九年级物理上册导学案.docx

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九年级物理上册导学案

第十三章内能

第1节分子热运动

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．知道分子热运动的快慢与温度的关系。

4．知道分子之间存在相互作用的斥力引力。

分子热运动

●自主预习：

阅读课本第2、3页及第4页“扩散现象”内容，并完成下面填空：

1.物质是由分子组成的，其大小通常以纳米（nm）为单位来量度。

2.扩散现象：

相互接触的不同物质分子，彼此进入对方的现象叫扩散

3．为什么打开一盒香皂，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里了？

能闻到香味的原因是：

香皂的香味分子运功到鼻子里去了。

●小组讨论：

【实验1】气体扩散实验

1、过了一会以后，你在实验中你看到的现象是什么？

　2．为什么让密度大的二氧化碳放在密度较小的空气下面，倒过来行吗?

这里面有什么科学道理?

3．既然二氧化氮的密度大于空气的密度，为什么在实验中红棕色的二氧化氮气体会上升到上方的空气中，而使空气的颜色发生了改变？

4.这实验能说明什么问题？

（组内交流，共同解决问题）

【实验2】液体扩散：

将一滴红墨水滴入一杯热水中，稍等一会儿，

你看到的现象是。

这实验能说明什么问题？

。

【实验3】固体扩散，观看金和铅的扩散视频

说明了什么问题？

。

【实验4】在分别盛有等量冷水和热水的烧杯中，分别滴入一滴墨水，注意比较两杯中墨水的扩散现象（温馨提示:

等量的冷水和热水，只滴一滴即可）

说明了什么问题？

。

●教师点拨：

1．扩散现象说明：

①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动②分子之间存在间隙。

。

2．影响扩散快慢的因素：

温度，温度越高，分子做无规则运动越快，扩散越快。

3．分子热运动：

分子的无规则运动，与物体的机械运动不同

●跟踪练习：

1.吸烟有害身体健康，在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，一会儿房间就会充满烟味，这是分子的扩散现象,所以,为了你和他人的健康,写一则提示语:

___________.

2.往一杯子放入一些糖,过一会儿,水变甜了,这一现象说明物体的分子都在不停地做无规则运动.水的温度越高,水变甜的越快,又说明了分子扩散现象与温度有关.

3.一列现象不能说明是扩散现象的是（D）

A在一杯静的热水中滴入两滴红墨水，过一会儿整杯水都变红了

B向教室地面喷洒消毒药液，在教室内能闻到药味

C炒菜时，香味四处飘逸。

D狂风转起地面上的尘土。

分子间的作用力

●自主预习：

阅读课本第4、5页有关分子间的作用力内容，并回答下面的问题。

如图——分子作用力模型：

分子之间既有引力又有斥力，当分子距离很小时，斥力起主要作用，当分子距离稍大时，引力起主要作用，如果分子间距很大，则作用力十分微弱。

●小组讨论：

1、扩散现象说明分子在不停地运动，那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起保持一定的体积呢？

2、图13.1-4能说明什么?

分子间有引力。

3、扩散现象说明分子间有间隙，为什么压缩固体和液体很困难呢？

这是因为分子间还存在斥力的缘故，由于斥力的存在，使分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。

●教师点拨：

分子间的作用力：

分子之间既有又有.设分子间的平衡距离为r.则当分子间距离r>r0时引力___斥力,表现为_____;当r10r0时,作用力可忽略不计.

●跟踪练习：

1.下列现象中能用分子运动理论解释并正确的是（C）

A矿石被粉碎成粉末，说明矿石分子很小。

B热水瓶有时很难拔出，说明分子间有引力

C污水排入池塘后不久，整个池塘水被污染了，说明分子做无规则运动。

D压缩弹簧需要力，说明分子间有斥力

2．常把萝卜腌成咸菜需要较长的时间,而把萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味,仅需几分钟,造成这种差别的原因是（D）

　　A盐分子减小了,很容易进入萝卜中B盐分子间有相互作用的引力

　　C萝卜分子间有空隙,易扩散D炒菜时温度高,分子热运动加快

3．常言道：

“破镜不能重圆”，这是由于镜子被打破后，再合起来时，镜子断裂处绝大多数分子之间距离变大_,分子之间几乎没有分子力的作用的缘故。

4．钢铁公司在制造钢铁零件时，为了增加零件表面的硬度，常把零件放入含碳的渗碳剂中，并适当加热，这样碳分子就可以较快的渗入到零件的表层，试用所学知识说明其中的道理。

分子永不停息的做无规则运动，当把零件放入含碳的渗碳剂中时，碳分子会运动的到钢铁零件的表层。

当升高温度时，分子的内能增加，运动速度加快，碳分子填充在铁分子间，使分子与分子之间接触紧密，有更多的分子间作用力作用在那里，所以，表面的强度更大了。

教学至此，敬请使用学案当堂训练部分

第2节内能

1．理解什么是内能

2.知道内能与温度之间的关系

3.掌握改变内能的两种方式并能用来解决简单的问题

内能

●自主预习：

阅读第7—8页“内能”内容，完成下面问题：

1.运动的物体具有动能；而构成物质的每一个分子都在不停地做无规则运动，所以运动的分子也具有势能。

2.弹簧受到拉伸或压缩时发生形变，从而使弹簧具有弹性势能；而构成物质的分子之间也存在引力或斥力，因此分子间还存在分子势能。

3.物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。

4.一切物体，无论温度高低都具有内能，它的单位是焦耳，用字母

J表示。

●小组讨论：

讨论0℃的冰块有没有内能？

分析：

我们知道，物质是由分子构成的，固态的冰块是由分子按一定的稳定结构有规律地排列形成的晶体结构，由扩散现象可知，一切物质的分子不停地做着无规则的运动，运动着的分子具有分子动能，0℃的冰块也不例外。

由于水分子的晶体排列形成稳定结构，分子之间有相互作用力，因而水分子之间还具有势能。

而内能是物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。

所以0℃的冰也具有内能。

●教师点拨：

内能是物体的内能,而不是单个分子的内能，一切物体无论温度高低都具有分子运动内能。

●跟踪练习：

以下说法正确的是（A）

A.物体分子总是在做无规则运动，所以分子具有动能

B.当物体被举高时，其分子势能随之增加

C.当物体运动速度增大时，其分子动能随之增加

D.0℃以下时，物体分子既不具有动能也不具有势能

内能与温度之间的关系

●小组讨论：

1．内能和物体质量的关系：

物体的质量越大，物体内部分子的个数就越多，所以物体内能也就越大。

例如：

温度相同的一大桶水比一小杯水内能大。

2．内能和温度的关系：

物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关，温度越高，物体内分子运动速度越大，分子动能就越大，物体内能也就越大。

例如：

同一物体温度越高，内能越大。

3．内能和物体状态的关系：

物体的状态不同时，分子间的距离不同，分子间的作用力大小不同，从而会改变分子的势能大小，所以内能也不同。

例如：

冰熔化过程中，温度虽然不变（即分子的动能不变），内能却在增加。

●教师点拨：

机械能与内能的区别：

机械能与整个物体的运动情况有关，如物体质量、高度、速度，是宏观物体做机械运动所具有的能量；而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，如：

物体温度、质量、状态等，与物体微观结构有关。

●跟踪练习：

有关内能大小的说法正确的是（C）

A.0℃的冰的内能0℃水的内能小

B.0℃的冰内能为0J

C.0℃的冰全部熔化成0℃的水，内能增大

D.高温物体一定比低温物体内能大

●【学习指导三】改变内能的两种方式

●自主预习：

1.温度不同的两个物体相互接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫做热传递。

2．发生热传递时，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加。

3．热传递过程中，传递内能的多少叫做热量；物体吸收热量，内能增加，放出热量，内能减少。

●小组讨论：

1.将一根铁丝放到火炉上烤，铁丝吸收热量,温度升高,内能增大；将烧红的铁丝放到凉水中，铁丝温度降低，内能减少。

分析得出：

热传递能够改变物体的内能。

同样一根铁丝，用手来回弯折几次，感觉弯折出的温度会升高，内能增大。

分析得出：

做功能够改变物体的内能。

2.观察课本第9页两个演示实验，回答问题：

①如图甲所示，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，观察到的现象是棉花会燃烧起来，这是对气体做功，气体内能增加，温度升高，达到棉花中乙醚的燃点。

②如图乙所示，瓶内装有少量的水，水的

上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打

气，当塞子从瓶口跳起时：

观察到瓶口附近有

白雾出现，这是因为瓶内空气推动活塞做

功时内能转化为动能，温度降低，

水蒸气液化成小水滴。

分析得出：

物体对外界做功能够改变物体的内能。

小结：

1.改变物体内能的方式有两种：

做功和热传递，且在改变物体的内能上是等效的。

2.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。

3.对物体做功，物体内能增加，温度升高，机械能转化为内能；物体对外做功，此物体内能减少，温度降低，内能转化为机械能。

●教师点拨：

内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和，是一个状态量，常说“具有内能”；热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，常说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“物体具有或含有热量”。

●跟踪练习：

1.下列说法错误的是（C）

A.做功可以使物体的内能发生改变

B.热传递可以使物体的内能发生改变

C.用做功的方法来改变一个物体的内能，就不能同时用热传递的方法来改变它的内能

D.改变物体的内能可以同时用做功的方法和热传递的方法

2.下列属于通过做功途径改变物体内能的是（B）

A．在火炉上烧水，水温升高

B．用气筒给轮胎打气，气筒壁发热

C．感冒发烧，用冷毛巾敷额头

D炎热的夏天，柏油路面温度升高

3.在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些，请你用不同的物理知识，写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由。

方法一：

开取暖器取暖；理由：

通过热传递的方式增加身体内能.

方法二：

让身体运动起来；理由：

做功增加身体内能.

4.学过改变物体内能的方法后，你能不能够用物理术语解释“摩擦生热”和”钻木取火”？

解：

都是通过对物体做功增加物体内能

教学至此，敬请使用学案当堂训练部分

第3节比热容

第1课时认识比热容

1.知道不同物质的吸热能力不同.

2.知道比热容是物质的一种属性，理解比热容的概念.

3.了解生活中利用水的比热容大的实例.

比热容及应用

●自主预习：

1.甲为100g水，乙为200g水，温度都升高10℃，用相同的加热装置，乙加热时间长。

结论：

同种物质，升高相同的温度，质量大的吸收的热量多。

（填“多”或“少”）

2.甲和乙均为200g水，甲温度升高10℃，乙温度升高20℃，用相同的加热装置，乙加热时间长。

结论：

相同质量的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量越多。

3、同为100g的水和沙子，温度都升高10℃，用相同的加热装置，加热的时间不同。

（“相同”或“不同”）

结论：

相同质量的不同的物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

（“相同”或“不同”）

注意：

以上问题中，我们比较温度计变化的示数来衡量物体吸收热量的多少。

这种研究问题的方法叫转换法。

综合以上可以知道，物体吸收热量的多少跟质量、种类和升高的温度有关。

4.比热容是物质的一种属性，其符号为c，单位是J/（kg·℃），读作焦每千克摄氏度，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），它表示的意思是1千克的水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J。

比热容的概念还可以表述为:

单位质量的某种物质,温度降低1℃所放出的热量叫做这种物质比热容。

●小组讨论：

1.探究：

比较水和沙子的吸热能力

猜想:

水（填“沙子”或“水”）的吸热能力较强.

需要的器材:

_________________________________________________.

实验前需考虑的问题:

（1）怎样得到质量相等的水和沙子?

是不是还需要其他的器材?

（2）设计实验思路。

思路一：

用相同质量的水和沙子，让它们吸收相同的热，比较它们温度升高的多少。

温度升高越小，说明吸热能力越强。

思路二：

用相同质量的水和沙子，让它们升高相同的温度，比较它们加热时间的长短。

加热时间越长，说明吸热能力越强。

（3）若采用思路一实验，怎样保证水和沙子吸收相同的热量?

用同样的酒精灯加热相同的时间

（4）测量温度时应注意些什么?

围绕温度计的使用方法回答：

1、选择一根量程适当的温度进行测量

2、将温度计的液泡全部浸没在待测物中、液泡不能碰到器壁和底部

3、等液柱稳定后进行读数、读数时要平视、不能将温度计拿出来读数。

实验表格：

表1　质量相同、加热时间相同时表2　质量相同、升高相同的温度时

水

沙子

升高的温度/℃

水

沙子

升高的温度/℃

结论:

不同物质,在质量相等,温度升高的度数相同时,吸收的热量是_不同_的,也就是说不同物质的吸热能力是_不同_的.（填“相同”或“不同”）

2．了解几种物质的比热容：

水

4．2×103J/（kg•℃）

铝

0．88×103J/（kg•℃）

酒精

2．4×103J/（kg•℃）

干泥土

0．84×103J/（kg•℃）

煤油

2．1×103J/（kg•℃）

铁、钢

0．46×103J/（kg•℃）

冰

2．1×103J/（kg•℃）

铜

0．39×103J/（kg•℃）

蓖麻油

1．8×103J/（kg•℃）

水银

0．14×103J/（kg•℃）

沙石

0．92×103J/（kg•℃）

铅

0．13×103J/（kg•℃）

①从表中我们了解到，水的比热容最大，说明它的吸热能力最强。

②水的比热容是沙石的4.5倍，因此，白天在同样阳光照射下，水的温度变化比沙石低。

3．想想议议:

我国北方楼房中都装有“暖气”,用水做介质,把热量带到房中取暖,用水做介质有什么好处?

生活和生产中,还有没有用水来加热或散热的情况?

试举例.

水比热大的特点，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。

●教师点拨：

比热容是物质的一种属性，与物质的种类有关，与物质的质量﹑变化的温度等因素无关。

●跟踪练习：

1.关于物质的比热容,下列说法中正确的是（D）

A一物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半

B吸收热量多的物质,比热容一定大

C质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大

D比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质

2．在我国北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水，是因为（B）

　A水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏

　B水的比热容比较大，气温降低时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏

　C水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏

　D水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏

3．质量相等的甲、乙两种液体，温度相同、用两盏完全相同的酒精灯分别加热，记录的温度与时间变化的曲线如图，可知C甲＜C乙。

（填＞、＜或＝）

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第2课时热量的计算

◇【出示目标】

会进行简单的热量计算.

◇【学习指导】热量的计算

●自主预习：

水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），由水的比热容计算：

1.质量是5kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是多少?

2.质量为5kg的水,温度降低10℃所放出的热量是多少?

●小组讨论：

1．如果以Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0表示物体原来的温度（初温），t表示物体后来的温度（末温）,通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:

Q吸=_Cm（t-t0）_；

试计算：

把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量是多少?

（已知铝的比热容是0.88×103J/（kg•℃））

解：

铝的比热容c铝=0.88×103J/（kg·℃）,

铝块吸收的热量Q吸=cm（t-t0）=880J/（kg•℃）x2kgx（100-30）℃

=123200J

2.如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式又是Q放=Cm（t0-t）.

试计算：

有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5g,温度降低到20℃,放出多少热量?

（已知铁的比热容是0.46×103J/（kg•℃））

解：

放出的热Q放＝Cm（t0-t）＝0.46×103J/（kg•℃）×1.5×10-3kg×（800-20）℃＝538.2J

●教师点拨：

1．比热容计算公式可以合为Q=cm△t，其中△t表示变化的温度，c为物质的比热容，m为物体质量

2．注意“升高到”与“升高了”的区别。

●跟踪练习：

1．现有质量和初温相同的铝块、铁块和铜块，其比热容C铝>C铁>C铜。

（1）如果升高相同的温度后，吸收热量最多的是块

（2）如果吸收相同的热量后，末温最高的是块

2.质量为500g的铁锅中放有3kg水,把它们从15℃加热到85℃,吸收了多少热量?

（c铁=0.46×103J/（kg•℃）,c水=4.2×103J/（kg•℃））

3.质量为500g的某种物质,温度从20℃降到30℃,吸收了2.1×104J的热量,则这种物质的比热容是多少?

它可能是什么物质?

◇当堂训练

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第十四章内能的利用

第1节热机

◇【出示目标】

1.知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。

2.了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用。

◇【学习指导】热机

●自主预习：

1．阅读课本第17页图14.1-1的实验，观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。

思考：

1看到什么现象？

2木塞被顶开，是谁对它做了功？

③水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，

它具有的是什么能？

在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？

⑤在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？

上面的装置就是一个简单原始的热机模型。

2．热机：

热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。

现代社会中，内燃机是最常见的热机。

3．内燃机：

燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力的热机。

最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。

●小组讨论：

1．汽油机

认识四冲程汽油机主要部件名称，并完成下面问题：

1汽油机是利用汽油作燃料来工作的。

2构造：

汽缸、进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴。

3工作过程：

工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有四个冲程。

包括：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程

第一冲程：

吸气冲程中吸入的是什么？

汽缸中活塞由哪端向哪端运动？

进气门和排气门的打开和关闭情况？

第二冲程：

压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物的过程中，是什么能向什么能转化？

压缩冲程末产生什么结果？

汽油机是利用什么方式点火的？

第三冲程：

做功冲程为什么能做功？

是什么能向什么能转化？

第四冲程：

排气冲程有什么作用？

总结：

汽油机一个工作循环有四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，活塞往复两次，其他冲程靠飞轮（或叫惯性轮）的惯性完成。

2．柴油机

柴油机是利用柴油作燃料来工作的。

构造：

汽缸、进气门、排气门、喷油嘴、活塞、连杆、曲轴

工作过程：

工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有四个冲程。

包括：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程

第一冲程:

吸气冲程中吸入的是什么？

汽缸中活塞由哪端向哪端运动？

第二冲程:

压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？

压缩冲程末产生什么结果？

柴油机是利用什么方式点火的？

第三冲程:

做功冲程为什么能做功？

是什么能向什么能转化？

第四冲程:

排气冲程有什么作用？

总结：

柴油机一个工作循环有四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，活塞往复两次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。

●教师点拨：

四冲程汽油机和柴油机的主要区分：

不

同

点

汽油机

柴油机

构造

火花塞

喷油嘴

燃料

汽油

柴油

吸气冲程吸进的物质

空气和汽油

空气

压缩冲程末汽缸内的温度

低

高

点火方式

点燃式

压燃式

做功冲程燃气的压强

低

高

优缺点

体积小，噪音低，转速高

燃油经济性好（效率高），低速扭矩大

应用

制造轻便机械

制造重型机械

相

同

点

1、构造：

都有汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴；

2、工作：

都分为_吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程_四个冲程。

●跟踪练习：

1．在汽油机工作的四个冲程中，实现内能转化为机械能的冲程是（C）

A.吸气冲程B.压缩冲程

C.做功冲程D.排气冲程

2．汽油机吸入汽缸的物质是C，柴油机吸入汽缸的是B:

A.汽油B.空气

C.燃料与空气混合物D.燃气

3．汽油机工作的四个冲程为：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

如图所示为压缩冲程。

4．四冲程单缸内燃机飞轮转速为3000r/min，那么，每秒钟燃气推动活塞做功的次数为25次。

◇当堂训练

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第2节热机的效率

◇【出示目标】

1．知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。

2.了解热机效率。

知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率。

◇【学习指导一】热值

●自主预习：

1．燃料的热值：

单位质量的某种燃料完全燃烧释放的热量叫做这种物质的热值，用符号q表示，单位是J/kg，气体燃料的热值单位：

J/m3。

2．干木柴的热值是1.2×l07J/kg，物理意义是_每千克的干木柴完全燃烧释放的热量为1.2×l07J。

3．阅读常见燃料的热值表，表中热值最大的燃料是氢。

●小组讨论：

计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。

解：

从热值表中查得柴油的热值是q＝3．3×107J/kg，

则4kg柴油完全燃烧释放的热量Q