内能教案

时间：2025-03-08 07:26:18 阅读全文下载本文

内能

教学目标

1．知识与技能

●了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系．

●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．●了解热量的概念，热量的单位是焦耳．

●知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例．

2．过程与方法

●通过探究找到改变物体内能的多种方法．

●通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少．

●通过学生查找资料，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，激发学生主动学习的兴趣．

●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．

●鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力．

教学重点与难点

重点：探究改变物体内能的多种方法．

难点：内能与温度有关．

教学课时：1时

教学过程：

引入新课

分子动理论告诉我们，分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物体具有动能一样，也具有动能。分子动理论还告诉我们：分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。

新课教学

(1)物体的内能：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，叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动，都受分子作用力，但每单个分子的动能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动，是否被举高，这只能影响钢球的机械能，并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢？

(2)内能的变化：物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大。上节课我们曾进过：物体的温度升高，其内部分子的无规则运动加剧。科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。

实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。

实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈。

因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。

(3)一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能。

(4)内能和机械能

通过机械能和内能的对比，进一步帮助学生理解内能概念。分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。

首先木块有势能，也有动能棗统称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。

木块内部的分子做无规则运动，且分子间有作用力，木块有内能。内能与物体内部分子的势运动和分子间的相互作用有关。

小结

(1)内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。

(2)内能所指的动能是所有分子做无规则热运动的动能的总和。这种无规则的热运动，是分子在物体内部自身不停的“分子运动”，而不是随着物体整体一起所做的运动。物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能。

(3)内能所指的分子势能是分子间相互作用使分子具有的势能。作为物体整体跟地球的相互作用而具有的重力势能是机械能，不是内能。

所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量。

板书设计

第二节内能

一、物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和．

1．内能不同于机械能

2．一切(运动、静止、高温、低温)物体都有内能

3．内能与温度的关系

二、改变物体内能的方法：

1．热传递热量：传递内能的多少

2．做功

第二篇：内能教案

内能教案

【教学目标】

1. 知识与技能

了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

知道热传递可以改变内能。

知道在热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。

知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

2.过程与方法：

通过探究找到改变物体内能的两种方法。

通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。

通过学生查找资料，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，激发学生主动学习的兴趣。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。

鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。

【教学重点】

内能、热量概念的建立，改变物体内能的方法

【教学难点】做功和热传递在改变物体内能上是等效的

【教学准备】演示实验：空气压缩器打气筒矿泉水瓶带导管的塞子酒精灯铁丝等

【教学方法】启发式教学法, 讲授法,实验演示法, 阅读法,科学探究法

【教学过程】

（一）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律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）讲授新课

一、内能

1．分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2．分子势能

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。

3．物体的内能

（1）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。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。……此处隐藏6674个字……子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能

-10

都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3．物体的内能

（1）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。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？

根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。 ①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。

③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4．物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用w表示外界对物体做的功，用δe表示物体内能的变化，那

么有w=δe。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用q表示，物体内能的变化量是δe，那么，q=δe。热量的计算公式有：q=mcδt，q=ml，q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1．判断下面各结论是否正确？

（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。

（3）内能大的物体，温度一定高。

（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。

（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。

参考答案：（1）、（2）是对的。