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第十三章内能,教材分析与交流


本节重点:内能热量概念的建立,改变内能的两种途径 。
想想议议引导学生认识 内能的存在。 类比建立内能的概念:物 体内所有分子热运动的动 能与势能的总和,叫物体 的内能。 实例分析指出内能和机 械能的不同
建议:从内能概念出发分析得出一切物体都 具有内能,内能的大小与什么有关。
要改变物体内能,从改 变物体温度着手有哪些 方法?
讨 论
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关?
1、用同样的炉火分别烧一大锅水和一小杯水,加热
到相同的温度,谁吸热的时间长?谁吸收的热量多

2、把一壶水烧热和烧开,哪种情况需要吸收更多的
热? 说明:物体吸收的热量与质量、温度变化有关。
猜一猜
物体吸收热量的多少除了与物体的质量、 物体升高的温度有关外,还可能与其他的什么因
章引入
教材编写意图:
在八年级对运动的研究基础上,开始热学相关知识 的学习,从宏观物体运动进入微观的分子热运动, 从宏观的机械能拓展到能内,在八年级宏观热现象 的基础上介绍其深层次的微观机制。 本章第1节通过宏观现象推理微观机制,从而认识了 分子动理论,为理解物体内能的本质打下基础。第2 节从分子热运动的角度去理解内能的概念,在此基础 上讨论内能的改变,并引出了热量的概念。第3节从 物体吸热放热过程中热量的变化,得到比热容的概念 ,并通过比热容具体计算热量的多少,三节内容层层 深入。
相同 的两个电热器给它们加热使它们升高相 煤油),用_____
同的温度,看它们所用时间的长短。
3、设计数据记录表格:
进行实验: (教师演示或看实验视频)
处理数据
质量 液体 m/g 水 煤油 500 500 初温 t0/℃ 20 20 末温 t/℃ 30 升高的温度 加热时间 (t-t0)/℃ t/min 10 10 4
二、考纲要求
1、能准确表述分子动理论的基本观点,即物 质是由大量分子组成的,分子在做不停息的无 规则运动,分子间存在相互作用的引力和斥力 。(A) 2、知道内能是物体能量的一种基本形式;知 道内能和物体温度之间的关系,即质量一定的 物体,它的温度越高,其内能越大。(A) 3、能举例说明热量是在热传递过程中内能改 变量。(A)
(2013)15.关于能量及能量之间的转化,下列 说法正确的是 A.火山具有内能,冰山不具有内能 B.火箭在加速上升时,机械能保持不变[来源 C.拦河大坝使水位升高,增加了水的重力势能 D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,内能转 化为机械能
(2012)8.某汽车的散热器用水作冷却剂,散 热器中水的质量为5kg,水的温度升高10℃时吸 收的热量是_______J。[水的比热容为4. 2×103J/(kg· ℃) (2014)9.某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的 冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到65℃,则 这些水吸收的热量等于完全燃烧________m3天然 气所放出的热量;假如用功率为2kW的电热水器 产生同样多的热量,则通电的时间为_______s。 (已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)、天然气的 热值为4.2×107J/m3)
二、各节教材分析与教学 建议:
第1节:分子热运动
本节由三部分构成,内容比较抽象,困难的 突破就在于通过大量的实验与生活现象,推 理总结和归纳出分子动理论知识,使学生了 解分子动理论的普遍性规律性。本节重点是 “分子热运动”,难点是对“分子间存在作 用力”的理解。突出重点和突破难点的方法 就是要加强学生的体验性实验,引导好通过 实验推理得出规律的过程。
视频
教师举例说明分子小,借助视频图片动画等认识物 质内部分子,建议补充水和酒精混合总体积变小的 实验。
演 示 或 视 频
演示实验: 二氧化氮与空气扩散实验
(1) 问题:抽出两瓶间的玻璃片后,看到什么现象?这 现象能说明什么? (2)观察:哪种气体在下面? (3)思考:二氧化氮气体密度比空气大,为什么将密度大 的二氧化氮气体放下边?
4、 能举例说明做功和热传递是改变物体的 内能的两种途径。(A) 5、能举例说明比热容的物理意义;能利用 比热容知识解释一些简单的自然和生活现象 ;能运用关系式Q=mc(t2-t1)进行简单的计 算。(B)
(2011)1.夏天的晚上,为了驱赶蚊虫,小敏在房间里 使用电蚊香,过了会房间里就充满蚊香的气味,这是 因________________________________。 (2013)4.古诗“花气袭人知骤暖”的意思是,从花 的芳香气味变浓可以知道周边的气温突然升高。从 物理学的角度分析,这是因为温度越高,
视频
通过三次实验揭示扩散的普遍性,结合本节开始提出 的长喙天鹅嗅到花香问题,引导学生从微观角度思考 扩散现象,进而通过推理感知“一切物质的分子都在 不停的做无规则运动”(分子间有空隙)。
扩散现象:两种不同的物 质可以自发的彼此进入对 方的现象。 根据扩散现象可以推理物 质的分子是在不停的运动 的。
实验分析 做功改变内能实验 迅速向下 压活塞 现象:____ 分析:____ 表明:____ 外界对物体做功,可以使物体内能 增加。
实验分析 做功改变内能实验 向容器内打气 ,塞子跳起: 现象:____ 分析:____ 表明:____ 物体对外做功,物体的内 能可能减小
第3节 比ห้องสมุดไป่ตู้容
本节内容是由“比热容”和“热量的计算 ”两部分构成。从比较不同物质的吸热情 况抽象出比热容的概念,再提升到理解这 个概念的内涵,其思维能力的要求很高。 做好实验和做好对实验数据的分析显得尤 为重要。 本节重点:比热容的概念和应用和热量的 计算。难点:比热容概念的建立
(2012) 15.下列关于功、内能和热量的描述中正 确的是 A.物体的温度不变,内能一定不变 B.做功和热传递都能改变物体的内能 C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 (2015)11.下列说法正确的是( ) A 物体的内能增加,则一定是外界对物体做了功 B.物体的温度升高.则一定是从外界吸收了热量 C物体的温度越高.含有的热量越多 D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和
关于比热容
1、物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一。
2、对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物
体质量的大小,温度改变的多少,物体的形状、体积、位置
等无关,它仅与物质的种类和状态有关。 3、可以用比热容来鉴别物质的种类。
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分析与结论:
分析质量相同水和煤油,在温度变化相同时,水 和煤油的吸热多少是否一样?
推广:质量相同的其它不同种类的物质,在温度变 化相同时,吸热的多少也不一样。
结论:不同种类的物质在质量和温度升高相同时, 所吸收热量的多少一般是不同的。
如何科学地比较不同物质的这种性质?
就是采用比较单位质量某种物质、温度升高1℃吸 热的多少来比较。
注意纠正学生认为引力 斥力不同时存在的错误 看法。 通过以上三部分的学习 ,学生了解了分子动理 论的初步知识。
第2节内能
本节内容由“内能” “物体内能的改变”两部分构成 。与机械能相比内能比较抽象,学生难以直接接受和理 解,所以教材中用机械能中动能和势能作类比建立内能 的概念,通过实例分析,指出内能与机械能的不同。 教材中从炙热的铁水和冰冷的冰块都具有内能,说明了 内能的普遍性,并给出了内能与温度的关系,再通过对 一些事例分析,做一些实验,总结出改变物体内能的途 径。热量的概念是从改变内能的途径之一热传递延伸而 得出的。
分子在永不停息的做无规则运动 。
视频
通过墨水在冷水和热水中扩散快慢的比较,让学生 得出温度越高,分子无规则运动越剧烈,从而引出 分子热运动的念。
提出问题 模拟实验 分析推理 得出结论
问题1:既然分子在运动,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?(视频播放实验)
1.
2.
3.
4.
在表中比热容最大的是什么物质?它的比热容是多 少?物理意义是什么? 干泥土的比热容是多少?它的物理意义是什么?水 的比热容是干泥土的多少倍? 不同的物质的比热容一定不同吗(比较冰和酒精) ?同种物质的比热容一定不变吗(水和冰)? 比热容反映了物质的什么特性?(吸、放热本领; 或者温度改变的难易程度)
结论:分子 之间存在引 力
问题2: 既然分子之间有间隙,为什么压 缩固体和液体很困难?
实验观察3
结论:分子之 间存在斥力
气体被压缩时都会产生“抵抗” ,要是压缩液体和固体呢?
类比,理解
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
学生自读教材,教师 引导归纳:分子间什 么情况下表现为引力 ,什么情况表现为斥 力。尝试用微观模型 解释宏观现象。

(2014)4.运用分子动理论,可以对液体的蒸发现象作出 合理地解释:由于液体表面的分子在做 _____________________。所以在任何温度下,蒸发现 象都可能发生;温度越高,分子的 ______________________________,从而蒸发越快。
(2015)2.挖开多年堆煤的地面,会看到地面下 一定深度的土层带有黑色。这一现象表明煤的 分子在不停地 ,扩散到地面的土层中了。 (2016)3.液体和空气接触的表面 存在一个薄层—--表面层,如图 所示。由于液体分子做无规则运 动,表面层中就存在一些具有较 大能量的分子,它们可以克服分 子间相互作用的 力,脱离液 体跑到空气中去。其宏观表现就 是液体的 _(填物态变 化名称)。
教学设计思路
通过实验,了解比热容的概念
尝试用比热容解释简单的自然现象 定量计算吸放热的方法
从生活中常见的问题引导 学生思考,体现了物理教 学中从生活走向物理的理 念导向。 电加热器能够比酒精灯 更准确的控制相同时间 内放出相同的热量。通 过比较加热时间的长短 来比较吸收热量的多少 。
导 入
不同时刻,为什么沙子和海水的温度不同?
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