二、内能教案设计

《内能》教学设计

郭德祥

一、教学目标

（一）知识与技能

1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。

2．知道热量的概念及单位。

3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。

4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。

（二）过程与方法

会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

（三）情感态度和价值观

了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。

二、教学重难点

本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子，其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象，学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的，而内能的概念也非常抽象，内能概念的建立是本节的一个重点和难点；物体的内能与温度有关，两个温度不同的物体会发生热传递，在热传递过程中转移能量的多少就是热量，它不是物体内部所含

有的量，而是一个变化量，要区分温度、内能、热量之间的关系，所以对热量概念的建立也是本节重点之一；另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。

重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径。

难点：用类比的方法建立内能的概念。

三、教学策略

内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解。在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能。内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化。内能改变有两种方法：做功和热传递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结出内能改变的两种方法。热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移。做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等。做功改变物体的内能是能量的转化。

四、教学资源准备

多媒体课件、空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

演示：给一个回力玩具汽车学生观察小车运动，得出创造课堂情上紧发条，使其在水平桌面小车的动能是由弹簧的景，激发学

（5分钟）

上运动。

小汽车的动能是怎么来的？

弹性势能转化而来的。

生的兴趣和求知欲。

演示：从一个装满开水的暖学生观察实验，思考问结合实验，水瓶中倒出一部分水，用软题。

提出问题，水塞塞紧，注意观察瓶塞。

引入新课。

引入新课

提出猜想，可能是来自于推动瓶塞的能量来自哪里？

热水（或热的水蒸气）。

（5分钟）

水蒸气具有能量，这就是我

们要研究的内能。

内能

展示具有动能的物体的图片和视频。

物体由于运动而具有的能量是动能。分子具有动能吗？

展示具有势能的物体的图片和视频。

结合动能的特点，思考问

题。

分子也具有动能，根据分子动理论的初步知识，分利用对比的方法得出内子在不停地做无规则运能的概念，动。

注重物理方

法培养。

弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还具有弹性势能。分结合势能的特点，知识迁子间有分子势能吗？

移得出：分子具有分子势新课内容能，因为分子间也存在相（25分我们把动能和势能统称为机互作用的引力和斥力。

钟）

械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能

之和叫做物体的内能。

内能和机械能是同种能量吗？你能说出它们的异同点根据前面的定义，学生讨论。

吗？

小结：内能是与机械能不同的一种能量。物体可以没有机械能，但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。

机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量。而内能是与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另

培养对比的物理方法。

一种形式的能。

内能和机械能的单位都是焦耳（J）。

学生进行讨论补充。

内能的大小

学生讨论，进行猜想，同

学之间相互补充。

猜想：内能大小可能与哪些

因素有关？请说说你的猜想1．内能可能与温度有关，依据。

因为温度越高，分子运动培养学生分越剧烈，分子动能越大，析问题的能小结：

力。

内能越大。

1．内能的大小与物体的温度2．内能可能与质量有关，有关。同一物体温度升高，因为质量越大，物体所含内能增大；温度降低，内能分子数量越多。

减小。

学生根据影响内能大小2．内能还与物体的质量、状的因素判断内能的变化。

态等有关。

3．一切物体都具有内能。

判断下列物体内能的变化。

1．太阳下的一瓶水，温度升高。

2．一杯水喝掉一半。

3．水结成冰。

物体内能的改变──热传递

如何判断一个物体内能大小物体的内能与温度有关，

的变化？

物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。

把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿可以根据温度的变化来出放入冷水中，判断鸡蛋和判断物体内能的变化。

水的内能的变化。并说出理

由。

鸡蛋和水的内能发生了改鸡蛋的内能减小，水的内

变，它们之间发生了热传递，能增大。因为鸡蛋的温度

通过热传递改变了鸡蛋和水降低，水的温度升高。

的内能。

热会从高温物体传递给低温物体；高温物体的温度会降

低内能减少，低温物体的温

度会升高，内能增加。

在鸡蛋和水的例子中，热传热传递从高温的鸡蛋向水传递。

递的方向？

热量：

提高学生的物理素养。培养思考、自学能力。

1．定义：在热传递中，传递

能量的多少。

2．单位：焦耳（J）。

3．物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。

4．内能反映的是热传递过程

中内能的变化量，只能用“吸

收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等词

描述。

5．热传递中转移的是热量，不是温度。

你能举出一些利用热传递改

变物体内能的例子吗？

讨论：

学生讨论，举例。

结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点。

冬天利用热水袋取暖、发

烧时用冷毛巾给头部降一个物体的温度升高，它的温、夏天把食物放入冰箱

内能增加。物体内能增加，冷藏等。

温度是否一定升高？举例说利用生活实明。

例提高学生的学习兴小结：内能是能量的一种形

趣。

式，也是某一时刻的状态量，

一切物体都具有内能；热量学生讨论，进行交流。

是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能物体内能增加，温度不一

用“具有”或“含有”来表定升高。如晶体在熔化时，温度不变，内能是增

述。

加的；液态晶体在凝固时，温度不变，但要放热，培养学生合作学习的能内能减少。

力。

物体内能的改变──做功

学生观察图片和视频，这

些图片说明了做功可以除了热传递外，还有什么途改变物体的内能。

径可以改变物体的内能？

学生进行实验，可能会出

投影做功改变物体内能的图现下列方法：

片和视频，这些图片说明了什么？

1．用打火机去烧铁丝，

使铁丝的温度升高。

分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？

2．把铁丝放在热水袋上，培养学生实验动手能用热水袋焐铁丝。

力。

器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热3．把铁丝反复弯折，使

水袋、小毛巾等

铁丝温度升高。

学生讨论实验方法，并尝试4．用砂纸反复摩擦铁丝，

完成实验。

使铁丝温度升高。

分析论证：你能给这些方法……

进行分类吗？

方法1和2属于一类，采你还能举出一些利用做功改用了热传递的方法使铁变物体内能的一些实例吗？

丝温度升高、内能增加。另外两种方法采用做功得出结论：改变物体内能有的方法改变了铁丝的内两种方式：热传递和做功。

能。

演示实验

利用分类总结合实际生活，学生举结的方法得例，如摩擦生热、钻木取出做功可以1．在一个配有活塞的厚玻璃火等。

改变物体的筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的学生观察实验，思考提出内能。

现象。

的问题。

（1）实验中硝化棉的作用

实验中利用硝化棉的燃烧反映了筒内空气内能（2）实验中谁对谁做功？

增加，温度升高，采用了转化的方法。空气内能增通过实验可以知道，对物体加是因为活塞压缩筒内做功，物体的内能会增加，空气做功，把活塞的机械把机械能转化为内能。

能转化为空气的内能。

利用打气筒给自行车车胎打气，请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度，形成此现象的原因？

结合实例，加强物理与生活的联系

培养学生的打气筒外壁下面温度比上面的温度高，主要的原观察能力。

因是压缩空气做功增加

了内能。

培养利用物理知识解决实际问题的能力。

培养学生观察实验、思考实验的能力。

由此可见，压缩空气做功使

空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因，摩擦在

这里是次要的。

2．在烧瓶内盛少量水。利用打气筒给瓶内打气，当瓶塞学生观察实验，在瓶塞跳跳出时，观察瓶内的变化。

出时，可以看见瓶内出现水雾。它是由瓶内水蒸气（1）描述观察到的实验现遇冷液化形成的。利用打象，此现象形成的原因是什气筒给瓶内打气时，压缩么？

瓶内空气做功，空气的内能增加，温度升高，瓶内（2）瓶内放水的作用是什的水汽化形成大量无色么？

的水蒸气；当瓶内气体冲开瓶塞时，空气推动瓶塞（3）实验中谁对谁做功？

做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化形成小本实验中通过水蒸气液化形水滴。

成水雾来反映气体对外做功时内能减少、温度降低的，学生结合实际生活，举也是利用了转化的物理方例。

法。

如打开可乐瓶盖时，会在

通过实验可以知道，物体对瓶口出现“雾”；把车胎外做功，内能会减少，把内内的气放掉时，在气门芯

能转化为机械能。

处出现小水珠等（可以进行课堂实验）。

你能再举出一些物体对外做功内能减少的例子吗？

结合实例加强物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣。

讨论：

1．利用热传递和做功都可以结合本节所学内能，学生培养学生合改变物体的内能，你能说说讨论这两个问题，也可以作学习的能这两种方法的异同吗？

作为课后的思考题。

力。

2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？

课堂小结：

1．通过这节课你学到了什么？

学生梳理本节课知识内容。

培养学生总1．本节主要内容是内能结归纳的能和内能的两种改变方法。

力。

2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系。

2．内能是构成物质的所

有分子热运动的动能与3．温度、内能与热量这三个分子势能的总和。内能的物理量的关系。

大小与温度、质量等因素有关，同一物体温度升总结（5分4．改变物体内能的方法。

高，内能增加。

钟）

3．热量是热传递过程中转移能量的多少，是能量的变化量。物体的温度升高，内能增大。可以通过物体温度变化反映物体内能的变化。

4．物体内能的改变可以利用热传递和做功的方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的。

作业布置

完成《动手动脑学物理》

第按要求完成。

1、2题。

知识巩固。