初中--物理内能--教案 18页

~一、分子热运动教学目标1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。2．能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。3．知道分子热运动的快慢与温度的关系。4．知道分子之间存在相互作用力。教学过程xkb1.com导入方案一：创设情境1827年的一天，布朗把花粉放入水中。然后取出一滴这种悬浊液放在显微镜下观察，发现花粉小颗粒在水中像着了魔似地不停地运动，而且每个小颗粒的运动方向和速度都改变得很快，不会停下来。这些小颗粒实际上是由上万个分子组成的分子团，由于受到液体分子的撞击而受力不平衡，从而表现出无规则的运动。这就是著名的布朗运动，你知道布朗运动说明了什么吗？方案二：教师在教室中洒几滴香水，让学生谈一下有什么感觉？闻到香水味。引导学生思考：为何能闻到香水味而看不到带香味的分子的运动？分子体积很小，用我们肉眼是看不到的。讨论得出：分子体积小而数量多。下面我们就用这种方法来研究分子的运动情况。推进一、扩散现象演示实验1：教师打开一盒香皂，让附近的学生闻一下。问题：能不能闻到香味？为什么？演示实验2：我们将一个空瓶子，倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。观察并思考：上面空瓶有红色现象说明了什么？将空瓶与装着红棕色二氧化氮气体的瓶子颠倒放置，重做这个实验能否得出相同的结论？结论：上面空瓶有红色，说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。这个实验是一种扩散现象。颠倒放置时不能得出相同的结论，因为二氧化氮密度大，在重力作用下会向下运动，无法证明分子是运动的。讲述：不同的物质在接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。在我们日常生活中，扩散现象很常见，请你试着举出几个例子？到医院闻到消毒液味；烧菜时有香味传出；到花园里会闻到花香……提出问题：气体可以发生扩散，那么液体和固体是否可以发生扩散呢？&网Z&X&X&K]演示实验3：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水。用滴管先向冷水、再向热水中分别注入两滴红墨水。观察并思考：装热水的烧杯很快变红了说明了什么？扩散现象与什么因素有关？[来源:学.科.网Z.X.X.K]结论：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散越快。小组讨论：讨论“想想议议”中三个问题，1.以上几个实验是否说明分子在不停地运动着？2.分子的运动快慢跟温度有关系吗？3.对分子的运动你能做出哪些推测？~~~\n~得出结论：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。温度越高，热运动越剧烈。二、分子间的作用力拿一个铅块，用力拉，为什么拉不断？用力捏，为什么捏不扁？演示实验4：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，教师在下面逐个加挂钩码，挂很多个都不能把它们分开。观察并思考：这个实验说明了什么？结论：分子之间存在引力。教师分析：分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积，所以，用力拉铅块时，分子间的引力使得铅块拉不断；用力捏时，由于斥力的存在而捏不扁。类比：让学生取一根弹簧，感受拉和压时作用于手的力。然后教师拿两个乒乓球，中间放一根弹簧，告诉学生用这个模型来比拟两个连着的分子，教师操作，让学生来回答。当弹簧拉长，分子间的距离增大，作用力表现为引力；当弹簧压缩，分子间的距离缩小，作用力表现为斥力；当弹簧不用力时，引力＝斥力。教师分析：分子之间既有引力又有斥力，是同时存在的。距离越小，作用力越大，如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。课堂小结1．一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。温度越高，热运动越剧烈。2．分子之间既有引力又有斥力。板书设计一、分子热运动分子热运动X|k|B|1.c|O|m二、内能教学目标1．了解内能的概念，知道内能与体积、温度的关系。2．知道热传递过程中，物体吸收(或放出)热量，使物体温度升高(或降低)，内能改变。3．知道在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。教学过程导入方案一：演示实验：如图做实验，可得到现象：水沸腾后塞子飞出去，试管口出现白气。引导学生观察并思考：推动塞子的能量来自哪里？为什么试管口会出现白气？想知道原因吗？那就让我们来学习另外一种能——内能。X|k|B|1.c|O|m方案二：玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？原来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。那么，什么是内能？从而引入新课。~~~\n~推进一、内能1．内能：教师出示挂图：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片(如图所示)。观察并思考：飞来的足球具有什么能？如果足球缩小到分子大小，它是否还具有动能和势能呢？讨论得出：对于每个分子来说，都在不停地做无规则热运动，所以有动能；物体温度越高，分子运动越快，动能也越大。xkb1.comxKb1.Com演示并分析：两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。类比机械能定义，得出内能的定义及单位。内能：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。2．温度与内能的关系x_k_b_1出示挂图：冰山和铁水图片(如图所示)。　　提出问题：铁水有内能同学们容易得出，那冰山有内能吗？物体的内能大小跟哪些因素有关呢？(1)引导学生利用类比法理解(2)影响物体内能大小的因素引导学生类比影响机械能的因素讨论得出：一切物体，都具有内能。一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。总结：XkB1.com~~~\n~决定因素xkb1.com温度温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就越大质量在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大体积在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大种类不同物质的分子大小、结构不同，在温度相同时，它们的分子动能、分子势能不同二、怎么改变物体的内能根据前面物体内能跟温度有关，提出问题：“怎样才能改变物体的内能”。让学生知道改变物体内能可以采取两种途径：做功和热传递。(2)列举事例，分析解释。除了上面的实验外，教师还应让学生讨论列举生活中的有关事例，并进行分析解释。有了感性认识不代表就有了深刻理解，还需要进行分析，使之由感性认识上升到理性认识。　用热传递的方式改变物体的内能主要介绍用热传递的方式可以改变物体的内能，教学中可以采用以讨论交流为主的方式进行。这里可以分为两个层次：(1)认识热传递的三种方式及各自的特点。热传递的三种方式传导、对流和辐射，学生在小学科学课程中已经学过，但时间相隔已经很长，教学中应引导学生复习回顾，并通过多媒体投影或板书等形式展示传导、对流和辐射的定义：①传导——热沿着物体传递叫做传导；②对流——靠液体或者气体的流动来传递热的方式叫做对流；③辐射——热由物体向外发射出去叫做辐射。教师引导学生汇报总结三种方式的相同点是热都是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分；不同点是传导是热沿着物体传递，物体并不运动，对流是靠物体(液体或气体)流动传热，辐射不需要媒介，热直接射出去。(2)学生根据生活经验列举热传递改变物体内能的事例。这个环节要让学生充分交流，利用每位学生的生活经验，唤起他们的回忆和感受，丰富感性认识。不仅要求学生描述实例，还要指出热从哪里传到哪里，是通过哪种方式传递的。要引导学生思考回答：高温物体温度降低了，内能减少了，减少的内能哪里去了？低温物体温度升高了，内能增加了，增加的内能哪里来的？这样才能使学生真正明确热传递可以改变物体的内能，理解热传递的实质是内能的转移，即一个物体的一部分内能转移给另一个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移给低温部分。学生明确了这些，会为后面理解热量概念打下基础，有助于学生进一步学习和理解能量转化与守恒定律。kb1.com课堂小结1．分子热运动的动能、分子势能和内能的概念，知道内能与机械能的区别和联系。2．一切物体，都具有内能。温度变化，内能也会变化。3．改变内能的两种方法：做功和热传递；做功和热传递对改变物体的内能是等效的。4．热量的概念。xkb1.com5．克服摩擦力做功，内能增大。6．外界对物体做功，内能增加；物体对外界做功，内能减小。板书设计二、内能物体内能的改变方法三、比热容教学目标1．了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。2．尝试用比热容解释简单的自然现象。xkb1.com~~~\n~3．能根据比热容进行简单的热量计算。教学过程导入x夏天，岸上的沙子被晒得很烫，而海水却很凉，你有这种感觉吗？你想不想知道为什么？推进一、探究物质的吸、放热性能探究不同物质的吸、放热性能是初中物理中比较困难的实验之一，设计和实验操作的难度较大，需要注意及时指导和协助学生，以保证每组学生都观察到相应的实验现象，得到较好的实验结果。下面对探究的各个环节加以具体说明。(1)提出问题从生活中学生已经意识到不同物质的吸、放热性能不同，这里还要把这个比较笼统的问题描述为明确具体的可验证的物理问题。教师可以予以引导：如果上面两幅图中都是水或都是砂子，质量相同，升高的温度也相等，显然，它们吸收的热量必定相等。那么，不同物质(如水和砂子)，在质量相同、升高的温度相等时，它们吸收的热量也相等吗？这已经是一个可验证的问题，其中包含限制条件，如质量相等、升高的温度相等、不同物质等，这些都可以通过实验技术条件予以控制和测量，为下面设计实验提供了基础。分析与论证在质量相等、升高的温度相同的情况下，不同物质吸收的热量不相等，水吸收的热量比砂子吸收的热量多。二、比热容比热容的定义可以直接给出，但教师要引领学生解析其中的关键词及其含义。如为什么要限定“单位质量”“温度升高1℃”，这是因为比热容是以热量来定义的，而热量跟物体的质量和升高的温度都有关。比热容是初中物理出现的唯一一个由两个以上物理量来定义的物理概念。om通过阅读数据表，要求学生知道水的比热容最大，会利用水的比热容较大的特点解释有关现象。这里可以设计学生讨论交流活动：日常生活中为什么常用热水来取暖？汽车中为什么用水来做冷却剂？这些问题对于初中学生来说是具有一定难度的。为了突破难点，教师应先让学生充分思考交流，然后汇报辨析，教师梳理总结。对于水的比热容较大，教师在总结时要引导学生明确其两方面的含义：质量相同、升高温度也相同时，水比其他物质吸收的热量多，所以用来作发动机的冷却剂；质量相同、降低的温度也相同时，水比其他物质放出的热量多，所以冬季常用热水来取暖。三、热量的计算展示问题1：①1kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？学生很容易即可得出：吸收的热量Q1＝4.2×103J。展示问题2：2kg水温度升高1℃吸收的热量是多少？wWw.xKb1.coM学生讨论得出：吸收的热量Q2＝2×4.2×103J＝8.4×103J。展示问题3：2kg水温度升高50℃吸收的热量是多少？学生讨论得出：吸收的热量Q3＝50×8.4×103J＝4.2×105J。展示问题4：物质吸收热量的多少与其质量、温度变化、比热容成什么关系？学生讨论得出：物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比，计算公式：Q吸＝cm(t－t0)。学生自己推导得出：物体放出热量计算公式：Q放＝cm(t0－t)。课堂小结1．引导学生回顾一个完整的探究应包括哪些过程。2．比热容的概念、单位及物理意义。3．Q吸＝cm(t－t0)。4．Q放＝cm(t0－t)。xkb1.com板书设计三、比热容~~~\n~课后练习题目一、选择题(本大题共8小题,每题4分,共32分)1.(2013·郴州中考)下列关于物体内能说法正确的是(　　)A.同一杯水内能越大温度越高B.0℃以上的物体才有内能C.温度相同的物体内能一定相等新课标第一网D.只有做功才能改变物体内能【解析】选A。本题综合考查温度、内能和内能改变方法的知识。同一物体的内能与物体的温度有关：温度越高,内能越大,A项正确；一切物体,不论温度高低,都有内能,B项错误；内能的大小不但与物体的温度有关,还与物体的质量有关,C项错误；做功和热传递都能改变物体内能,D项错误。故选A。2.(2014·南京市鼓楼区期末)下列过程中,将内能转化为机械能的是(　　)A.汽油机的压缩冲程B.水蒸气顶起水壶盖的过程XkB1.comC.小孩沿滑梯下滑的过程D.流星在大气层中穿行的过程~~~\n~【解析】选B。本题考查能量的转化。汽油机的压缩冲程,是机械能转化为汽油和空气的内能,A错；水蒸气顶起水壶盖,是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,B对；小孩沿滑梯下滑的过程,需克服摩擦做功,机械能转化为内能,C错；流星在大气层中穿行的过程中与空气摩擦,是摩擦生热,是机械能转化为内能,D错。3.(2013·郴州中考)我国随着航天事业发展需要,正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢具有(　　)A.较小的密度　　　　　　　B.较大的比热容C.较高的热值D.较低的沸点【解析】选C。本题考查物质的密度、比热容、热值和沸点等特性。燃料燃烧放出的热量与燃料的热值有关：质量一定时,燃料的热值越大,完全燃烧时放出的热量越多,故选C。http://www.xkb1.com4.(2014·成都七中阶段考)如图是某物质由固态变为液态过程温度随时间变化的图像,下列说法正确的是(　　)A.t1时刻物体内能为零B.t2、t3时刻物体内能相等C.物质固态时的比热容比液态的比热容小D.t1时刻物体分子动能比t2时刻大【解析】选C。本题综合考查物体内能和比热容的知识。t1~~~\n~时刻物体温度为零,但其分子仍不停地做无规则运动,所以具有内能,A错误。t1、t2、t3时刻温度相同,但在熔化过程中物体不断吸热,所以内能增加；分子热运动的快慢与温度有关,t1、t2时刻温度不变,故分子运动快慢不变,分子动能不变,故B、D项错误。质量相同的同种物质,吸收相同的热量,液态比固态升高的温度小,所以液态比固态的比热容大,C对。5.(2013·德州中考)下列有关热和能的说法中正确的是(　　)A.物体内能增大,一定从外界吸收热量B.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C.物体的温度越高,分子无规则运动越剧烈D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多新课标第一网【解析】选C。本题考查热和能的相关知识。改变物体内能的方法有做功和热传递两种,物体内能增大,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,A错；汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能,B错；分子无规则运动的速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,C正确；燃料燃烧放出的热量与燃料是否完全燃烧、燃料的质量、燃料的热值均有关,故燃料的热值越大,燃烧时放出的热量不一定多,D错。故选C。6.(2013·常州中考)点火爆炸实验中,电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气,产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。此过程的能量转化方式类似于汽油机的(　　)~~~\n~A.吸气冲程　　　　　　　　　B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程【解析】选C。本题考查热机的冲程。燃气将塑料盒盖喷出很远,是通过对外做功的方式减小了燃气的内能,转化为盒盖的机械能,这与汽油机的做功冲程类似,故选C。7.用两个相同的加热器,分别对质量相等的甲、乙两种液体加热,忽略热量的散失,其温度随时间变化的规律如图所示,由图可以看出(　　)A.甲的比热容比乙大B.甲的比热容比乙小C.甲和乙的比热容相同D.刚开始加热时,甲和乙的比热容为零【解析】~~~\n~选B。本题考查有关比热容的计算。分析坐标图,当加热时间相同时,吸收的热量相同,甲升高的温度大于乙升高的温度,因为甲、乙两种物体的质量相同,甲的比热容小于乙的比热容,任何物体都有比热容。故选B。8.(2012·菏泽中考)关于“热机”,下列说法中错误的是(　　)A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度,主要是利用水的比热容较大的特性XKb1.ComD.严寒的冬天,有人晚上把热机水箱中的水放出,是防止气温降低时,水凝固而胀坏水箱【解析】选A。本题考查热机的相关知识。摩擦和散热总是存在的,热机效率不可能达到100%,A错误；二氧化碳属于温室气体,“绿色出行”可以减少二氧化碳的排放,减轻温室效应,即减少城市热岛效应,B正确；水的比热容最大,吸放热能力强,常用来作传热物质,C正确；水有反膨胀现象,结冰后体积变大,会胀坏水箱,D正确。故选A。二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共34分)9.(2014·平南县六陈中学期末)质量相等的甲、乙两液体,吸收相同的热量后,甲升高的温度大于乙升高的温度,则甲液体的比热容　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。汽车发动机通常都用水来冷却,是因为水比其他液体的比热容　　　　,在升高相同温度的情况下,相同质量的水所带走的热量要比其他相同质量液体所带走的热量　　　　(后两空均选填“大”“小”“多”或“少”)。X|k|B|1.c|O|m【解析】本题考查比热容的理解。由热量的计算公式Q=cmΔt可得c=~~~\n~,所以c甲=,c乙=,又因为Q甲=Q乙,m甲=m乙,Δt甲>Δt乙；所以c甲