二、内能教学设计实例

内能教学设计

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，可用类比的方法，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

创设情景

（5分钟）

教师活动

演示：给学生展示出一幅可爱而有趣的动态图片。

物体由于运动而具有什么能量？

演示：从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观学生观察实验，思考问题。

引入新课

（5分钟）

察瓶塞。

推动瓶塞的能量来自哪里？

的内能。

内能

结合动能的特点，思考问题。

利用对比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养。

培养对比的物理方法。

提出猜想，可能是来自于热水（或结合实验，提出问热的水蒸气）。

题，引入新课。

学生活动

学生观察图片，得出小孩子摔倒是设计意图

创造课堂情景，激发学生的兴趣和由小猫运动而具有的动能导致的。

求知欲。

水蒸气具有能量，这就是我们要研究

展示具有动能的物体的图片和视频。

分子也具有动能，根据分子动理论物体由于运动而具有的能量是动能。的初步知识，分子在不停地做无规分子具有动能吗？

则运动。

展示具有势能的物体的图片和视频。

弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还

新课内容（25分钟）

具有弹性势能。分子间有分子势能吗？

结合势能的特点，知识迁移得出：分子具有分子势能，因为分子间也我们把动能和势能统称为机械能，构存在相互作用的引力和斥力。

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？你能说根据前面的定义，学生讨论。

出它们的异同点吗？

机械能是与物体整个机械运动情小结：内能是与机械能不同的一种能况有关的能量。而内能是与物体内量。物体可以没有机械能，但一定有部分子的热运动和分子之间的相

内能。因为分子在不停地做无规则运互作用情况有关，内能是不同于机动，所以一切物体都具有内能。

械能的另一种形式的能。

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

猜想：内能大小可能与哪些因素有关？请说说你的猜想依据。

小结：

学生讨论，进行猜想，同学之间相互补充。

培养学生分析问1．内能的大小与物体的温度有关。同1．内能可能与温度有关，因为温一物体温度升高，内能增大；温度降度越高，分子运动越剧烈，分子动低，内能减小。

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

能越大，内能越大。

2．内能还与物体的质量、状态等有关。

2．内能可能与质量有关，因为质学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化。

题的能力。

量越大，物体所含分子数量越多。

如何判断一个物体内能大小的变化？

物体的内能与温度有关，物体温度

把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷升高，内能增大；温度降低，内能

水中，判断鸡蛋和水的内能的变化。减小。可以根据温度的变化来判断

并说出理由。

物体内能的变化。

鸡蛋和水的内能发生了改变，它们之

鸡蛋和水的内能。

间发生了热传递，通过热传递改变了鸡蛋的内能减小，水的内能增大。

因为鸡蛋的温度降低，水的温度升

提高学生的物理素养。培养思考、自学能力。

热会从高温物体传递给低温物体；高高。

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，热传递的方向？

热量：

少。

2．单位：焦耳（J）。

量时内能减少。

热传递从高温的鸡蛋向水传递。

1．定义：在热传递中，传递能量的多

3．物体吸收热量时内能增加，放出热

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？

学生讨论，举例。

讨论：

不同点。

冬天利用热水袋取暖、发烧时用冷

冰箱冷藏等。

高学生的学习兴趣。

结合问题，讨论温度、内能和热量的毛巾给头部降温、夏天把食物放入利用生活实例提一个物体的温度升高，它的内能增加。

物体内能增加，温度是否一定升高？

举例说明。

学生讨论，进行交流。

小结：内能是能量的一种形式，也是物体内能增加，温度不一定升高。

某一时刻的状态量，一切物体都具有如晶体在熔化时，温度不变，内能培养学生合作学内能；热量是一个过程量，要用“吸是增加的；液态晶体在凝固时，温习的能力。

收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述。

物体内能的改变──做功

变物体的内能？

投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？

高、内能增大？

学生观察图片和视频，这些图片说

学生进行实验，可能会出现下列方

法：

培养学生实验动

1．用打火机去烧铁丝，使铁丝的

2．把铁丝放在热水袋上，用热水手能力。

度不变，但要放热，内能减少。

除了热传递外，还有什么途径可以改明了做功可以改变物体的内能。

分组实验：怎样使一段铁丝的温度升温度升高。

器材：一段较粗的软铁丝、一个打火袋焐铁丝。

学生讨论实验方法，并尝试完成实验。

升高。

吗？

能的一些实例吗？

热传递和做功。

演示实验

温度升高。

机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等

3．把铁丝反复弯折，使铁丝温度

分析论证：你能给这些方法进行分类4．用砂纸反复摩擦铁丝，使铁丝

你还能举出一些利用做功改变物体内……

方法1和2属于一类，采用了热传

加。另外两种方法采用做功的方法方法得出做功可改变了铁丝的内能。

以改变物体的内

理与生活的联系

得出结论：改变物体内能有两种方式：递的方法使铁丝温度升高、内能增利用分类总结的1．在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一结合实际生活，学生举例，如摩擦能。

小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观生热、钻木取火等。

察发生的现象。

（1）实验中硝化棉的作用

（2）实验中谁对谁做功？

实验中利用硝化棉的燃烧反映了学生观察实验，思考提出的问题。

结合实例，加强物筒内空气内能增加，温度升高，采

通过实验可以知道，对物体做功，物用了转化的方法。空气内能增加是

体的内能会增加，把机械能转化为内因为活塞压缩筒内空气做功，把活培养学生的观察能。

塞的机械能转化为空气的内能。

能力。

培养利用物理知识解决实际问题的能力。

利用打气筒给自行车车胎打气，请一打气筒外壁下面温度比上面的温度，形成此现象的原因？

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。

增加了内能。

同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度高，主要的原因是压缩空气做功

由此可见，压缩空气做功使空气内能

2．在烧瓶内盛少量水。利用打气筒给学生观察实验，在瓶塞跳出时，可

瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内以看见瓶内出现水雾。它是由瓶内

的变化。

形成的原因是什么？

（2）瓶内放水的作用是什么？

（3）实验中谁对谁做功？

水蒸气遇冷液化形成的。利用打气

功，空气的内能增加，温度升高，培养学生观察实瓶内的水汽化形成大量无色的水验、思考实验的能蒸气；当瓶内气体冲开瓶塞时，空力。

（1）描述观察到的实验现象，此现象筒给瓶内打气时，压缩瓶内空气做

本实验中通过水蒸气液化形成水雾来气推动瓶塞做功，内能减少，温度

反映气体对外做功时内能减少、温度降低，使水蒸气液化形成小水滴。

降低的，也是利用了转化的物理方法。

学生结合实际生活，举例。

通过实验可以知道，物体对外做功，如打开可乐瓶盖时，会在瓶口出现

内能会减少，把内能转化为机械能。

“雾”；把车胎内的气放掉时，在

你能再举出一些物体对外做功内能减气门芯处出现小水珠等（可以进行

少的例子吗？

课堂实验）。

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改变物体的内能，你能说说这两种方法的异同吗？

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？

学生梳理本节课知识内容。

1．本节主要内容是内能和内能的两种改变方法。

课堂小结：

这节课你学到了什么？

2．内能是构成物质的所有分子热能的大小与温度、质量等因素有

1．通过观察视频结合课堂教学，总结运动的动能与分子势能的总和。内2．什么是内能？物体的内能大小与温关，同一物体温度升高，内能增加。

培养学生总结归总结（5分钟）

度的关系。

3．热量是热传递过程中转移能量纳的能力。

3．温度、内能与热量这三个物理量的的多少，是能量的变化量。物体的

关系。

4．改变物体内能的方法。

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1、2题。

按要求完成。

知识巩固。

结合本节所学内能，学生讨论这两个问题，也可以作为课后的思考题。

培养学生合作学习的能力。