理，社会的物理”。
我在设计此课时，从炎热夏季的一天傍晚，甲、乙两人在湖边游玩，纳凉问题引入新课；紧接着让学生联系着他们极为熟悉的烧水现象，探究出影响物体吸收热量的多少的两个因素；最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象，这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识，极大激发了学生学习物理的兴趣。
纵观本节课的设计，不难发现每个环节都由提出问题入手开展教学的，这一个个精心设计的问题，组成一个步步攀升的台阶，带领学生走向科学的殿堂。
在不违背新课程标准的前提下，在本节课教学过程中，我对教材进行了一系列的创新，如问题的提出方式，探究方案的设计等等。
这些改革有利于培养学生的兴趣，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
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