关于物体内能的教学

关于物体内能的教学

【教学目标】

1、物体内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。

2、知道内能大小的决定因素。

3、能简单描述温度与内能之间的关系。

4、结合实例分析，知道改变物体内能的方法，做功和热传递。

5、能比较内能和机械能的异同。

【教学重点】：内能改变与温度改变的关系。

【教学难点】

1、内能的概念。

2、内能的改变与温度变化的关系。

一、内能概念的教学

1、问题探究导入

⑴发条玩具车是怎样运动的？

发条弹性势能转化为动能。

⑵公路上行驶的汽车，它的能量从何而来？

汽油燃烧而获得的能量。

⑶汽油燃烧所产生能量是什么能？

内能。

2、用类比法探究内能

⑴分子运动理论的内容是什么？

物质是由大量分子组成，分子间有间隙，分子一直处在永不停息的运动中，

分子间存在相互作用的引力和斥力。

⑵运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能？

具有分子动能。

⑶被高举的物体与地面有距离，又受到地球的吸引力，物体具有重力势能，而分子与分子之间存在斥力和引力的作用，且分子间有间隙，它是否具有分子势能？

具有分子势能。

⑷物体中所有分子都具有动能和势能，物理学中把物体内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。

3、通过实例探究分析，说明一切物体都具有内能

自行车胎内充的气、炽热的铁水、寒冷的冰山等，因为它们都是物体，都是由分子组成的，内部分子总是永不停息地做无规则运动，所以它们都具有内能，说明物体内能的存在是无条件的。

二、影响内能大小的因素

1、物体内能大小与温度有关

⑴探究实验：分别在两个玻璃杯中倒入质量相等的热水和冷水，分别向两玻璃杯水中滴入一滴红墨水，让学生观察现象。

⑵探究发现热水杯中墨水扩散快，而冷水杯扩散慢。

⑶探究分析，热水温度高，分子运动速度大，分子动能大，因此，物体具有的内能大。

⑷结论：同一物体质量相同，温度越高，内能越大。

2、物体内能与质量有关

⑴探究分析：同种物质，分子结构相同，而质量大的物体，组成物体的分子数目多，分子无规则运动的动能和分子势能就大。

⑵探究结论：同种物体，温度相同，质量越大，内能就越大。

3、物体内能与物体状态有关

⑴探究分析：一块0℃的冰全部熔化成0℃的水时，分子间距离和分子间相互作用力都改变，所以分子动能，分子势能都改变。

⑵探究结论：质量和温度相同，当物体状态发生改变，它的内能也发生改变。

三、物体内能的改变

1、改变物体内能有哪些方法？

⑴探究分析：改变物体的温度、改变物体的质量、改变物体的状态等。而这些方法中那种方法最简便易行？

⑵探究结论：改变物体温度。

2、要改变手的内能，有哪些方法？

方法一：手放在火附近烤、用热水袋暖手等方法可以使手的温度升高，内能增加；手握冰块、手放凉水中等方法可以使手的温度降低，内能减少。这些方法都是利用热传递。

热传递改变物体内能的实质：

探究发现：经火加热锅底，热得烫手；经太阳照射的棉被，暖乎乎，经火加热锅里的水自下而上翻腾，温度逐渐升高。

探究分析：火的温度远高于铁锅的温度，于是能量不断的传向铁锅，铁锅温度升高，内能增加。炙热的太阳，温度远高于棉被，于是能量源源不断传向棉被，棉被温度升高，内能增加。

探究结论：热传递改变物体内能的实质是能量从高温物体转移到低温物体。

方法二：让两手相搓，在此过程中，两手相互克服摩擦做功，使手的温度升高，内能增加。

将烧杯中盛适量的水，用软木塞塞住瓶口，将烧杯放在酒精灯上加热，观察发现，当杯中水温度升高到一定程度时，软木塞会被冲出去，同时杯口会有小水滴形成，此过程中杯内水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，温度降低；因而做功也可以改变物体的内能。

做功改变物体内能实质：两手在相互搓的过程中，手具有动能，动能转化为内能，使手的温度升高，内能增加；水蒸气对软木塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少；做功改变物体内能的实质是能量的转化。

3、内能改变与温度变化的关系

通过实例分析，当物体吸收热量，物体的温度升高或状态发生变化，物体内能增加；当物体放出热量，物体的温度降低或状态发生变化，物体的内能减少。

4、内能的改变与做功的关系

实例分析发现，对物体做功，机械能转化为内能，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，内能转化为其它形式的能，内能减少，温度降低。

四、内能与机械能的异同

相同点：内能和机械能都属于能量。

不同点：1、机械能与整个物体做机械运动有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用有关。

2、机械能的存在是有条件的，它可能为零，而内能的存在是无条件的，物体在任何时候都具有内能。

3、机械能的大小能用做功的多少来表示其大小，而内能不能表示其大小，而只能表示内能改变了多少。