内能导学案.docx
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内能导学案
第十三章：
内能
§13.1分子热运动
【学习目标】
1、知识与技能
（1）知道物质是由什么构成的。
（2）知道分子的热运动、扩散现象，并能解释生活中的相关现象。
（3）知道分子间存在引力和斥力。
2、过程与方法
（1）通过演示实验得出一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，且能探究出分子的热运动与物体的温度的关系。
（2）经历观察演示实验，感受分子引力和斥力。
3、情感态度与价值观
通过探究，使自己从宏观现象感知微观世界，激发自己对大千世界以及学习物理的兴趣。
【重难点】理解分子的热运动、扩散现象，分子间的作用力。
一、自主预习案
【提示】请同学们将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题记录在相应的地方，等待课堂上与教师和同学探究解决。
任务一：
物质的构成
探究1、打开一瓶香水，很快我们就能闻到香味，是什么在我们的眼皮底下“隐形”进入了我们的鼻子呢？
谈谈你的看法。
。
探究2、将一块玻璃打碎，一分为二，二分为四，四分为八……能一直分下去吗？
谈你的看法。
。
结合上面的探究和预习，得出结论：
常见的物质是由极其微小的粒子即、构成的。
分子极其微小，人们通常以m为单位来量度分子。
任务二：
分子热运动
探究3：
将一滴墨水滴入一杯清水中，过一会儿，会看见什么现象？
。
探究4：
将一些白砂糖放入一杯清水中，过一段时间喝水，水的味道有什么变化？
。
探究5：
每年的腊月，父母会把盐涂抹在猪肉的表面腌制腊肉，你吃腊肉时，腊肉只有表面咸吗？
。
总结：
不同的物质在相互时的现象叫做扩散现象。
扩散现象不仅可以发生在气体之间，也可以发生在之间，同样也可以发生在之间。
思考一：
俗话说：
“冷水泡茶慢慢来”，反之，热水泡茶就是“快快来”，思考，扩散的快慢跟温度有什么关系？
。
思考二：
爱动手的小明发现，墨水在热水中比在冷水中扩散的快（如图1所示），这是什么原因呢？
。
归纳：
一切物质的分子都在地做无规则的运动，这种无规则的运动叫做分子的。
物体的温度越，分子的热运动越剧烈。
问题一：
下列哪些现象可以用分子运动理论来解释（ ）
A.风吹树叶摇动B.扫地时尘土飞扬
C.玫瑰花芳香四溢D.河水向低处流
问题二：
通常把青菜腌成咸菜需要几天时间，而把青菜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什么？
。
任务三：
分子间的作用力
1、分子间存在引力
思考：
扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，那么为什么固体和液体还能保持一定的体积呢？
。
探究6：
（1）两手用力向相反方向拉一根铁丝，能把它拉断吗？
为什么？
。
（2）将两个铅柱的底面削平，然后紧紧地压在一起（如图2所示），下面吊一个重物而不能把它们分开，为什么？
。
总结：
物质的分子之间存在着力。
问题：
钢丝绳能吊起很重的物体而不易被拉断是因为钢丝绳的分子间存在力。
2、分子间存在斥力
看一看：
如图3是电子显微镜下的金分子（金是单原子分子）照片，再
结合扩散现象可以看
出，物体的分子不是
紧密地挤在一起，而
是彼此间存在
。
思考：
既然分子间存在
间隙，那么为什么压缩固体
和液体很困难呢？
总结：
物质的分子间存在力。
即分子间既有力，又有力，两种力同时存在。
有人做了一个形象的比喻，分子与分子之间好比用一根弹簧连接起来一样，如图4所示：
当物体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为力，当物体被拉伸时，分子间的距离变大，，作用力表现为力。
如果分子间相距很远，分子间的作用力就变得十分微弱，可以忽略。
问题1：
现代汽车多数采用液压来控制刹车，是利用液体很难被压缩的原理来工作的，“液体很难被压缩”反映了液体（）
A分子间存在着引力B分子间存在着斥力
C分子在不停地做无规则运动D分子间存在间隙
问题2：
俗话说：
“破镜难圆”，破镜难圆的原因是什么？
。
3、固、液、气三态的微观特性和宏观特性
看一看：
如图5所示，固体、液体和气体分子之间距离有什么特点？
（1）固体分子间的距离，分子间的作用力
，不容易被或，具有一定的体积和形状，流动性。
（2）液体分子间的距离，分子间的作用力比固体的，分子固定的位置，运动比较自由，因此，液体具有一定的，没有固定的，具有流动性。
（3）气体分子间的距离，彼此之间的作用力，因此，气体没有固定的体积和形状，具有性。
二、课堂练习案
1、槐树开花时，可以闻到阵阵花香，这是 现象，这个现象说明了 ．
2、用如图6所示装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气，为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是 （填“A”或“B”）瓶．
3、我国的民谚、俗语和诗词中往往蕴含着丰富的物理知识．在下列的几条民谚、俗语和诗词中，能够用分子动理论来解释的是（ ）
A.潭清疑水浅B.坐井观天，所见甚少
C.墙内开花墙外香D.余音绕粱，三日不绝
4、泡方便面时，调料包很难被撕开，说明分子间存在 力．倒入开水后，过一会儿闻到香辣味是由于分子在不停的做 ．
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
6、“墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是雪，为有暗香来．”诗人在远处就能闻到淡淡梅花香味的原因是（）
A．分子间有引力
B．分子间有斥力
C．分子在不停地做无规则运动
D．分子很小
三、课后训练案
一、基础题
1、根据下列描述的现象,结合分子动理论：
回答下列问题：
（1）墨水滴在水中后散开
（2）两表面磨平的铅块紧密接触后可吊台灯
（3）100ml酒精和100ml水混合后体积小于200ml
①说明分子；
②说明分子间；
③说明分子间．
2、气锅鸡是云南的名菜之一，“舌尖上的中国”曾播放过。
其做法是：
将盛有小鸡块和佐料的气锅（如图8）放在盛有清水的汤锅之上，再放到火上蒸。
为了保持鸡肉原汁原味，主要是蒸气通过气锅中间的气嘴将鸡蒸熟。
汤汁是蒸气＿＿＿（选填“吸热”或“放热”）后＿＿＿（填物态变化名称）而形成的。
蒸熟后，闻到鸡肉的浓香味，这是一种＿＿＿现象。
3、如图5所示的四个实验现象中，能够说明分子在不停地运动的是（）
4、生活中的下列现象，用分子的相关知识解释不正确的是（）
A．湿衣服在日照下比在阴暗处干得更快，说明分子运动快慢与温度有关
B．成熟的菠萝蜜会散发出浓浓的香味，说明分子在不断地运动
C．水沸腾时，掀起壶盖，说明分子大小随温度升高而增大
D．液化石油气经加压后贮存在钢瓶中，说明分子之间有间隙
5、根据图10的图文信息，简要写出其蕴含的物理知识
甲：
，
乙：
，
丙：
。
二、能力提升题
1、宏观的热现象如果用微观的分子运动理论去分析，常常会得到全新的认识．以下说法不正确的是（ ）
A、水的汽化速度与温度有关，温度越高水分子运动越快，“外逃”到空气中的速度就越快
B、冰直接变成水蒸气属于升华现象，冰块内部的水分子并未停止运动，一段时间后，冰中的水分子“悄悄外逃”到空气中了
C、气体能够被压缩说明分子间存在间隙
D、固体或液体物质不会自动缩小体积说明组成它们的分了间不存在引力
2、图a是一个铁丝圈中间系一根松松的棉线，图b是浸过肥皂水并附着肥皂液薄膜的铁丝圈，图c是用手轻轻地碰一下棉线的任意一侧，图d是这一侧的肥皂膜破了，棉线被拉向了另-侧，这个实验说明（）
A．物质是由大量分子组成的
B．分子间存在引力的作用
C．分子间存在斥力的作用
D．分子在不停地做无规则运动
§13.2内能
【学习目标】
1、知识与技能
（1）了解内能的概念，会描述温度、质量和内能的关系
（2）知道物体内能的改变方式，热传递和做功，知道热量的概念和单位
2、过程与方法
（1）通过探究找到改变内能的两种方法。
（2）经历观察演示实验，能描述做功与物体内能的变化关系，有初步的观察能力和信息交流能力。
（3）通过查找资料，了解地球的“温室效应”。
3、情感态度与价值观
通过探究，使学生体验探究的过程，培养学生的观察能力，进一步提高学习物理的兴趣。
【重难点】改变内能的两种方式：
热传递和做功。
一、自主预习案
【提示】请同学们将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题记录在相应的地方，待会与教师和同学探究解决。
任务一：
内能的概念。
1、想一想：
运动着的篮球具有动能，被压扁的篮球具有势能，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，那么，运动着的分子同样具有能，分子间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫做。
一个物体的动能和势能的总和叫做能，构成物体的所有分子，其热运动的能
与能的总和，叫做物体的内能。
内能是不同于机械能的另一种形式的能，能量的单位是焦耳，所以内能的单位也是。
2、物体的机械能与整个物体的机械运动情况有关，那么内能的大小与什么因素有关呢？
探究1：
两杯质量完全相同的水（如图1），甲杯中的水温度为20℃，乙杯中的水温度为2℃，哪杯水的内能较大呢？
分析：
两杯水的质量相同，但甲杯中水温度比乙杯中水的温度高，所以甲杯中的水分子比乙杯中的水分子运动更，分子动能更，因而杯中水的内能要大，说明
内能的大小跟物体的有关。
探究2：
甲乙两杯温度相同、质量不同的水（如图2），哪杯水的内能较大？
分析：
两杯水的温度相同，分子的热运动剧烈程度相同，但甲杯水的质量比乙杯水的质量，分子的数量，因此杯水的内能较大，说明物体的内能跟物体的有关。
想一想：
由于物体的分子动能和分子势能无法统计，所以我们（选填“能”或“不能”）说“物体具有多少内能。
3、分析：
由于一切物质的分子都在不停地做无规则运动，因此一切物体无论温度高低都具
有能。
物体温度降低时内能，温度升高时内能。
试一试：
下列关于内能的说法中正确的是（）
A．一个苹果的内能为5000J
B．0℃的冰块没有内能
C．一杯热水冷却后内能不变
D．将半锅水由常温烧开后水的内能增大
任务二：
内能的改变
1、内能的改变方式一
我们知道，物体的内能跟它的温度有关，物体温度升高时内能增加，温度降低时内能减少。
想一想：
冬天我们往往用热水袋暖手，热水袋的温度，手的温度变，在此过程中发生了热传递。
发生热传递时，高温物体内能，低温物体内能。
结论：
热传递可以改变物体的内能。
分析：
在热传递过程中，传递的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
热传递改变物体的内能：
发生热传递时，高温物体放出，内能，低温物体吸收，内能。
思考：
1、热传递过程传递的是能量，能不能说成是：
“传递温度”？
结论：
。
思考：
2、我们常说：
“物体具有内能”，能不能说：
“物体具有或含有热量”？
结论：
。
试一试：
关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）
A.物体温度越低，分子运动越剧烈
B.物体温度越高，含有的热量越多
C.发生热传递时，高温物体把温度传给了低温物体
D.物体的温度为0℃时，其内能为零
2、内能的改变方式二
想一想：
冬天，在没有取暖设备即无法用热传递的方式暖手的情况下，你该怎样让你的手变得温暖？
办法：
。
探究3：
用小木板在金属笔头上来回摩擦几秒钟，用手摸摸笔头看，会出现什么现象？
现象：
。
分析：
以上两种情形，说明摩擦可以产生热，这部分内能来自于物体克服摩擦。
探究4：
（1）通过查找物体内能发生改变的资料和结合下面的演示实验回答问题：
如图3甲，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象：
现象：
。
（2）如图3乙所示，用活塞不断向瓶子中打气，
当瓶塞跳起来时，观察发生的现象：
现象：
。
分析：
对图甲，棉花燃烧起来，是因为活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度，达到硝化棉的燃点；对图乙，瓶内水上方存在着看不见的水蒸气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气热（选填“吸”或“放”）液化成了小水滴。
在这个过程中，气体对外做功，温度降低，内能。
结论：
做功也可以改变物体的内能。
物体对外界做功，它的内能，外界对物体做功，它的内
能（选填“增加”或“减小”）。
试一试：
一根铁丝，要想让它的温度升高，即使它的内能增大，你有几种办法？
。
下面是爱动脑筋的小明同学对此问题的几种办法：
a、将铁丝放在热水里烫，b、用棉布对其反复摩擦，c、将铁丝反复弯折，d、将铁丝放在火焰上烤，e、用锤子对其进行捶打。
其中利用热传递的方式改变内能的是：
，
其中利用做功的方式改变内能的是：
（选填序号）。
二、课堂练习案
1、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A．一个物体温度升高，它的内能一定增加
B．一个物体温度升高，一定是吸收了热量
C．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
D．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动
2、2013年上海科技活动节推出了一处节能环保、可调节室温的江水源热泵技术．如图4所示是其夏天工作时的流程，当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过的方式带走室内热量，从而实现降温．
3、下列生活情景中，属于通过热传递途径改变物体内能的是（）
A.锯木头时锯条会变热
B.冬天，人们常常搓手使手变暖
C.冬天，人们常用热水袋取暖
D.铁丝被反复弯折，弯折处会变热
4、下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是（）
A．用蒸气将馒头蒸熟
B．向饮料中加冰块，饮料温度降低
C．钻木取火
D．盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高
5、大型载重汽车下坡时间较长时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温．刹车片过热是通过方式增加内能的；水喷到刹车片上时，看到热气腾腾，是利用水
的（填一种物态变化名称）过程吸热，来降低刹车片的温度．
三、课后训练案
一、基础题
1、物体的内能是指（）
A．物体中个别分子具有的能
B．物体做机械运动所具有的能
C．物体内部所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
D．物体做机械运动和热运动的能的总和
2、春天到了，路边的丁香花盛开了，人们在很远的地方就能闻到花香，这是现象，这说明了分子在。
3、中考结束，春梅跨进家门就闻见香喷喷的鸡汤味，看见女儿回家，妈妈急忙端上精心准备的鸡汤．往饭桌上放时，由于汤钵太烫，妈妈放下动作稍快，洒了些在桌上，勤快的春梅迅速将桌面清理干净，拿上筷子和妈妈一起享用了这顿丰盛的午餐．“闻见鸡汤的香味”是现象；“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了，使手的内能，温度升高；春梅使用的筷子
是 杠杆．
4、关于温度、内能和热量的说法不正确的是（ ）
A．物体温度降低时内能减少
B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
C．温度相同的两个物体间不能发生热传递
D．任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能
5、我国北方的冬季气温很低，到处都是冰天雪地，人们有时会将冰雪融化取水，把冰雪放在水壶里加热取水的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．冰在0℃时，内能为0
B．这是通过做功的方式改变物体的内能
C．在加热过程中，壶内的温度一直在上升
D．水的温度越高，水分子运动越剧烈
6、如图5所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出试管口，水蒸气在这个过程中（ ）
A．内能减少，温度不变，在试管口液化成小水滴
B．内能增加，温度降低，在试管口变成白色的热空气
C．内能增加，温度升高，在试管口变成白色的烟雾
D．内能减少，温度降低，在试管口液化成小水滴
7、用高压锅烧水，拧紧锅盖后水温缓慢上升，在水烧开前，锅内水的（ ）
A．体积变小B．内能变大
C．密度变大D．比热容变小、
8、下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（ ）
A．物体内能增大，一定是发生了热传递
B．同一物体，温度越高内能越大
C．物体温度越高，所含热量越多
D．物体内能减少，一定对外做功
二、能力提升题
1、如图6所示，是由微颗粒（1﹣50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”．在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾．与此现象有关的判断正确的是（ ）
A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力
C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动
D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
2、阅读下面短文
内能
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，金属块中哪些部分发生变化？
。
§13.3比热容
【学习目标】
1、知识与技能
（1）了解比热容的概念、单位，知道其物理意义，知道比热容是物质的一种性质。
（2）会用比热容解释简单的相关自然现象。
（3）会简单的热量的计算。
2、过程与方法
通过探究，比较不同物质的吸热能力。
3、情感态度与价值观
利用探究性学习活动培养自己动脑筋想办法解决问题的能力。
【重难点】
比热容的概念、单位，物理意义，比热容是物质的一种性质，热量的计算。
一、自主预习案
【提示】请同学们将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题记录在相应的地方，待会与教师和同学探究解决。
烈日炎炎的盛夏，白天乌江边的沙子热得烫脚，但江水却非常凉爽；傍晚太阳消失在沿河的西山，沙子很快凉了下来，但江水却任然暖暖的。
同样的日照条件，为什么沙子和江水的温度不一样？
任务一：
比热容的概念
实验：
比较不同物质吸热的情况
你要准备的器材有：
两只相同的烧杯，两支温度计，水若干，色拉油若干，托盘天平，相同规格的电加热器两个，手表。
本实验要控制水和色拉油的质量相同，如何取相同质量的水和色拉油呢？
。
1、探究：
（1）取相同质量的水和色拉油分别放入两个相同的烧杯中，便将两支相同的温度计分别放入两个烧杯中，同时放入两个电加热器，如图1所示.
（2）记录水和色拉油的初温（注：
电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可认为液体每秒吸收的热量相同），现让水和色拉油的温度都上升10℃，分别记录它们吸热的时间，并比较分析。
下表一是小明同学做此实验时相关数据的记录表格，请你根据相应的数据帮他分析：
（3）记录水和色拉油的初温，现用电加热器给水和油都加热20秒钟，分别记录它们末温的时间，并比较分析。
下表二是小华同学做此实验时相关数据的记录表格，请你根据相应的数据帮他分析：
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/s
水
50
25
35
20
色拉油
50
28
38
30
（表一）
物质
质量/g
初温/℃
加热时间/s
末温/℃
水
50
25
20
35
色拉油
50
28
20
38
（表二）
分析表一：
水和油两种物质的种类，质量，升高的温度（选填“相同”或“不同”），水吸热时间比油吸热时间长，可以认为水吸收的热量比油吸收的热量。
分析表二：
水和油两种物质的种类，质量，吸收的热量（选填“相同”或“不同”），油的温度比水的温度上升得。
实验结果表明，不同物质，在质量相等，升高的温度相同时，吸收的热量；在质量相等，吸收的热量相同时，温度的变化（选填“相同”或“不同”）。
为了描述不同物质在这种性质上的差别，物理学中引入了比热容这个物理量。
2、的某种物质，在温度升高时吸收的与它的
和乘积之比，叫做这种物质的比热容。
比热容用字母c表示，单位是，符号是。
3、比热容是物质本身的一种性质，它只与物质的种类和状态有关，与其它因素无关。
试一试：
下列说法正确的是（ ）
A．若质量增大一倍，则比热容减小一半
B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍
C．比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D．若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍
结合P12小资料，了解一些物质的比热容。
水的比热容为c水=4.2×103J/（kg.℃）,它的物理意义是：
1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。
试一试：
（1）色拉油的比热容为c油=1.97×103J/（kg.℃）,它的物理意义是：
。
（2）沙石的比热容为c沙=0.92×103J/（kg.℃）,它的物理意义是：
。
结合探究
（1）
（2）（3），和小资料可知，水的比热容比色拉油的比热容。
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化；因此比热容大的物质对调节温度有很好的作用。
常见物质中，水的比热容最大，当环境温度变化较快时，水的温度变化相对较。
水的比热大，有两大应用：
a、调节气温；b、取暖、作冷却剂、散热。
质量相同的不同物质，当它们上升（或下降）的温度相同时，比热容较大的物质吸收（或放出）的热量。
试一试：
（1）关于比热容，下列说法中错误的是（）A．比热容可用来鉴别物质
B．水的比热容较大，可用作汽车发动机的冷却剂
C．沙的比热容较小，所以沙漠地区昼夜温差较大
D．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
任务二：
热量的计算
1、已知铝的比热容是0.88×103J/（kg.℃），这表示质量为1kg的铝温度升高1℃所吸收的热量为0.88×103J。
计算：
把质量为10kg、温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少？
（1）如果要让10kg的铝块温度升高1℃，那么它吸收的热量为多少焦？
该如何计算？
分析：
质量为10kg的铝块温度升高1℃，它吸收的热量应该是质量为1kg的铝块温度升高1℃所吸收的热量的倍，即0.88×103J×10=0.88×104J。
（3）如果要让10kg的铝块温度从30℃升高100℃，那么它吸收的热量为多少焦？
该如何计算？
分析：
质量为10kg的铝块温度升高了100℃-30℃=70℃吸收的热量，应该是质量为10kg的铝块温度升高1℃所吸收的热量的倍，即：
0.88×103J×10×70=6.16×105J
由此可知：
吸收的热量=物质的×物体
的×物体升高的。
如果用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和t分别表示物体的初温和末温；通过上面的计算，总结出一个由比热容计算物体吸收热量的公式：
Q吸=cm（t-t0）
如果要计算物体降温时放出的热量，公式是什么呢？
分析：
物体降温后，写出初温t0和末温t的关系：
t0t，放出的热量
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