二、物体的内能教案公开课一等奖

（一）教学目标

一、知识目标

１.知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志. 2.知道什么是分子的势能，知道改变分子间的距离必须克服分子力做功，因而分子势能发生变化，知道分子势能跟物体体积有关. 3.知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关. 4.了解内能改变的两种方式及量变。

5．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的。

二、能力目标

1.培养学生综合宏观量来分析微观量的方法和能力. 2.会判断物体是否改变，会比较物体内能的多少，会鉴别改变物体内能的两种方式. 三、德育目标

1.通过分子势能和弹性势能的类比来培养学生用类比方法来分析问题. 2．通过做功和热传递对改变物体内能的等效性的分析，使学生学会从不同角度来分析同一个问题。

（二）教学重点

1.分子势能及分子势能与体积的关系. 2．物体的内能及其影响因素. 3．内能改变的两种方式及量度. （三）教学难点

1．分子势能跟物体体积的关系. 2．做功和热传递对改变内能的等效性。

（四）教学方法

问题解决法、互动探究式、类比学习法. （五）教学用具

投影仪、投影片、压缩空气点火仪、柴油机点火原理CAI课件、气体做功和内能变化演示仪。

（六）教学过程

（一）学习目标

1．知道分子热运动的平均动能和分子势能及其影响因素。

2．知道内能的改变方式及其等效性. 3．能够用类比的方法学习分子势能的变化规律. （二）学法指导

本节课同学们可以应用提出问题、互动探究、类比讨论、解决问题的方法进行。

[学习目标完成过程] 一、复习引入

[复习]请同学们根据以下练习题目复习回顾相关内容。

[投影]关于分子间的相互作用力

（1）分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的是分子引力和斥力的_______,我们把它叫做_______.（合力 分子力）

（2）分子力随分子间距变化的关系：（r0表示引力和斥力相等垢间距）

a.

r=r0,F引________F斥，分子力表现为__________；

b.

r

c.

r>r0,F引________F斥，分子力表现为________,若r>10r0，则分子力为________.

（= 零 < 斥力>引力 零

）

[引入]既然分子之间存在着相互作用力，那么，当分子间距发生变化时，分子力就会做功，同时伴随着能量的转化.具体情况如何呢？这节课我们就来探讨这方面的问题。

[板书]物体的内能、热量

二、新课教学

（一）分子动能

[投影]导学提纲

1．

分子动能的定义. 2．

分子平均动能的含义、决定因素. 3．

分子动能的决定因素. [结合导学提纲进行分组讨论学习] [抽查学生代表给全班同学解决导学提纲的问题，同组的同学给以补充，其他同学提问] [针对大家的问题，互动学习解答，教师点拨] 附：学生可能提出的问题：

1．

分子平均动能增加，是否每个分子的动能都增加？

2．

分子的总动能与分子平均动能的关系？即分子动能的决定因素是什么？

3．

我们是否会去关心一个分子的动能？

[教师进行点拨和小结] A．由于分子的无规则运动，类比宏观物体的动能（Ek=12mv），引入分子动能（分子因2为不停地做无规则运动而具有的能量）. B．因为分子的大量性，我们并不关心单个分子动能的大小及变化，这也因为它的运动的无规则性使我们难以确定.但我们可以从大量分子的运动中找出规律，也就是关心的是大量分子的平均动能，结合分子的热运动特点（温度越高，运动越剧烈），可以得出温度是分子平均动能的标志，只要温度相同，不管什么物质，其分子运动的剧烈程度相同，也即分子的平均动能一样。

C．分子的总动能由其定义可知为Ek=nEk=n′NAEk，由此可得分子总动能的大小取决于物质的摩尔数和温度。

（二）分子势能

[投影]导学提纲

1．

分子势能的定义

2．

分子势能的变化规律

3．

分子势能的变化所对应的宏观量。

[结合导学提纲进行自学]——阅读课本

[抽查学生代表描述1、3两个问题] [教师点拨]

A．分子间具有的由它们的相对位置决定的势能，我们叫分子势能，类比于重力势能，弹性

势能．

B．当分子间距变化时，分子相对位置变化，故分子势能随着变化，而宏观体现是物体体积发生变化．因此说分子势能跟体积有关系．体积变化分子势能变化．

[分组讨论]分子势能的变化规律．

[教师点拨]类比思考：

1．重力做正功时，重力势能如何改变?重力做负功时，重力势能又如何变化?

2．弹力做正功时，弹性势能如何变化?弹力做负功时，弹性势能又如何改变?

[抽查归纳]

重力做正功时，重力势能减小，重力做负功时，重力势能增大；弹力做正功时，弹性势能减小，弹力做负功时，弹性势能增大．可见，在分析势能的变化规律时，要从对应作用力的做功情况着手.如果对应作用力做正功，则势能减小；如果对应的作用力做负功，则势能增大．

[类比]

重力势能重力

弹性势能弹力

分子势能分子力

[归纳]分子势能的变化跟分子力做功有关．具体如何呢?

[投影思考题]

当分子间距r>r0时，分子力表现为什么力?此时如果分子间距增大，分子力做功情况如何?分子势能如何变化?如果分子间距变小呢?

[学生讨论后分组总结]

当分子间距r>r0时，分子力表现为引力，如图．要增大分子间的距离，就要克服分子间的引力做功，即分子引力做负功，分子势能要增大．

如果减小分子间的距离，那么分子引力做正功，所以分子势能减小．

总之，当r>r0时，分子势能随着r的增大而增大，随着r的减小而减小．

[投影思考题]

当分子间距r

何?分子势能如何变化?如果分子间距变小呢?

[学生讨论后回答]

当分子间距r

[教师点拔小结]

当r>r0时，随r的减小，分子力做正功，分子势能减小．

当r

当r=r0时，分子势能最小，但不等于零．这主要是一般两分子距离无限远处(此时分子间作用力可忽略不计)作为零势能点．这样的话,由上面的分析就可以得出在r=r0时,分子势能不为零，而是一个负值．

[投影]Ep—r图．

(三)物体的内能

[投影]导学提纲

1．何为物体的内能?

2．内能与哪些宏观量有关?

3．改变物体内能的方法有哪些?

[结合导学提纲进行学习]

[抽查学生代表解答上述问题，大家可以互相补充，并提出新的问题]

上述问题都较简单，结合已有知识点稍加归纳即可得出，教师不必多讲．

[投影]

1．物体内所有分子的动能和势能之和，叫做物体的热力学能，也叫内能．

2．对同一物质来说(n同)，内能跟温度和体积有关．

3．做功和热传递都可以改变物体的内能．

[深入理解做功对内能的改变]

[说明]气体分子间距较大，可以忽略分子力，也就是讨论其内能时，可以不考虑分子势能．

从宏观角度考虑，温度的变化就可以反映物体内能的变化．

[实验一]

装置：按课文图11—9组装仪器，组装好以后，迅速压下活塞．

现象：棉花燃烧起来

分析：这是由于迅速压下活塞时，空气的温度升高，达到了硝化棉的燃烧点，所以棉花燃烧起来了．

结论：外力对空气做功，使空气的内能增加，温度升高．

[多媒体课件模拟柴油机的点火过程]

柴油机在压缩冲程中，气缸内的空气被压缩，温度升高，使喷入气缸内的雾状柴油燃烧，这就是柴油机的点火原理．

[实验二]

装置：按课文图ll一10组装仪器．

步骤：用打气简向容器内慢慢打气，增大容器内的压强，当容器内的压强增大到一定程度时，读出灵敏温度计的示数，打开卡子，让气体冲开胶塞后，再读出该温度计的示数．

现象：胶塞冲出容器出口，温度计的示数明显变小．

分析：从实验现象我们得到：空气在膨胀时对外做功，内能减少，温度降低．

[录像]介绍热机的工作原理

热机气缸内高温高压的气体膨胀时对外做功，气体的内能减少，温度降低．

[点拨小结]

结论：外力对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，内能减少．

[设疑探究]

1．就物体的内能变化来说，功和热量等效吗?

2．从使物体内能发生变化的方式来说，功和热量有什么区别?

[学生探究]

[讨论互释]

[教师点拨和小结] 1．就物体的内能变化来说，功和热量是等效的，也就是说做功和热传递两种方式对内能的改变等效.当一个物体的内能变化时，如不知其原因，无法确定是哪种方式导致内能变化.

2．从使物体内能变化的方式来说，做功伴随着能量的转化，而热传递是内能互相传递，这也是二者的区别。

[探究活动]能否说一个物体具有一定量的热量？

[学生探究]

[教师点拨]

热量是一个过程量，它体现了内能的转移．因此不能说一个物体具有多少热量．

(四)拓展应用

1．甲、乙两个分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐

向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能变化情况的下列说法，正确的是(

)

A．不断增大

B．不断减小

C．先增大后减小

D．先减小后增大

参考答案：从分子问的作用力与分子间的距离的关系知道：当r>r0时，分子间表现为引力；当r10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略．所以当乙从较远处向甲尽量靠近的过程中，分子先是对乙做正功，后是做负功．而由做功与分子势能变化的关系又知道：若分子力做正功，分子势能减小；若分子力做负功，分子势能增加．因此，当乙尽量向甲靠近的过程中，分子势能是先减小后增大．

所以该题正确选项为D．

2．以下说法正确的是（

)

A．机械能为零，内能不为零是可能的

B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能

C．温度越高，物体的内能越大

D．O℃的冰的内能比等质量的O℃的水的内能大

参考答案：

A．正确．因为机械能可以为零，但内能是分子动能和分子势能的总和，而分子动能又是分子无规则运动引起的．所以分子动能不可能为零，那么物体的内能当然也不可能为零．

B．不正确.因为物体的内能由物体的温度和体积来决定．

C．不正确．原因同上．

D．由于O℃的冰的体积比O℃的水大，温度相同，有的同学错认为D正确．实际上有较为复杂的反常膨胀的现象，我们用体积来讨论其内能是不适合的，可以从能量角度来讨论，因为O℃的冰融化为O℃的水要吸收热量或对它做功，所以有其他形式的能转化为内能转移给冰，所以0℃的水的内能比等质量的O℃的冰的内能大．该题正确选项为A．

三、小结

请同学以提纲的形式归纳本节内容体系．

[抽查展示]

[投影]小结

本节主要内容

四、作业

1．课本练习四．

2．习题B组l、2．

3．预习下一节．