教科版九年级物理《第1章分子动理论与内能》教案.docx
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教科版九年级物理《第1章分子动理论与内能》教案
九年级物理（教科版）上册
教
学
设
计
第一章分子动理论与内能
1分子动理论………………………………………………1
第一课时……………………………………………………1
第二课时……………………………………………………4
2内能和热量………………………………………………6
第一课时……………………………………………………6
第二课时……………………………………………………10
3比热容……………………………………………………12
第一课时……………………………………………………12
第二课时……………………………………………………14
第三课时……………………………………………………16
第一章分子动理论与内能
1分子动理论
第一课时
教学目标
1.明白物质是由分子组成，知道分子特点。
2.掌握扩散现象的实质，哪些现象属于分子扩散现象。
教学重难点
扩散现象的实质及影响扩散快慢的因素既是重点又是难点。
教学过程
由课本P2引言引出本节新课。
一、物体是由大量分子组成的
1.概念：
能够保持物质原来性质不变的最小微粒，我们称它为分子。
分子直径极小，通常用10-10m来量度。
2.分子的特点：
体积小、质量小、数量多
3.剖析说明：
（1）分子用肉眼是看不到的；
（2）分子还可以再分，但再分就不能保持物质原来的性质；
（3）物质原来性质是指化学性质；
（4）一切物质都是由分子组成的。
例：
下列关于物质组成的说法中正确的是（）
A.原子是保持物质化学性质不变的最小微粒
B.水和冰是由同种分子组成的
C.干冰和冰是由同种分子组成的
D.铜块和铜球是由不同分子组成的
二、分子在永不停息地做无规则运动
1.由不同物质三态时的扩散现象引出：
转换法
或叫类比法
由于分子运动，某种物质逐渐进入到另一种物质中的现象，叫做扩散。
扩散现象不仅是分子做无规则运动
的有效例证，也是分子做无规则运
动的一种宏观表现。
2.剖析说明
（1）扩散现象发生的条件：
两种不同的物质必须互相接触。
如果两种物质相同或不互相接触都不能发生扩散现象或发生的不是扩散现象，如热水和冷水属于布朗运动。
（2）扩散现象并不是某种物质的分子单向进入另一种物质，而是彼此同时进入对方的现象。
（3）扩散现象可以发生在不同物质的不同状态之间，即在气体和液体、气体和固体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，如蒸发、糖的溶解。
（4）扩散现象说明了：
分子在永不停息地做无规则运动；
分子之间有间隙；
分子具有动能。
（5）影响扩散快慢的因素：
物体的状态，在相同条件下，气体扩散最快，固体扩散最缓慢；
温度，在相同条件下，温度越高，扩散越快。
（6）机械运动与扩散现象的区别
研究对象
运动情况
可见度
扩散现象
微观分子
永不停息，无规则
肉眼不能直接观察
机械运动
宏观物体
静止或运动，有规律
肉眼可直接观察到
注：
判断某些现象是否为扩散现象时，关键看这些现象是自发形成的，还是在重力、风力等外力作用下形成的，前者是扩散现象，后者属于机械运动。
例1：
在栀了花开的时候，校园里都能闻到栀子花的清香，这是一种扩散现象，以下分析错误的是（）
A.扩散现象只发生在气体、液体之间
B.扩散现象说明分子在不停地做无规则运动
C.温度越高时，扩散现象越剧烈
D.扩散现象说明分子间存在着间隙。
例2：
花香扑鼻尘土飞扬
三、小结
四、作业设计
1.下列实验中，不能说明“分子在不停地做无规则运动”的是（）
A.湿衣服在阳光下被晒干
B.炒菜时加点盐，菜就有了咸味
C.扫地时地面扬起灰尘
D.防治流感病毒时，喷洒的消毒水味道刺鼻
2.在春季，鲜花开遍城市的大街小巷，人们在街上散步时能闻到花香，这种现象叫做，它说明了。
3.若将一滴红墨水滴入一盆清水中，后来整盆水都变红了，这是现象；将3ml水和3ml酒精注入一个量杯中，摇晃后发现，水和酒精混合后的总体积小于6ml，这说明分子间有。
第二课时
教学目标
1.了解并掌握分子之间的相互作用力。
2.了解物质的三态的分子结构
3.分子动理论的基本内容
教学重难点
重点：
1.分子之间的相互作用力
2.分子动理论的基本内容
难点：
分子之间相互作用力与分子距离的关系。
教学过程
一、由课本P4“观察：
认识分子间的作用力”引出：
课本P4结论。
问题1：
“观察1”中为什么要“平滑表面”：
目的是排除两表面之间的空气，使分子间距离缩小。
问题2：
为什么相互接触的两个物体不会被吸在一起呢？
接触面较粗糙，分子间的距离比较大，相互作用力很微弱而已。
观察课本P4图10的分子力模型图，总结：
分子间的作用力与分子间的距离有关。
小球相当于分子，中间用一根弹簧相连。
当弹簧处于自然伸长状态时（物体不受外力作用时），引力和斥力大小相等，分子间的作用力为0，这时分子处于平衡位置，分子间的距离为r0=10-10m。
现在用r表示分子间的距离，则分子间的作用力与分子间的距离关系如下表所示：
分子间距离
引力和斥力关系
分子间作用力
弹簧状态
举例
r=r0
引力=斥力
0
自然伸长
物体不受力
r＞r0
引力和斥力都要减小，而斥力减小得较多
引力>斥力
表现为引力
被拉伸
物体被拉伸时
r＜r0
引力和斥力都要增加，而斥力增加得较多
引力<斥力
表现为斥力
被压缩
物体被压缩时
r≥10r0
引力和斥力都很小，可忽略不计
十分微弱
超过弹性限度
气体容易切割、压缩
二、分子动理论的基本内容：
物体是由大量分子组成的，分子都在不停地做无规则运动，分子间存在着引力和斥力。
注意分子动理论包含三个论点：
一切物质都是由分子组成的；
一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动；
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。
三个论点缺一不可，顺序也不能颠倒。
三、小结
四、作业设计
1.（多选）下列现象中用分子动理论解释正确的是（）
A.一根铁棒很难被拉断，说明铁分子间有相互作用的引力
B.空气能被压入足球中，说明分子的质量很小
C.热胀冷缩说明分子的体积发生了改变
D.将一滴红墨水滴入到一杯水中，整杯水慢慢变红，说明分子在不停地运动
2.下列说法中正确的是（）
A.物质是可分的，许多现象都能用物质的微粒模型来解释
B.物质是可以无限制细分的，不管如何细分，其化学性质均不会发生变化
C.用人的肉眼和高倍显微镜都能观察到分子的结构
D.分子间有时只存在着吸引力，有时只存在着排斥力
3.诗句“掬水月在手，弄花香满衣”（“掬”意为“捧”）所包含的物理知识有和。
2内能和热量
第一课时
教学目标
1.了解温度的物理意义及热运动的意义。
2.掌握内能的定义及决定内能大小的因素。
3.掌握改变内能的方式。
4.理解热量的含义。
教学重难点
重点：
内能的定义及决定内能大小的因素。
难点：
改变内能的方式。
教学过程
一、温度与热运动
由课本P6“实验探究”引出。
1.温度是表示物体冷热程度的物理量。
2.物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
拓展：
（1）温度在宏观上描述了物体的冷热程度，在微观上描述了分子运动的剧烈程度，因此温度是一个状态量，我们描述时只能说某物体温度高低或是多少摄氏度；
（2）热运动是大量分子做无规则运动的结果，而不是单一的某一个分子做无规则运动的结果；（3）分子热运动的剧烈程度与温度有关。
例：
在房间里喷洒空气清新剂，室内很快就能闻到香味，这种现象叫，夏天香味散发得更快，这说明。
二、物体的内能
1.概念
2.剖析说明：
（1）内能是储存在物体内部的能量，是物体的内能，是物体内部所有分子具有的动能和势能的总和，不是分子的内能；
（2）一切物体在任何情况下都具有内能；由分子动理论可知，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用力，无论物体处于任何状态，温度高低，构成物质的分子都具有上面的两条性质，因此一切物体在任何情况下都具有内能。
3.决定内能大小的因素：
（1）物体温度。
它反映了分子平均动能的大小，同一物体，温度越高，内能越大。
物体的温度升高，内能一定增加，但当物体内能增加时，温度不一定升高，如晶体熔化。
（2）物体质量，它反映了物体所含分子数目的多少；
（3）物体体积，它反映了分子间平均距离的大小，从而反映分子势能的大小；
（4）物质种类，构成物体的物质不同，其分子间的作用力也不同，相同质量下所含分子的数目也不同；
（5）物质状态，物体状态发生变化时，分子间的距离、作用力都会发生变化，从而分子势能也会发生变化。
4.内能的单位：
焦耳，简称焦，符号“J”。
5.内能与机械能的区别：
（1）影响因素不同；
（2）研究对象不同。
注意：
内能的大小由多个因素决定，在比较不同物体的内能时就采用控制变量法。
例：
下列关于物体内能的说法中正确的是（B）
A.物体运动速度越大，内能越大
B.静止的物体没有动能，但有内能
C.内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
三、改变物体内能的方式
1.对于同一个物体，它的温度变化可以反映它的内能的变化。
2.做功改变物体的内能
（1）外界对物体做功，物体的内能增加；
（2）物体对外界做功，物体的内能减少；
（3）实质：
内能与其他形式的能量的相互转化。
例：
如图，把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈来回拉绳子，可以观察到塞子蹦起来，有白雾生成。
请解释原因。
3.热传递改变物体的内能
（1）定义：
以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递，叫做热传递。
（2）发生条件：
不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
（3）方向：
热量从温度高的物体传到温度低的物体或从同一物体温度高的部分传到温度低的部分。
（4）结果：
发生热传递的两个物体或同一物体的不同部分温度相同。
（5）实质：
内能的转移。
4.改变内能的方式有两种：
（1）做功
（2）热传递，它们在改变内能上是等效的。
注意：
正确区分内能改变的方式，关键是从能量的形式上区分是发生了转移还是转化。
例：
下列事例中，属于做功改变物体内能的是（C）
A.冬天人们围着火炉烤火，身体感觉暖和
B.在阳光照射下，水盆里的水温度升高
C.水壶中的水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起来
D.冬天人们用热水袋暖手。
四、小结
1.温度的意义
2.
五、作业设计
1.下列事例中，通过热传递改变物体内能的是（）
A.钻木取火B.两手相互摩擦使手变热
C.反复弯折铁丝，弯折处变热D.将食物放入冰箱内冷却
2.物体甲的温度比物体乙的温度高，下列说法中正确的是（）
A.甲物体的内能比乙物体大
B.甲物体中的分子无规则运动比乙物体剧烈
C.甲物体的机械能比乙物体大
D.甲物体的分子动能总和比乙物体大
3.0℃的冰全部熔化成0℃的水，体积将变小，比较这块0℃的冰和熔化成的0℃的水具有的内能，下列说法中正确的是（）
A.它们的内能相等B.0℃的冰具有的内能较多
C.0℃的水具有的内能较多D.无法确定
4.两支内径粗细不同、下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计同时插入同一杯热水中，水银柱上升的高度和温度示数分别是（）
A.上升高度一样，示数相等B.内径细的升得高，它的示数更大
C.内径粗的升得低，但两支温度计的示数相同
D.内径粗的升得高，示数也大
第二课时
教学目标
1.理解热量的定义，能区分温度、内能、热量三者的不同。
2.能说出任一燃料的热值的物理意义。
3.能利用公式Q=mq进行燃料燃烧放出热量的计算。
教学重难点
重点：
燃料燃烧放出热量的计算。
难点：
温度、内能、热量三者的关系。
教学过程
一、复习内能的定义、内能与温度的关系，引出新课。
二、热量
1.定义：
热传递是内能的转移，转移内能的多少叫做热量。
2.热量的理解：
不能说某个物体具有热量，更不能比较两个物体热量的多少，只有发生了热传递，有了内能的转移，才能讨论热量问题，因此热量是一个过程量。
3.温度、内能、热量的区别和联系
温度
内能
热量
定义
宏观上表示物体的冷热程度
微观上反映了物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度
物体内所有分子的动能和势能的总和，是能量的一种形式
在热传递过程中，转移内能的多少，只有在热传递过程中才能谈到热量。
性质
状态量
状态量
过程量
表述
只能说“是”“升高”“降低”
只能说“具有”“增加”“减少”
只能说“放出”“吸收”
单位
摄氏度
焦耳
焦耳
联系
物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高；
物体温度升高，内能增加，不一定是吸收了热量，还可能是做功。
例：
下列关于温度、内能和热量的说法中正确的是（C）
A.物体的温度升高，内能不一定增加
B.热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
C.晶体在熔化过程中，吸收热量但温度保持不变
D.温度高的物体一定比温度低的物体含有的热量多。
三、热值
1.定义：
1kg某种燃料完全燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，用符号q表示，单位是J/kg。
2.对热值概念的理解：
（1）热值是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，它只与燃料的各类有关，与燃料的形状、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。
燃料热值的高低是衡量燃料好坏的重要标准。
（2）“完全燃烧”是指烧完烧尽，化学能全部转化为内能，1kg的燃料只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，放出的热量在数值上比热值小。
运用公式时，要注意：
燃料必须是完全燃烧。
3.物理意义：
表示一定质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
如汽油的热值为4.6ｘ107J/kg,它表示：
1kg的汽油完全燃烧时所放出的热量是4.6ｘ107J。
4.燃料燃烧放出热量的计算
Q=mq（固体或液体燃料）
Q=mV（气体燃料）
例：
氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。
氢气的热值为1.43ｘ108J/kg，则完全燃烧500g氢气可放出J的热量。
若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值（大于、小于或等于）1.43ｘ108J/kg。
四、小结
1.热量、热量与内能、温度的关系；
2.热值及热值的物理意义；
3.关于热值的计算。
五、作业设计
1.关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（C）
A.50℃的水的内能一定比10℃的水的内能多
B.物体的内能增加，一定要从外界吸收热量
C.热传递过程中，吸热的物体温度一定比放热的物体温度低
D.物体的内能增加，温度一定升高。
2.一污泥发电厂是将收集到的污水处理厂的污泥，在热电厂与煤掺烧发电。
经测算，在完全燃烧的情况下，10t污泥相当于1.4t烟煤产生的热量，那么，燃烧效率为80%的污泥500t燃烧后可以产生多少热量？
（q烟煤=2.9ｘ107J/kg）
3比热容
第一课时
教学目标
1.通过讨论，知道不同物质的吸热能力不同。
2.掌握比热容的概念及单位的物理意义。
3.理解比热容是物质的一种特性。
教学重难点
重点：
比热容的概念、单位的物理意义，比热容是物质的一种特性的理解；
难点：
水的比热容较大在实际生活中的应用的解释。
教学过程
一、问题引入：
同样在太阳的照射下，为什么沙子比海水要烫些？
二、物体的吸热能力
1.同种物质吸热能力的比较
由课本P13“讨论交流：
水的吸热与哪些因素有关”完成：
对于同种物质，温度升高时吸收的热量跟物体的质量和升高的温度有关，质量越大，温度升高得超高，吸收的热量越多。
2.不同物质的吸热能力的比较
由课本P14“实验探究：
比较不同物质的吸热能力”完成。
实验点拨：
（1）物体吸收热量的多少跟多个因素有关，因此在探究比较不同物质的吸热能力时，要采用控制变量法。
（2）a.加热用的两个相同的金属盒，目的是避免影响沙子和水吸收相同的热量；b.“质量相等”目的是加热时吸收热量的多少不受质量的影响；c.“加热相同的时间”目的是让水和沙子吸收热量相同。
结论：
质量相同的不同物质，吸收热量相同，升高的温度不同，即不同物质的吸热能力不同。
总结：
物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度的变化有关，还与它是什么物质有关。
三、比热容
1.概念：
我们用单位质量的物质，温度升高1℃所吸收的热量来描述物质吸收热量的能力，叫做比热容，用符号c表示。
比热容是为了研究热传递时，比较不同物质的吸热或放热能力而引入的一个物理量。
1kg的某种物质温度升高1℃所放出的热量和它温度降低1℃所吸收的热量相等。
因此，比热容是物质的一种特性，可以如密度一样，利用物质的这种特性来鉴别物质。
2.单位：
J/（kg·℃），读作焦每千克摄氏度。
它表示的物理意义是：
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是多少焦。
3.比热容是物质本身的一种特性，这就像密度、热值一样。
它跟物体的质量、温度的变化和吸热（或放热）的多少无关，也不随外界条件的变化随之变化，只与物质的各类和物质的状态有关，当物质的状态变化时，比热容将会随之变化。
如水和冰。
4.水的比热容较大，在实际生活中应用广泛。
水的比热容大，反映了水吸收或放出热量的本领大。
一定质量的水升高（或降低）一定的温度，吸收（或放出）的热量较大。
因此，我们可以用水来取暖或作为冷却剂。
水还有利于调节气候，因为一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多。
例如：
内陆地区比沿海地区温度变化大。
还可以利用水的比热容较大的特点保护秧苗，使其不被冻坏等。
四、完成课本P13“讨论交流：
海陆风和陆海风”。
五、小结
六、作业设计
1.水具有比热容在的特点，下列生活和生产中的现象与此特点无关的是（）
A.海边昼夜温差较小
B.空调房内放盆水可增加空气温度
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.用水来冷却汽车发动机。
2.关于比热容，下列说法正确的是（）
A.比热容大的物体吸收的热量多
B.一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C.温度高的铁块比温度低的铁块比热容大
D.比热容是物质的特性之一
3.煤油的比热容是2.1×103J/（kg·℃），它的意义是。
4.“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”反映了沙漠地区气候变化的特点，请你简要地回答产生这种气候的原因。
第二课时
教学目标
1.掌握热量的计算公式的含义，能熟练地运用公式进行计算。
2.能使用控制变量法讨论公式中物理量的变化情况。
3.熟练地运用公式解决与比热容有关的图像、比例问题。
教学重难点
重点：
热量公式的含义、运用公式进行计算
难点：
使用控制变量法讨论公式中物理量的变化情况、运用公式解决函数图像问题。
教学过程
一、复习比热容的物理意义引出新课。
二、热量的计算
1.热量的计算公式
由课本P14页例题引出热量计算公式：
Q=cm△t。
物体温度升高时吸收的热量：
Q吸=cm△t升=cm（t-t0）.
物体温度降低时放出的热量：
Q放=cm△t放=cm（t0-t）。
其中c表示物体的比热容，m表示物体的质量，△t表示变化的温度，t0表示初温，t表示末温。
在计算中，公式中各物理量的单位要统一。
由公式可知：
物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体的温度的变化量的乘积决定。
注意讲清如何使用控制变量法讨论公式中某些物理量的变化情况。
拓展延伸：
（1）公式适用范围：
适用于物态不发生变化时物体升温或降温过程中热量的计算。
如果过程中存在着物态变化，则不能使用这几个公式，就需要分段计算。
（2）注意文字叙述的理解。
“升高t、升高了t、降低t、降低了t”对应的是温度的改变量△t；而“升高到t、降低到t”对应的是物体的末温t。
例：
课本P14页例题。
练习:
把质量为500g的水加热到80℃，吸收了4.2×104J的热量，那么水温升高了多少℃？
水原来的温度是多少℃？
2.比热容与函数图像结合应用
例：
用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲乙两种液体加热，其温度随加热时间变化的图像如图所示，由图像可知（）
A.甲的比热容比乙大
B.甲的比热容比乙小
C.甲和乙的比热容相同
D.开始加热时，甲和乙比热容为零
3.运用比例法解比值
例：
有甲乙两物体，它们的质量之比是3:
2，吸收的热量之比是2:
1，如果它们升高的温度相同，那么甲乙两物体的比热容之比是。
练习：
甲乙两个物体的质量之比是2:
3，比热容之比是1:
2，当它们降低的温度相同时，放出的热量之比是。
三、小结
四、作业设计
1.质量相等的水和铁块，初始温度相同，吸收相等的热量后，相互接触，则（）
A.接触后无热传递B.接触后铁块的温度降低，水的温度升高
C.温度由铁块传到水D.热量由水传到铁块
2.两个相同的容器分别装满了质量
相同的甲乙两种液体。
用同一热源
分别加热，液体温度与加热时间关
系如图所示，则（）
A.甲液体的比热容大于乙液体；
B.如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间，甲液体温度升高得比乙液体多。
3.在1个标准大气压下，1kg初温为20℃的水吸收了3.78×105J的热量后，其温度为（）
A.80℃B.90℃C.100℃D.110℃
4.甲物体的质量是乙物体质量的4倍，当甲的温度从20℃升高到70℃，乙的温度从40℃升高到60℃时，甲乙两物体吸收的热量之比为5:
1，则甲乙两物体的比热容之比是（）
A.1:
2B.2:
3C.2:
1D.1:
5
5.小红把500g的水加热到100℃，吸收了1.68×105J的热量，则水的初始温度是多少？
第三课时
教学目标
热量的计算公式Q=mq、Q=cm△t和Q吸=Q放的综合运用。
教学重难点
重点：
Q吸=Q放的应用
难点：
发生热传递时不同物体的初温t0、末温t、温度的变化量△t的区别
教学过程
一、复习热量的计算公式：
Q=mq
Q=cm△t
二、热平衡关系式
两个温度不同的物体互相接触，发生热传递，高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高；若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，当两个物体的温度相同时，就不再发生热传递，称为达到热平衡，则Q吸=Q放，称为热平衡方程。
例1：
太阳能热水器内装有质量为250kg、温度为20℃的水，阳光照射一段时间后，水温升高60℃，则水吸收的太阳能是J，这些能量相当于完全燃烧kg酒精放出的热量。
练习：
固体酒精燃烧时无烟、无污染、热值高。
理论上，完全燃烧30g固体酒精可以产生8.4×105J的热量，如果这些热量完全被锅中的水吸收，在1个标准大气压下，可以将kg的20℃的水加热到沸腾，固体酒精的热值是J/kg.
例2：
某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。
试求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
练习：
天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气来加热水。
（1）使质量为2kg的水，温度从20℃升高到100℃，需要吸收多少热量？
（2）如果加热过程中，天然气放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少立方
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