1、人教版九年级上册物理教案教案第十三章内能第1节分子热运动出示目标1.知道物质是由分子、原子构成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。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的斥力和引力。学习指导一分子热运动阅读课本第2、3页及第4页“扩散现象”内容,并完成下面填空:1.物质是由分子、原子构成的,其大小通常以10-10m 为单位来量度。2.扩散现象:相互接触的不同物质分子,彼此进入对方的现象叫扩散。3.为什么打开一盒香皂,很快就会闻到香味,是什么跑到鼻子里了?能闻到香味的原因是: 香皂的分子运动到鼻子里去了 。【实
2、验1】气体扩散实验1.过了一会儿以后,你在实验中看到的现象是什么? 2.为什么让密度大的二氧化氮放在密度较小的空气下面,倒过来行吗?这里面有什么科学道理?3.既然二氧化氮的密度大于空气的密度,为什么在实验中红棕色的二氧化氮气体会上升到上方的空气中,而使空气的颜色发生了改变?4.这个实验能说明什么问题?(组内交流,共同解决问题)【实验2】液体扩散实验:将一滴红墨水滴入一杯热水中,稍等一会儿,你看到的现象是整杯水颜色变得均匀,呈淡红色。这个实验能说明什么问题?液体之间能发生扩散。【实验3】固体扩散,观看金和铅的扩散视频说明了什么问题?固体之间能发生扩散。【实验4】在分别盛有等量冷水和热水的烧杯中,
3、分别滴入一滴墨水,注意比较两杯中墨水的扩散现象(温馨提示:等量的冷水和热水,只滴一滴即可)说明了什么问题?温度越高,扩散越快。1.扩散现象说明:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;分子之间存在间隙。2.影响扩散快慢的因素:温度。温度越高,分子做无规则运动越快,扩散越快。3.分子热运动:分子的无规则运动,与物体的机械运动不同。1.吸烟有害身体健康,在空气不流通的房间里,只要有一个人吸烟,一会儿房间就会充满烟味,这是分子的扩散现象。所以,为了你和他人的健康,请写一则提示语:公共场所不要吸烟。2.往一杯水中放入一些糖,过一会儿,水变甜了,这一现象说明物体的分子都在不停地做无规则运动。水的温度越高
4、,水变甜得越快,又说明了分子扩散现象与温度有关。3.下列现象不能说明是扩散现象的是(D)A.在一杯热水中滴入两滴红墨水,过一会儿整杯水都变红了B.向教室地面喷洒消毒药液,在教室内各处都能闻到药味C.炒菜时,香味四处飘逸D.狂风转起地面上的尘土学习指导二分子间的作用力阅读课本第4、5页有关分子间的作用力内容,并回答下面的问题。如图是分子作用力模型,它说明分子之间既有引力又有斥力,当分子距离很小时,斥力起主要作用;当分子距离稍大时,引力起主要作用;如果分子间距很大,则作用力十分微弱。1.扩散现象说明分子在不停地运动,那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开,而总是聚合在一起保持一定的体积呢?分子间存
5、在着引力,使得固体和液体能保持一定的体积,使其内部的分子不致散开。2.图13.1-4能说明什么? 分子间有引力。3.扩散现象说明分子间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难呢?这是因为分子间还存在斥力的缘故,由于斥力的存在,使分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。分子间的作用力:分子之间既有引力又有斥力。设分子间的平衡距离为r.则当分子间距离rr0时引力大于斥力,表现为引力;当r10r0时,作用力可忽略不计。1.下列现象中能用分子动理论解释并正确的是(C)A.矿石被粉碎成粉末,说明矿石分子很小B.热水瓶塞有时很难拔出,说明分子间有引力C.污水排入池塘后不久,整个池塘水被污染了,说明分子不停
6、地做无规则运动 D.压缩弹簧需要力,说明分子间有斥力2.把萝卜腌成咸菜需要较长的时间,而把萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味,仅需几分钟,造成这种差别的原因是(D)A.盐分子减小了,很容易进入萝卜中B.盐分子间有相互作用的引力C.萝卜分子间有空隙,易扩散D.炒菜时温度高,分子热运动加快3.常言道:“破镜不能重圆”,这是由于镜子被打破后,再合起来时,镜子断裂处绝大多数分子之间距离变大,分子之间几乎没有分子力的作用的缘故。4.钢铁公司在制造钢铁零件时,为了增加零件表面的硬度,常把零件放入含碳的渗碳剂中,并适当加热,这样碳分子就可以较快地渗入到零件的表层,试用所学知识说明其中的道理。分子永不停息地做无
7、规则运动,当把零件放入含碳的渗碳剂中时,碳分子会运动到钢铁零件的表层。当升高温度时,分子的内能增加,运动速度加快,碳分子填充在铁分子间,使分子与分子之间接触紧密,有更多的分子间作用力作用在那里,所以零件表面的强度更大了。当堂训练教学至此,敬请使用学案当堂训练部分。第2节内能第1课时内能及物体内能的改变 出示目标1.理解什么是内能。2.知道内能与温度之间的关系。3.掌握改变内能的两种方式并能用其解决简单的问题。学习指导一内能阅读课本第78页“内能”内容,完成下面问题。1.运动的物体具有动能;而构成物质的每一个分子都在不停地做无规则运动,所以运动的分子也具有动能。2.弹簧受到拉伸或压缩时发生形变,
8、从而使弹簧具有弹性势能;而构成物质的分子之间也存在引力或斥力,因此分子间还存在分子势能。3.物体内部所有分子热运动的动 能与分子势能的总和,叫做物体的内能。4.一切物体,无论温度高低都具有内能,它的单位是焦耳,用字母J表示。讨论0的冰块有没有内能?分析:我们知道,物质是由分子构成的,固态的冰块是由分子按一定的稳定结构有规律地排列形成的晶体结构,由扩散现象可知,一切物质的分子不停地做着无规则的运动,运动着的分子具有分子动能,0的冰块也不例外。由于水分子的晶体排列形成稳定结构,分子之间有相互作用力,因而水分子之间还具有势能。而内能是物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和,所以0的冰块也具有内能。
9、内能是物体的内能,而不是单个分子的内能,一切物体无论温度高低都具有内能。以下说法正确的是(A)A.物体分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能 B.当物体被举高时,其分子势能随之增加C.当物体运动速度增大时,其分子动能随之增加 D.0以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能学习指导二内能与温度之间的关系1.内能和物体质量的关系:物体的质量越大,物体内部分子的个数就越多,所以物体内能也就越大。例如:温度相同的一大桶水比一小杯水内能大。2.内能和温度的关系:物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关,温度越高,物体内分子运动速度越大,分子动能就越大,物体内能也就越大。例如:同一物体温度越高,内能越 大
10、。3.内能和物体状态的关系:物体的状态不同时,分子间的距离不同,分子间的作用力大小不同 ,从而会改变分子的势能大小,所以内能也不同。例如:冰在熔化过程中,温度虽然不变(即分子的动能不变),内能却在增加。机械能与内能的区别:机械能与整个物体的运动情况有关,如物体质量、高度、速度,是宏观物体做机械运动所具有的能量;而内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,如:物体温度、质量、状态等,与物体微观结构有关。有关内能大小的说法正确的是(C)A.0的冰的内能比0水的内能小B.0的冰内能为0J C.0的冰全部熔化成0的水,内能增大D.高温物体一定比低温物体内能大学习指导三改变内能的两种方式1.
11、温度不同的两个物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度 降低,这个过程叫做热传递。2.发生热传递时,高温物体的内能减少,低温物体的内能增加。3.热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。1.将一根铁丝放到火炉上烤,铁丝吸收热量,温度升高,内能增大;将烧红的铁丝放到凉水中,铁丝温度降低, 内能减少。分析得出:热传递能够改变物体的内能。同样一根铁丝,用手来回弯折几次,感觉弯折后的温度会升高,内能增大。 分析得出:做功能够改变物体的内能。2.观察课本第9页两个演示实验,回答问题:如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去
12、,观察到的现象是棉花会燃烧起来,这是因为对气体做功,气体内能增加,温度升高,达到棉花中乙醚的着火点。如图乙所示,瓶内装有少量的水,水的上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时:观察到瓶口附近有白雾 出现,这是因为瓶内空气推动活塞做功时内能转化为动 能,温度降低 ,水蒸气液化成小水滴。分析得出:物体对外界做功 能够改变物体的内能。小结:1.改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,且在改变物体的内能上是等效的。2.在热传递过程中,高温物体 放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加 。3.对物体做功,物体内能增加,温度升高,机械能转化为内能;物体对外做
13、功,此物体内能减少,温度降低,内能转化为机械能。内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和,是一个状态量,常说“具有内能”;热量是在热传递过程中,传递内能的多少,是一个过程量,常说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“物体具有或含有热量”。1.下列说法错误的是(C) A.做功可以使物体的内能发生改变 B.热传递可以使物体的内能发生改变 C.用做功的方式来改变一个物体的内能,就不能同时用热传递的方式来改变它的内能 D.改变物体的内能可以同时用做功的方式和热传递的方式2.下列属于通过做功途径改变物体内能的是(B) A.在火炉上烧水,水温升高 B.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热 C.感冒发烧,
14、用冷毛巾敷额头D.炎热的夏天,柏油路面温度升高3.在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些,请你用不同的物理知识,写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由。方法一:开取暖器取暖;理由:通过热传递的方式增加身体内能。方法二:让身体运动起来;理由:做功增加身体内能。4.学过改变物体内能的方法后,你能不能够用物理术语解释“摩擦生热”和“钻木取火”?解:都是通过对物体做功增加物体内能。当堂训练教学至此,敬请使用学案当堂训练部分。第2课时温度、内能和热量出示目标掌握温度、内能和热量的概念、区别及应用。学习指导温度、内能和热量的区别阅读课本第78页“内能”内容,将温度、 内能和热量的概念用线标记出来。 学习内
15、能的知识后,大多数学生对这三个物理量(温度、 内能和热量)的概念及相互关系不能正确理解,为帮助学生理解和应用,把三者的区别和联系总结如下:1.温度表示物体的冷热程度,从分子运动理论的观点来看,温度是分子热运动激烈程度的标志,对同一物体而言,温度只能说“是多少”或“达到多少”,不能说“有”“没有”或“含有”等。 2.内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。 内能只能说“有”,不能说“无”。只有当物体内能改变,并与做功或热传递相联系时,才有数量上的意义。 3.热量是在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少,其实质是内能的变化量。热量跟热传递紧密相连,离开了热传递就无热量可言。对热量
16、只能说“吸收多少”或“放出多少”,不能在热量名词前加“有”或“没有”“含有”。 1.内能和温度的关系 物体内能的变化,不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化。 如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变。温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢。 因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大;反之,温度降低,物体内能减小。因此,物体温度的变化一定会引起内能的变化。 2.内能与热量的关系 物体的内能改变了,物体不一定吸收或放出了热
17、量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递。即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功)。 而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少。因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化。 热量的实质是内能的转移过程。例如两个物体之间发生热传递,高温物体放出了50J的热量,表示它的内能减少了50J;同样低温物体吸收了50J的热量,则内能增加了50J,实际上就是50J的内能从高温物体传给了低温物体。 物体吸收热量,分子运动剧烈,内能增加,但内能的增加不仅可以通过吸热来实现,还可以通过对物体做功来实现。在
18、不清楚内能变化的过程时,我们不能肯定究竟是通过哪种方式实现的。 另外要注意的是热量是一个过程量,而内能是状态量,因此我们不能说物体含有热量。 3.热量与温度的关系 物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固),这时物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变。 物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了。 关于温度和热量的关系,可以从两个方面来理解:一方面,物体吸收或放出热量,但温度不一定改变。例如晶体熔化和液体沸腾,物体吸热,但不升温;液体凝固成
19、晶体和气体液化,物体放热,但不降温。另一方面,物体温度发生变化,不一定是由于吸热或放热。因为做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。1.下列说法中正确的是(D)A.温度为0的物体没有内能B.温度高的物体内能一定多C.物体的内能增加,它的温度一定升高D.一个物体温度升高,内能一定增加2.下列说法中正确的是(A)A.物体吸收热量,内能一定增加B.物体的温度升高,一定吸收了热量C.物体的内能增加,一定吸收了热量D.温度很低的物体没有内能3.下列说法中正确的是(C)A.物体温度升高,它一定吸收了热量B.物体吸收了热量,温度一定升高C.物体吸收了热量,它的内能就会增加D.物体温度不变,它的内能一定不变4
20、.关于物体的温度、热量、内能的说法中,正确的是(B)A.物体的内能增大时,其温度就会升高B.物体的温度升高时,其内能就增大C.物体的温度升高时,物体的热量就增加D.物体的内能越大,物体的热量就越多5.关于热量、温度、内能的关系,下列说法中正确的是(D) A.物体吸收了热量,它的温度一定升高,内能一定增加B.物体温度升高,它的内能一定增加,一定是吸收了热量C.物体内能增加了,它一定吸收了热量,温度一定升高D.物体吸收了热量,它的内能一定增加,温度可能升高 当堂训练教学至此,敬请使用学案当堂训练部分。 第3节比热容第1课时比热容出示目标1.知道不同物质的吸热能力不同。2.知道比热容是物质的一种属性
21、,理解比热容的概念。3.了解生活中利用水的比热容大的实例。学习指导一比热容及应用1.甲为100g水,乙为200g水,温度都升高10,用相同的加热装置, 乙加热时间长。结论:同种物质,升高相同的温度,质量大的吸收的热量多。(填“多”或“少”)2.甲和乙均为200g水,甲温度升高10,乙温度升高20,用相同的加热装置, 乙加热时间长。结论:相同质量的同种物质,升高的温度越高,吸收的热量越多。3.同为100g的水和沙子,温度都升高10,用相同的加热装置,加热的时间不同 。(填“相同”或“不同”)结论:相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。(填“相同”或“不同”)注意:以上问题中,我们通
22、过比较温度计变化的示数来衡量物体吸收热量的多少。这种研究问题的方法叫转换法。综合以上可以知道,物体吸收热量的多少跟质量 、种类和升高的温度有关。4.比热容是物质的一种属性 ,其符号为c,单位是 J/(kg),读作焦每千克摄氏度,水的比热容是 4.2103 J/(kg),它表示的意思是1千克的水温度升高1时所吸收的热量是4.2103 J。比热容的概念还可以表述为:单位质量的某种物质,温度降低1所放出的热量叫做这种物质的比热容。1.探究:比较水和沙子的吸热能力猜想: 水(填“沙子”或“水”)的吸热能力较强。需要的器材:酒精灯、温度计等。实验前需考虑的问题:(1)怎样得到质量相等的水和沙子?是不是还
23、需要其他的器材?(2)设计实验思路。思路一:用相同质量的水和沙子,让它们吸收相同的热量,比较它们温度升高的多少。温度升高越小,说明物质的吸热能力越强。思路二:用相同质量的水和沙子,让它们升高相同的温度,比较它们加热时间的长短。加热时间越长,说明物质的吸热能力越强。(3)若采用思路一实验,怎样保证水和沙子吸收相同的热量? 用同样的酒精灯加热相同的时间。(4)测量温度时应注意些什么?选择一根量程适当的温度计进行测量。将温度计的液泡全部浸没在待测物中,液泡不能碰到器壁和底部。等液柱稳定后进行读数,读数时要平视,不能将温度计拿出来读数。实验表格:表1质量相同、加热时间相同时 水沙子升高的温度/表2质量
24、相同、升高相同的温度时水沙子加热时间/min结论:不同物质,在质量相等,温度升高的度数相同时,吸收的热量是不同的,也就是说不同物质的吸热能力是不同的。 (填“相同”或“不同”)2.了解几种物质的比热容:【单位:J/(kg)】水4.2103铝0.88103酒精2.4103 干泥土0.84103煤油2.1103 铁、钢0.46103冰2.1103铜0.39103蓖麻油1.8103水银0.14103沙石0.92103铅0.13103(1)从表中我们了解到,水的比热容最大,说明它的吸热能力最强。(2)水的比热容是沙石的4.5倍,因此,白天在同样阳光照射下,水的温度变化比沙石慢。3.想想议议:我国北方楼
25、房中都装有“暖气”,用水作介质,把热量带到房中取暖,用水作介质有什么好处?生活和生产中,还有没有用水来加热或散热的情况?试举例。答:利用了水的比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。比热容是物质的一种属性,与物质的种类有关,与物质的质量变化的温度等因素无关。1.关于物质的比热容,下列说法中正确的是(D)A.一个物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半B.吸收热量多的物质,比热容一定大C.质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大D.比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质
26、2.在我国北方农村,农民常在菜窖里储存几桶水,这是因为(B) A.水的比热容比较大,气温升高时放出的热量较多,使储存的蔬菜不容易冻坏 B.水的比热容比较大,气温降低时放出的热量较多,使储存的蔬菜不容易冻坏 C.水的比热容比较大,气温降低时吸收的热量较少,使储存的蔬菜不容易冻坏 D.水的比热容比较大,气温升高时放出的热量较少,使储存的蔬菜不容易冻坏3.质量相等的甲、乙两种液体,温度相同、用两盏完全相同的酒精灯分别加热,记录的温度与时间变化的曲线如图,可知c甲 ”、“c铁c铜 。(1)如果升高相同的温度后,吸收热量最多的是铝块。(2)如果吸收相同的热量后,末温最高的是铜块。2.质量为500g的铁锅中放有3kg水,把它们从15加热到85,吸收了多少热量?c铁=0.46103J/(kg),c水=4.2103J/(kg) 解:Q吸=cmt=4.2103J/(kg)3kg70=8.82105J。3.质量为500g的某种物质,温度从20升高到30,吸收了2.1104J的热量,则这种物质的比热容是多少?它可能是什么物质?解:Q=cmt可知,c=,则c=4.2103J/(kg),它可能是水。 当堂训练教学至此,敬请使用学
