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文檔簡介

1、第一章 機械能 . 1 1.1. . 動能和勢能 . 1 1 2 2 動能和勢能的轉(zhuǎn)化 . 5 5 3.3. . 水能和風(fēng)能的利用 . 8 8 第二章 分子動理論 內(nèi)能 . 10 1.1. 分子動理論 . 1010 2.2. 內(nèi)能 . 1414 3.3. 做功和內(nèi)能的改變 . 1616 4 4 .熱傳遞和內(nèi)能的改變 熱量 . 1919 5.5. 比熱容 . 2121 6.6. 熱量的計算 . 2424 7.7. 能量守恒定律 . 2727 第三章內(nèi) 能 的 利 用 熱 機 . 30 1.1. 燃料及其熱值 . 3030 2.2. 內(nèi)能的利用 . 3333 3.3. 內(nèi)燃機 . 3636 5.5

2、. 6 6.熱機的效率、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護 . 4141 第四章電路 . 44 1 1 .摩擦起電兩種電荷 . 4444 2.2. 摩擦起電的原因 原子結(jié)構(gòu) . 4848 3.3. 電流的形成 . 5252 4 4 .導(dǎo)體和絕緣體 . 5555 5.5. 電路和電路圖 . 5858 6.6. 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 . 6161 7.7. 實驗:組成串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 . 6464 第五章電流 . 66 1 1 .電流 . 6666 2 2.電流表 . 6969 第六章電壓 . 75 1 1 .電壓 . 7575 2.2. 電壓表 . 7979 3.3. 實驗:用電壓表測電壓 . 8282 第七

3、章電阻 . 86 1.1. 導(dǎo)體對電流的阻礙作用一一電阻 . 8686 2.2. 變阻器 . 9191 3.3. 半導(dǎo)體 . 9696 4.4. 超導(dǎo) . 9999 第八章 歐姆定律 . 102 1 1 電流跟電壓、電阻的關(guān)系 . 102102 2.2. 歐姆定律 . 105105 3 3 實驗:用電壓表和電流表測電阻 . 110110 4.4. 電阻的串聯(lián) . 113113 5.5. 電阻的并聯(lián) . 118118 第九章 電功和電功率 . 123 1 1 電功 . 123123 2 2 電功率 . 127127 3.3. 實驗:測定小燈泡的功率 . 130130 4.4. 關(guān)于電功率的計算

4、. 133133 5 5 .焦耳定律 . 136136 6 6 電熱的作用 . 137137第一章機械能 1 1 動能和勢能 (一) 教學(xué)目的 1 1了解能量的初步概念。 2 2 知道什么是動能及影響動能大小的因素。 3 3知道什么是勢能及影響勢能大小的因素。 4.4. 知道什么是機械能及機械能的單位。 (二) 教具 斜槽,鋼球,木塊,橡皮筋,壓縮彈簧等。 (三) 教學(xué)過程 1.1. 復(fù)習(xí) 鑒于能量和功的概念有密切的聯(lián)系,所以通過“怎樣才算做了功”的 提問,引導(dǎo)學(xué)生進一步理解力的作用成效、功的兩要素。 當(dāng)一個力作用在物體上,物體在這個力的作用下,沿力的方向上通過 了一段距離,這個力的作用有了成

5、效,就說這個力做了功。 出示一木塊,并將其置于水平桌面上。說明木塊受重力的作用,但木 塊沒有在重力方向上運動,所以重力對木塊沒有做功。繼而用手推動木塊, 使木塊運動一段距離。在此過程中,重力仍然沒有做功,手的推力做了功。 進而強調(diào)力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素, 且功的大小就等于 兩者的乘積。 2.2. 引入新課 出示斜槽,并演示鋼球從斜槽上滾下,在水平桌面上撞擊木塊,使木 塊移動了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中,做沒做功? 利用學(xué)生分析的結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”引入能量的概念:一個物 體能夠做功,我們就說它具有能量??梢娢锢韺W(xué)中,能量和功有著密切的 聯(lián)系,能量反映了物體做功的本領(lǐng)。

6、不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個物體能夠做的功越多,表示這個 物體的能量越大。 3.3. 進行新課 物體具有能量的形式是多種多樣的,以后我們將逐步認(rèn)識各種形式的 能量。剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功, 但若將鋼球停靠在木塊一側(cè) (邊講邊演示) ,這時的鋼球并不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能 推動木塊做功。 (1 1)動能:物體由于運動而能夠做功,它們具有的能量叫做動能。 引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例,說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做 功,而具有動能。概括出“一切運動的物體都具有動能?!?列舉事例說明:運動的物體具有的動能多少不盡相同。如狂風(fēng)能吹倒 大樹,而微風(fēng)只能使樹枝搖動。進而通過演示實

7、驗,概括出決定物體動能 大小的因素。 演示課本圖 1 1- -1 1 實驗,實驗可分三步: 將同一個鋼球,從斜面不同高度滾下,讓學(xué)生觀察鋼球?qū)⒛緣K推動 的距離。木塊被推動的距離不同,說明鋼球?qū)δ緣K做的功不同。木塊被推 動得越遠(yuǎn),表明鋼球的動能越大。實驗說明:從不同高度滾下的鋼球,具 有不同的動能。 上面的實驗表明鋼球從較高處滾下時具有的動能大。 那么鋼球從不 同的高度滾下時有什么不同呢?我們可通過觀察實驗來得到結(jié)論。 將質(zhì)量 相同的兩個鋼球,同時從斜槽的最高點和接近斜槽底部的位置釋放。 從最 高點滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實驗表明從高 處滾下的鋼球速度大。從而得到結(jié)論:物

8、體的動能與速度有關(guān),速度越大, 物體的動能越大。 換用不同質(zhì)量的鋼球,從同一高度讓其滾下,讓學(xué)生觀察鋼球推動 木塊的距離。從而得出結(jié)論:運動物體的質(zhì)量越大,動能就越大。 演示實驗之后,總結(jié)實驗結(jié)果:運動物體的速度越大,質(zhì)量越大,動 能就越大。 (2)(2) 勢能:物體由于運動的原因而具有動能,物體還可能由于其他的 原因而具有能量。例如,同學(xué)們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的游戲,拉長的 橡皮筋能給紙彈一個力,并推動紙彈移動一段距離,從而對紙彈做了功。 同樣拉彎的弓,壓縮的彈簧也能夠做功,它們都具有能量,這種能量叫做 彈性勢能,它是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量。 解釋彈性形變:物體受到外力作用而發(fā)生

9、的形狀變化,叫做形變。如 果外力撤消, 物體能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。 列舉事例說明 物體的彈性形變。如:拉長的彈簧,壓扁的皮球,彎曲的鋼鋸條,上緊的 鐘表發(fā)條等。 利用課本圖 1 1- -4 4 的實驗,闡明物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢 能就越大。為節(jié)省課堂時間,課前將兩個性質(zhì)相同彈簧,按照課本圖 1 1- -4 4 壓縮到不同的長度。先后將拉緊彈簧的繩燒斷,兩次砝碼被彈起的高度不 同。彈簧壓得越緊,放松時它做的功越多,表示它的彈性勢能越大。 被舉高的重物,也能夠做功。例如:舉高的鉛球,落地時能將地面砸 個坑;舉高的夯落下時能把木樁打入地里。 舉高的物體具有的能量叫重力 勢能

10、。 列舉事例說明:物體的質(zhì)量越大,舉得越高,它具有的重力勢能越大。 如:舉起同樣高度的鉛球和乒乓球,鉛球落下時做的功多,具有的重力勢 能大。鉛球舉得越高,具有的重力勢能就越大。 引導(dǎo)學(xué)生討論樹上結(jié)的蘋果是否具有重力勢能?通過討論使學(xué)生理 解“一個物體能夠做功”的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的“本 領(lǐng)”,但不一定做了功。樹上結(jié)的蘋果雖然沒有做功,但只要它從樹上掉 下來就能做功,所以我們說它具有重力勢能。 (3)(3) 機械能:讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有 重力勢能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能?通過分析得 知滾動的鋼球既有動能,又有勢能。 動能和勢能統(tǒng)稱為

11、機械能。一個物體既有動能,又有勢能,那么動能 和勢能的和就是它的總機械能。 (4)(4) 能量的單位:從前面的討論,我們可以認(rèn)識到能量是跟做功有密 切聯(lián)系的概念,能量反映了物體具有做功的本領(lǐng),能量的大小可以用能夠 做功的多少來衡量。因此,動能、勢能和機械能的單位跟功的單位相同, 也是焦耳。 4 4 小結(jié) 通過以下問題的討論,進一步幫助學(xué)生理解能量、動能、勢能、機械 能等概念及機械能的單位。 (1)(1) 高山上有一塊大石頭,穩(wěn)穩(wěn)地待在那里,它有沒有能量?有什么 能量? (2)(2) 列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的事例。 (3)(3) 在空中飛行的球,它具有的重力勢能是 5 5 焦,

12、具有的動能是 4 4 焦, 這只球具有的總機械能是多少? 在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢能不相等,若使它們的重力 勢能相等,可采取哪些方法? (5)(5) 從斜槽上端滾下的小球,它有沒有重力勢能?在它下滾的過程中 重力勢能的大小有沒有變化?為什么?在滾下的過程中有沒有動能?它 的動能有沒有變化?為什么? (四) 說明 1 1 能是物理學(xué)的重要概念之一,但它比較抽象。對于初中學(xué)生來說, 認(rèn)識它比較困難。應(yīng)緊扣教材,從理解“一個物體能夠做功”的含義來認(rèn) 識能量。這實際上是說“能是物體做功的本領(lǐng)”。盡管這種說法不甚嚴(yán)謹(jǐn), 但比較通俗、易懂。 2.2. 關(guān)于動能,應(yīng)講明運動的物體能夠?qū)ζ渌矬w施力,

13、并推動物體 做功,所以它具有能量。因為容易講清彈性形變的物體對別的物體施力并 做功,便于學(xué)生理解,所以將彈性勢能提到重力勢能之前講。 3.3. 勢能應(yīng)是物體系統(tǒng)(有保守力作用的)所共有。舉高的重錘能夠 做功,應(yīng)當(dāng)是重錘和地球組成的系統(tǒng)具有勢能。而重力勢能表現(xiàn)它做功本 領(lǐng)時,通常有一個重力勢能先轉(zhuǎn)化為動能的過程。但在本節(jié)課中都不宜引 入這些內(nèi)容。只能讓學(xué)生粗略地知道,舉起的物體能夠做功。 4.4. 勢能的大小是相對的。對初中學(xué)生來說也不能引入勢能的相對性。 只能統(tǒng)一地用地面做為零勢能面來分析問題。 5 5小結(jié)中的問題,暗含著勢能和動能的轉(zhuǎn)化,目的為下一節(jié)課作 準(zhǔn)備。2 2 動能和勢能的轉(zhuǎn)化 (一

14、) 教學(xué)目的 1 1 知道動能和重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化,并能舉例說明。 2.2. 能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物 理現(xiàn)象。 (二) 教具 滾擺、單擺,斜槽,彈簧片,木球,人造地球衛(wèi)星的掛圖等。 (三) 教學(xué)過程 1 1復(fù)習(xí) 手持粉筆頭高高舉起。 以此事例提問:被舉高的粉筆具不具有能 量?為什么? 2 2引入新課 學(xué)生回答提問后,再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出, 當(dāng)粉筆頭下落路過某一點時,粉筆頭具有什么能量?(此時既有重力 勢能,又有動能)繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置,粉筆頭的重 力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加) 3 3進行新課

15、在粉筆頭下落的過程,重力勢能和動能都有變化,自然界中動能 和勢能變化的事例很多,下面我們共同觀察滾擺的運動,并思考動能 和勢能的變化。 實驗 1 1:滾擺實驗。 出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實驗的做法。事先應(yīng)在擺輪 的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志,告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志,可以判斷 擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時,擺 輪在最高點靜止,此時擺輪只有重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其 高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉(zhuǎn)著下降;而且越轉(zhuǎn)越快,其動能 越來越大。擺輪到最低點時,轉(zhuǎn)動最快,動能最大;其高度最低,重 力勢能最小。在擺輪下降的過程中,其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能

16、。 仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐 漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。 實驗 2 2:單擺實驗。 此實驗擺繩宜長些,擺球宜重些。最好能掛在天花板上,使單擺 在黑板前,平行于黑板振動, 以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、 右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時, 擺球高度的變化比較直 觀, 而判斷擺球速度大小的變化比較困難,可以從擺球在最高點前后 運動方向不同,分析擺球運動到最高點時的速度為零,作為這一難點 的突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運動,在物理學(xué)中叫做振動。 綜述實驗 1 1、2 2,說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。 實驗 3 3:彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。 演示課本圖

17、1 1 7 7 動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗。實驗可分兩步做。 首先手持著木球?qū)椈善茝潱?而后突然釋放木球, 木球在彈簧片的 作用下在水平槽內(nèi)運動。讓學(xué)生分析在此過程中,彈性勢能轉(zhuǎn)化為動 能。第二步實驗,讓木球從斜槽上端滾下,讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧 片的過程。然后,依據(jù)課本圖 1 1 7 7,甲一乙圖和乙一丙圖分析動能轉(zhuǎn) 化為彈性勢能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程。得出:動能和彈性勢能 也是可以相互轉(zhuǎn)化的。 自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。 其中有一些比較直觀, 例如:物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學(xué)生列舉,說 明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。有些事例比較復(fù)雜,例如:踢出去的足球 在空中

18、沿一條曲線(拋物線)運動過程中,動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn) 化的呢?(板畫足球軌跡,依圖分析)首先我們來分析足球離地面的 高度的變化,這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯,在上升過 程中足球的重力勢能增加;在下降過程中重力勢能減少。接著再分析 足球的速度。足球在最高點時不再上升,說明它向上不能再運動。所 以,足球在上升過程中,速度逐漸變小;在下降過程中速度又逐漸變 大。通過以上分析,可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能; 在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。 人造地球衛(wèi)星在運行過程中,也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。 人造地球衛(wèi)星大家并不陌生,然而圍繞人造衛(wèi)星,同學(xué)們還有許多的 謎沒有揭開。例如:

19、人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉(zhuǎn)而不落下來?在人 造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事?等等,這些問題還有待于同學(xué)們進一步學(xué) 習(xí),今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中,動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。 人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置離地球有時近、有時 遠(yuǎn)。(出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖)現(xiàn)以我國發(fā)射的第一 顆人造衛(wèi)星為例,它離地球最近時(此處叫近地點)離地面 439439 公里, 離地球最遠(yuǎn)時(此處叫遠(yuǎn)地點)離地面高度是 23842384 公里,它繞地球一 周的時間是 114114 分鐘。它在近地點時,速度最大,動能最大;此時離地 面最近,重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運行時動能減小,重 力勢能增大,動能向重

20、力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點時,動能最小,重力 勢能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運行時,重力勢能向動能轉(zhuǎn)化。在 衛(wèi)星運行過程中,不斷地有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。 4 4 小結(jié) 通過“想想議議”問題的討論,進一步認(rèn)識動能和勢能的相互轉(zhuǎn) (1)(1) 在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中,必定有動能和勢能各自的變 化,而且是此增彼減。 (2)(2) 動能的增減變化,要以速度增減來判斷。 (3)(3) 重力勢能的增減變化,要以物體離地面高度的增減變化來判 斷。 (4)(4) 判斷彈性勢能的增減,要根據(jù)彈性形變大小的變化。 說明 1.1. 滾擺實驗?zāi)苤庇^地表現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)化。 它的優(yōu)點在于能量 轉(zhuǎn)化的過程比較緩慢,擺

21、輪高度變化明顯、直觀,擺輪轉(zhuǎn)動快慢變化 也能直接觀察。實驗中應(yīng)充分發(fā)揮上述優(yōu)點,為此要注意以下幾點。 (1)(1) 擺輪的軸應(yīng)相對細(xì)些,以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時, 應(yīng)穿過軸的橫孔,不宜用纏繞的方法固定,以防打滑。 (2)(2) 要在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志, 便于觀察擺輪速度 的變化。 (3)(3) 擺輪應(yīng)當(dāng)邊緣厚重,以增大轉(zhuǎn)動慣量。 2.2. 關(guān)于人造衛(wèi)星的知識,學(xué)生是非常感興趣的,鑒于學(xué)生的知識 基礎(chǔ),難以使學(xué)生揭開謎底,往往由此而損傷學(xué)生的求知欲。本節(jié)課 如有可能, 也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運行。 講法上可用想 象推理的方法。 參看圖 1 1,水平地拋出一個物體,

22、由于地球的吸引,它會落回地面, 但是拋出的物體速度越快,它飛行的距離越遠(yuǎn)。人拋物體,拋出的距 離不過幾十米,但汽槍子彈能飛行幾百米,步槍子彈能飛行幾千米, 而炮彈能飛行幾十公里。我們可以設(shè)想,物體的速度足夠大時,它就 能永遠(yuǎn)不落回地面,圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這個速度大約是 8 8 公里/ /秒。如果 速度再大些,物體繞地球運行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星 就是根據(jù)這個道理發(fā)射的。3 3水能和風(fēng)能的利用 (一) 教學(xué)目的 知道水能和風(fēng)能的利用及其對我國社會主義建設(shè)的意義。 (二) 教具 水電站剖面掛圖。 (三) 教學(xué)過程 1 1 復(fù)習(xí) 利用鋼球從斜槽上滾下的事例,分析能量的轉(zhuǎn)化。(1 1)說明鋼球

23、從 斜槽上滾下的過程中能的轉(zhuǎn)化。(2 2)鋼球從斜槽高處滾下比從斜槽低處 滾下時的速度大,試用能量轉(zhuǎn)化的觀點說明原因。 2 2 引入新課 從能量的角度來看,流動的水和空氣都能做功,具有機械能。自 然界的流水和勁風(fēng)是具有大量機械能的天然資源,人們很早以前就開 始利用這一資源為人類服務(wù)。 3 3 進行新課 (1 1)水能的利用。 人類利用水能的歷史很久,我國是世界上利用水能最早的國家 之一。早在19001900 多年前,就制造了木制的水輪,讓流水沖擊水輪轉(zhuǎn)動, 用來汲水、磨粉、碾谷,我國明代的科學(xué)家宋應(yīng)星,在他的著作天 工開物中,曾詳細(xì)地記載了古代人民對水能的利用。 (參閱課本圖 1 1 9 9

24、水磨) 到 1818 世紀(jì),社會生產(chǎn)需要越來越強大的動力機,隨著科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展,人們造出了大功率的水輪機,來帶動紡織機,冶金鼓風(fēng)機等。 但這些機器都必須安置在河流旁。 近代對水能的利用,也越來越廣泛。1919 世紀(jì)人類掌握了水力發(fā) 電技術(shù),禾I I用水力帶動水輪發(fā)電機發(fā)電,再把電送到遠(yuǎn)處的工廠,擴 大了水能的使用范圍。 近代對水能利用的技術(shù)也越來越高?,F(xiàn)代的大型水輪機不但功 率大,目前單機容量可達 5050 多萬千瓦,而且效率高達 90%90%以上。這樣的 一臺水輪發(fā)電機能供給一座大城市的全部用電。當(dāng)然,要推動這樣的 水輪發(fā)電機,需要水流具有很大的能量。通常要在河流上修筑河壩, 來提高水位。

25、水位提高,水的機械能增加。 海水的潮汐也具有巨大的能量,目前利用潮汐發(fā)電的研究已經(jīng)取 得成功,這也是水能利用的一個方面。 我國水能利用取得了很大成績。我國水利資源占世界首位。水 能蘊藏大約有 6.86.8 億千瓦,可開發(fā)利用的有 3.83.8 億千瓦。可以葛洲壩水 電站等大型水電站為例,說明我國水電事業(yè)的發(fā)展。 (2)(2)風(fēng)能的利用。風(fēng)能夠驅(qū)動帆船航行,早在 20002000 多年前,我國就 出現(xiàn)了帆船。明代航海家鄭和率龐大的船隊遠(yuǎn)航非洲,所用的也是帆 船。在陸地上,通常是利用風(fēng)來推動風(fēng)車做功,我國在 17001700 年前就發(fā) 明了風(fēng)車。 現(xiàn)在對風(fēng)能的利用,主要是風(fēng)力發(fā)電。單個風(fēng)力發(fā)電機的

26、功率也 不太大,在風(fēng)力資源豐富的地區(qū);可安裝幾十臺到幾百臺的風(fēng)力發(fā)電 機組來供電。 說明 本節(jié)教材進一步說明了機械能的轉(zhuǎn)化。攔河壩提高水位,增大水 的重力勢能的功能和水位越高,水流下時轉(zhuǎn)化成的動能也越大的道理, 應(yīng)重點講述。第二章分子動理論內(nèi)能 1 1 分子動理論 (一) 教學(xué)目的 知道分子動理論的初步知識。 (二) 教具 廣口瓶,量筒,分子引力演示器,二氧化氮氣體,硫酸銅溶液, 燒杯,細(xì)長玻璃管等。 (三) 教學(xué)過程 1 1 全章導(dǎo)言 自然界存在著各種熱現(xiàn)象:物體溫度的變化,物質(zhì)狀態(tài)的變化, 物體熱脹冷縮的現(xiàn)象等。這些熱現(xiàn)象的解釋,都涉及到熱現(xiàn)象的本質(zhì) 是什么?這也是人類長期探索的問題,直到

27、 1717 世紀(jì)和 1818 世紀(jì)期間,人 們才開始認(rèn)識到熱現(xiàn)象是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒的運動引起的,這種認(rèn) 識逐漸發(fā)展成為一種科學(xué)理論棗分子動理論。到 1919 世紀(jì)建立了能量的 概念,人們又逐漸認(rèn)識到與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量棗內(nèi)能。用分子動理 論和內(nèi)能的觀點,可以解釋很多熱現(xiàn)象,這一章我們就學(xué)習(xí)分子動理 論和內(nèi)能的初步知識。 2 2 引入新課 我們生活在物質(zhì)世界中,我們的周圍充滿著物質(zhì):水、空氣、石 頭、金屬、動物、植物等都是物質(zhì)。而對于物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的,這一 古老課題,很早就有過種種猜測,有的主張萬物之源是“氣”,有的 主張萬物之源是“火”。公元前 5 5 世紀(jì)墨子提出的物質(zhì)的最小單位是 “端”

28、,公元前 4 4 世紀(jì)古希臘的德漠克利特認(rèn)為宇宙萬物, 是由大小和 質(zhì)量不同的,不可入的,運動不息的原子組成。此后經(jīng)過近 20002000 年的 探索,直到 1717 世紀(jì)末,才科學(xué)地認(rèn)識到物質(zhì)是由分子組成的。 3 3 進行新課 (1 1)分子和分子運動 物質(zhì)是由分子組成的,分子是極小的微粒。如果把分子看做球 形,它的直徑約 1010-10米,這是一個極小的長度,不僅肉眼看不到,即 使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小, 所以物體含分子數(shù) 目大得驚人。 通常情況下,1 1 厘米3空氣里大約有 2.7 2.7 X 101019個分子,如 果人數(shù)數(shù)的速度能達到每秒數(shù) 100100 億個,要數(shù)

29、完這個數(shù),也得用 8080 多年。 構(gòu)成物質(zhì)的分子永不停息地運動著。由于分子太小,目前尚無 法直接觀察分子的行為,但我們可以從宏觀的實驗現(xiàn)象,來判斷分子 的行為。 演示實驗:擴散現(xiàn)象 出示事先裝有二氧化氮(或溴氣)氣體的廣口瓶。說明瓶內(nèi)紅棕 色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶,其實瓶內(nèi)裝滿了空氣。 將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒,這時看到紅棕色氣體流入空瓶, 開始先沉到瓶底。此現(xiàn)象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。 另取一只“空”瓶,按課本圖 2 2 梍 1 1 所示,將其倒扣在裝有二氧化 氮氣體的瓶子上。這時要強調(diào):裝有密度較大的二氧化氮氣體的瓶子 在下,裝有空氣的瓶子在上,抽掉玻璃隔

30、板,二氧化氮氣體不會流進 空氣瓶內(nèi)?,F(xiàn)在我抽掉隔板,沒有出現(xiàn)二氧化氮氣體流動的現(xiàn)象,我 們停一會兒再來觀察瓶內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象。 在等候期間,組織學(xué)生自己做墨水?dāng)U散實驗:同學(xué)們課桌上的燒 杯里盛有清水,大家不要振動桌子,保持清水平靜。請大家向清水里 慢慢的滴入一滴墨水,觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉,在 清水中留下了清晰的墨跡,過一段時間墨跡的輪廓變模糊,墨跡變淡, 周圍的水色變墨。 組織學(xué)生觀察前面已做的氣體擴散實驗。此時空氣瓶出現(xiàn)了紅棕 色,下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實驗現(xiàn)象表明,二氧化氮 氣體進入了空氣,空氣進入了二氧化氮氣體中。像這樣,不同的物體 在互相接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)

31、象,叫做擴散。 擴散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。請大家再觀察一下剛才大家滴 入清水的墨水,已經(jīng)沒有明顯的墨跡了,整杯水都變黑些了,說明墨 水和水也發(fā)生了擴散。為了說明液體的擴散現(xiàn)象,我們再來做個實驗。 (按照課本圖 2 2- -3 3 液體的擴散實驗演示)現(xiàn)在我們看到無色的清水和藍(lán) 色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面, 要觀察到擴散現(xiàn)象需要較長的時 間。 為了節(jié)省課堂時間,幾天前我就做了同樣的實驗,請大家看幾天 前的實驗。(出示提前二天、四天、六天做的實驗樣本)這些實驗告 訴我們,靜放的時間越長,界面變得越模糊不清,彼此進入對方越深。 固體之間也會發(fā)生擴散現(xiàn)象。將鉛片和金片緊壓在一起,放置 5 5

32、年后再將它們分開,可以看到它們相滲入約 1 1 毫米。其實在日常生活中, 我們也觀察到過固體的擴散。煤矸石有的原來就是石炭巖,由于長期 地跟煤擠壓在一起,它的內(nèi)部也變黑了。 大量事實說明氣體、液體、固體都有擴散現(xiàn)象,即使在日常生活 中大家也能找到許多事例。例如,某同學(xué)擦點清涼油,周圍同學(xué)就能 聞到清涼油味。 擴散現(xiàn)象表明:一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。只 有分子不停地運動才能相互進入對方。同時也說明分子不是緊密地擠 在一起,而是彼此間存有間隙。 (2 2)分子間的作用力 固體、液體的分子都在不停地做無規(guī)則運動, 且分子間又有間隙, 為什么分子不會飛散開, 反而聚合在一起呢?引導(dǎo)學(xué)生猜

33、想, 這可能 是分子間存在著吸引力,這個猜想是否正確呢?需要我們用實驗來證 實。 演示實驗:分子引力實驗 出示演示分子引力的兩個鉛圓柱。隨意將它們對在一起,這時兩 鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力。實驗似乎得到分子間沒有引力的結(jié)果,但 是我們不要輕易地放棄我們的猜想,應(yīng)再進一步分析原因。大家都知 道磁鐵能夠吸引鐵釘,(邊講邊演示)但把鐵釘遠(yuǎn)離磁鐵,這時磁鐵 不能吸起鐵釘(演示),這是為什么?(距離太遠(yuǎn))。剛才兩鉛塊沒 有表現(xiàn)出吸引力,是不是也是因為分子間的距離不夠近呢?那么我們 想法讓兩鉛塊靠的更近些。(再做實驗時,用小刀將兩鉛塊表面刮光 亮,然后用力將兩鉛塊擠壓在一起) 實驗結(jié)果兩鉛塊能吸引在一起,并

34、能負(fù)重達 500500 克以上。這表明分 子之間的吸引力,這種吸引力只有在分子靠得很近時,才能表現(xiàn)出來。 一般分子距離要小于1010-9米時才能表現(xiàn)出引力。 在實際生產(chǎn)中,人們早就利用分子間有吸引力,來進行金屬焊接 了。一般焊接是靠溶化金屬,從而使分子間的距離足夠近,金屬冷卻 后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術(shù),它是將金屬表面清潔后靠 在一起,然后靠爆炸產(chǎn)生的巨大壓力,將兩金屬壓接在一起。 液體分子之間也存在吸引力。課本圖 2 2 梍 1818 的小實驗就說明液體分 子間的吸引力。 實驗證實了我們關(guān)于分子引力的猜想。我們再進一步思考,又會 發(fā)現(xiàn)新的矛盾:分子之間有間隙,分子之間又有引力,這兩

35、者是矛盾 的,分子想互吸引最終應(yīng)該相互靠緊,而不應(yīng)該有間隙。既然分子間 有間隙,物體應(yīng)該很容易壓縮,但事實卻是固體、液體極難壓縮。我 們只有根據(jù)事實,深化我們的認(rèn)識,事實表明我們對分子的認(rèn)識還不 夠全面,還有沒認(rèn)識到的方面。 原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力,又有斥力,會不 會兩種力總是相互抵消呢?當(dāng)然不會, 只有在特定的距離 r r 時,分子間 的引力不等于斥力,這個距離 r r 就是通常的分子間隙的距離,大約是 1010-10米。當(dāng)分子距離小于 r r 時,斥力和引力都增大,但斥力增大得快, 分子間表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離增大時,斥力和引力都減小,但斥 力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引

36、力。當(dāng)分子距離再增大,分子引力繼 續(xù)減小, 當(dāng)分子距離大于 10r10r 時, 分子間的作用力將變得十分微弱, 可 以忽略了。 有了對分子間存在斥力的認(rèn)識,前面所說的矛盾也就迎刃而解了。 3 3 小結(jié) 通過實驗和思考,我們已經(jīng)對分子和分子的運動有了初步認(rèn)識, 現(xiàn)在我們共同回顧一下,看看我們已經(jīng)有了哪些認(rèn)識。 1 1 物質(zhì)是由分子組成的,分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒,直徑大約是 1010-10 米。 2 2 分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動著。 3 3 分子之間有間隙。 4 4分子之間存在作用力,相互作用力有兩種,即引力和斥力。 以上幾點,就是分子動理論的基本要點,利用這些要點,能夠解 釋很多熱現(xiàn)象。 (四)說

37、明 1 1 .對學(xué)生進行辯證唯物主義教育,應(yīng)滲透到課堂教學(xué)中,教師講 課的思維方法本身,就是很好的示范。本節(jié)課,從宏觀現(xiàn)象推論分子 的特征,應(yīng)堅持實踐棗認(rèn)識棗實踐的認(rèn)識論,并在教學(xué)中體現(xiàn)出來。 2.2. 液體的擴散比較緩慢,應(yīng)提前幾天做出實驗的樣本,并標(biāo)明實 驗樣本的時間。樣本應(yīng)靜放在實驗室里,不應(yīng)搬動。授課時,讓學(xué)生 通過幾個樣本的觀察,了解液體擴散的過程。 3 3分子之間有間隙,除用擴散現(xiàn)象說明外,也可用實驗證實。取 一端封閉的細(xì)長玻璃管,(可用做托里拆利實驗的玻璃管)先向管內(nèi) 注入約半管染紅的水,然后再注滿無水乙醇。用手指堵住開口端,反 復(fù)翻轉(zhuǎn)玻璃管,使酒精和水充分混合。最后將玻璃管直立

38、,能明顯地 看到液體混合后,液面下降,說明液體分子之間有間隙。這可用向一 滿碗米飯中,倒入半碗水也不至于溢出,是由于米飯中的米粒之間有 空隙作類比。2 2內(nèi)能 (一) 教學(xué)目的 1 1 知道分子無規(guī)運動的快慢與溫度有關(guān)。 2.2. 知道什么是內(nèi)能,物體的內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的 能。 3.3. 知道物體溫度改變時,內(nèi)能隨之改變。 (二) 教具 燒杯,墨汁等。 (三) 教學(xué)過程 1.1. 復(fù)習(xí) 復(fù)習(xí)機械能的知識。通過事例說明物體怎樣才能具有動能、重力 勢能、彈性勢能。要特別強調(diào)由于地球和地面上的物體相互吸引,才 使地面上的物體具有重力勢能。 2.2. 引入新課 分子動理論告訴我們,分子永

39、不停息地?zé)o規(guī)則運動著。那么公司 也同一切運動物體具有動能一樣,也具有動能。分子動理論還告訴我 們:分子之間有相互作用力。這又使分子具有勢能。 3.3. 進行新課 (1 1) 物體的內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢 能的總和,叫做物體的內(nèi)能。物體內(nèi)部的每一個分子都在運動,都受 分子作用力,但每單個分子的動能和勢能,不是物體的內(nèi)能。內(nèi)能是 指物體所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和。內(nèi)能也不同于機械 能。物體的動能跟物體的速度有關(guān),物體的重力勢能跟物體被舉起的 咼度有關(guān)。一個鋼球是否運動,是否被舉咼,這只能影響鋼球的機械 能,并不是能改變鋼球內(nèi)分子無規(guī)則運動的動能和勢能。那么物體的

40、 內(nèi)能跟什么有關(guān)呢? (2 2) 內(nèi)能的變化:物體內(nèi)能既然是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的 動能和勢能的總和,那么當(dāng)分子運動加劇時,物體的內(nèi)能也就增大。 上節(jié)課我們曾進過:物體的溫度升高,其內(nèi)部分子的無規(guī)則運動加劇 科學(xué)的論斷,必須要有證據(jù),在物理學(xué)中,通常是用實驗來證實論斷 的。今天我們同樣用實驗來證實上面的論斷。 實驗演示:取三只燒杯,分別倒入冷水、溫水和熱水,然后分別 向三只杯內(nèi)緩慢地滴入幾滴墨汁,觀察比較三只杯內(nèi)墨擴散的快慢。 實驗結(jié)果表明:溫度越高,擴散過程越快。擴散得快,說明分子 無規(guī)則運動的速度大,即分子無規(guī)則運動激烈。 因此:物體的內(nèi)能跟溫度有關(guān)。溫度升高時,物體的內(nèi)能增加。 溫

41、度降低時,物體的內(nèi)能減小。正是由于內(nèi)能跟溫度有關(guān),人們常常 把物體的內(nèi)能叫做熱能,把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運 動。 (3)(3) 切物體都有內(nèi)能。這是因為物體內(nèi)的分子永不停息地?zé)o規(guī)則 運動著。熾熱的鐵水,溫度很高,分子運動激烈,它具有內(nèi)能。冰冷 的冰塊,溫度雖低,其內(nèi)部分子仍在做無規(guī)則運動,它也具有內(nèi)能。 (4)(4) 內(nèi)能和機械能 通過機械能和內(nèi)能的對比,進一步幫助學(xué)生理解內(nèi)能概念。分析 在水平光滑桌上滑動的木塊具有什么能。 首先木塊有勢能,也有動能棗統(tǒng)稱為機械能。機械能與整個物體 的機械運動情況有關(guān)。 木塊內(nèi)部的分子做無規(guī)則運動,且分子間有作用力,木塊有內(nèi)能。 內(nèi)能與物體內(nèi)部分

42、子的勢運動和分子間的相互作用有關(guān)。 4 4 小結(jié) (1)(1) 內(nèi)能不是單個分子具有的,而是所有分子做無規(guī)則運動的動能 和分子勢能的總和。 內(nèi)能所指的動能是所有分子做無規(guī)則熱運動的動能的總和。 這 種無規(guī)則的熱運動,是分子在物體內(nèi)部自身不停的“分子運動”,而 不是隨著物體整體一起所做的運動。物體作為整體運動所具有的動能 是機械能不是內(nèi)能。 (3)(3) 內(nèi)能所指的分子勢能是分子間相互作用使分子具有的勢能。 作 為物體整體跟地球的相互作用而具有的重力勢能是機械能, 不是內(nèi)能。 所以內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能量。 ( (四) )說明 物體的內(nèi)能較之物體的機械能更為抽象, 不能用“物體能夠做

43、功, 我們就說它具有能量”的內(nèi)能,比較容易為學(xué)生接受,但也容易造成 與機械能的混淆,講課中要強調(diào)內(nèi)能是“所有分子動能和勢能的總和” “大量分子無規(guī)則運動的動能”“分子間的勢能”,突出內(nèi)能是跟熱 運動有關(guān)的能量。3.3. 做功和內(nèi)能的改變 ( (一一) ) 教學(xué)目的 使學(xué)生知道做功可以改變物體內(nèi)能的一些事例;知道可以用功來 量度內(nèi)能的改變,能用做功和內(nèi)能改變的關(guān)系來解釋摩擦生熱等常見 的物理現(xiàn)象。 ( (二二) ) 教具 壓縮空氣引火器,機械能轉(zhuǎn)化熱能演示器,無色玻璃瓶,橡膠瓶 塞,打氣筒等。 ( (三三) ) 教學(xué)過程 1.1. 復(fù)習(xí) 提問(1)(1)什么叫做物體的內(nèi)能? (2)(2)物體的內(nèi)

44、能跟什么有關(guān)? 2.2. 引入新課 物體的內(nèi)能跟物體的溫度有關(guān),溫度越高,物體的內(nèi)能越大。也 就是說當(dāng)物體的溫度發(fā)生了變化時,它的內(nèi)能就發(fā)生了變化。如何改 變物體的溫度,同學(xué)們能夠從生活實際中舉出許多的事例。今天我們 選研究一種改變內(nèi)能的方法棗做功。 3.3. 進行新課 (1)(1) 對物體做功,物體的內(nèi)能會增大。 演示實驗:壓縮空氣引火實驗。出示壓縮空氣引火器,簡單介紹 它的構(gòu)造。取綠豆粒大小的一塊干燥硝化棉,用鑷子把棉花拉得疏松 一些,放入玻璃筒底。將活塞涂上少許蓖麻油(起潤滑和密封作用), 放入玻璃筒的上口。此時要提醒學(xué)生注意觀察筒內(nèi)的棉花。迅速地壓 下活塞,可看到硝化棉燃燒發(fā)出的火光。

45、 實驗后,組織學(xué)生議論“實驗現(xiàn)象說明了什么”,從而得出壓縮 空氣做功,使空氣內(nèi)能增大,溫度升高引起棉花燃燒。實際這種現(xiàn)象 在日常生活中,同學(xué)們也遇到過。例如,在給自行車輪胎打氣時,打 氣筒也會變熱,這也是由于壓縮空氣的緣故。用其他的方法對物體做 功,也能使物體內(nèi)能增加,摩擦生熱就是一個例子。讓學(xué)生解釋課本 圖 2 2- -9 9,圖 2 2- -1111 的事例,并列舉其他事例。 歸納學(xué)生所舉事例,得出對物體做功,物體的內(nèi)能就會增大。 同學(xué)們所舉的事例都是做功使物體的內(nèi)能增加,做功能不能使物 體的內(nèi)能減小呢? (2)(2) 物體對外做功時,本身的內(nèi)能會減小。 演示實驗:氣體膨脹溫度降低的實驗。

46、 按照課本圖 2 2- -1212 所示,事前組裝好儀器。課前在瓶內(nèi)裝入少量的 水。實驗時告訴學(xué)生,由于水的蒸發(fā),瓶內(nèi)存在水蒸氣。由于水蒸氣 是無色透明的,所以水蒸氣是看不到的。提醒學(xué)生注意觀察瓶塞跳起 時容器中有什么現(xiàn)象。 實驗結(jié)果,當(dāng)塞子跳起時,瓶內(nèi)出現(xiàn)了霧。引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn) 象。進而得出物體對外做功時,本身的內(nèi)能會減小。 (3 3)用功來量度內(nèi)能的改變。做功可以改變物體的內(nèi)能,對物體做 的功越多,物體的內(nèi)能增加得越多,物體對外做的功越多,物體的內(nèi) 能減小得也越多,所以,我們可以用功來量度內(nèi)能的變化。這樣內(nèi)能 的單位跟功相同,也是焦耳。如果對物體做了 2 2 焦的功,物體的內(nèi)能會 增加

47、2 2 焦。 其實各種形式的能,都可以用功來量度,因此國際單位制規(guī)定: 各種形式的能的單位都是焦耳。 小結(jié) 通過課本本章刊頭畫的實驗演示和本節(jié)的“想想議議”,小結(jié)本 節(jié)的內(nèi)容。該實驗是機械能和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的演示實驗。把薄壁金屬 筒固定在桌子 上之瓶注心扌帰的 11立刻上予刪Ti負(fù) 詛罰專世九僉民置F 端繞二圈,然后迅速地來回拉布帶,一會兒塞子就被沖起。引導(dǎo) 學(xué)生解釋所看到的現(xiàn)象。外力克服摩擦力做功,使金屬筒溫度升高、 內(nèi)能增加,并引起筒內(nèi)乙醚的蒸發(fā)。最后由于乙醚蒸汽壓強不斷增大, 而將塞子沖起。告訴學(xué)生,在此過程中,克服摩擦做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 此實驗中的另一個現(xiàn)象,往往被學(xué)生忽視。即當(dāng)塞子被沖

48、起時, 在管口附近也有淡淡的霧出現(xiàn)。應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意這一現(xiàn)象,并加以解 釋。這是由于氣體膨脹對外做功時內(nèi)能減少、溫度降低,從而使筒口 周圍的水蒸氣凝成水珠。此現(xiàn)象恰好說明了:物體對外做功時,本身 內(nèi)能會減小。此過程中氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 通過實驗和議論,使學(xué)生進一步明確,做功能改變物體的內(nèi)能。 并且對物體做功時,有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體內(nèi)能增加。物體對外 做功時,有內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,物體內(nèi)能減少。 (四)說明 1 1 壓縮空氣引火實驗難度較高,有幾個關(guān)鍵要注意: (1 1)密封性 要好,主要是活塞與管壁的密封。當(dāng)把活塞從管內(nèi)拉出時,感到阻力 比較大,且當(dāng)活塞離開管口的瞬間能聽到“嘭”的響聲。

49、這種情況可 認(rèn)為密封較好。實驗時應(yīng)在活塞上涂少許蓖麻油,起密封和潤滑作用。 (2 2)管內(nèi)保持足夠的氧氣。實驗時可用尖嘴吹風(fēng)球,向管內(nèi)注入新鮮空 氣。(3 3)所用燃料燃點要低,普通棉花難于壓燃。實驗中要用硝化棉。 硝化棉可以自制。取濃硝酸和濃硫酸,約 1515 分鐘左右,取出棉花用清 水反復(fù)沖洗,直至沒有酸性。擠干后放在陰暗處晾干,保存時應(yīng)放在 密封瓶內(nèi),保持干燥。 2.2. 氣體膨脹做功的實驗,打氣時速度不宜太快。通常打氣筒的止 回閥不太靈活,打氣速度就不能慢,建議在瓶塞上裝一個自行車輪胎 上的氣門嘴。打氣時氣門嘴的乳膠管膨脹,能使學(xué)生觀察到進氣的現(xiàn) 象。 3.3. 做功改變物體內(nèi)能的過程

50、,也都有能量的轉(zhuǎn)化。課本只在“想 想議議”的問題中提出能量的轉(zhuǎn)化。 能從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識內(nèi)能的 改變, 雖非本節(jié)課的重點,但能使學(xué)生有個初步的認(rèn)識,有利于后面 學(xué)習(xí)能量守恒定律。所以在“想想議議”的討論中,增加了能量轉(zhuǎn)化 的內(nèi)容。4.4. 熱傳遞和內(nèi)能的改變 熱量 (一) 教學(xué)目的 1.1. 知道熱傳遞是改變物體內(nèi)能的方法,它跟做功的方法是等效的。 2.2. 知道熱量的初步概念及熱量的單位棗焦耳。 3.3. 明確熱傳遞時,內(nèi)能由高溫物體傳向低溫物體。 (二) 教學(xué)過程 1.1. 復(fù)習(xí) 復(fù)習(xí)內(nèi)能的概念,復(fù)習(xí)中強調(diào)物體的內(nèi)能是能夠改變的。通常物 體溫度的升降,反映了內(nèi)能的改變。上節(jié)課我們知道了通

51、過做功能改 變物體的內(nèi)能,請同學(xué)列舉事例,說明做功改變了物體的內(nèi)能。 2.2. 引入新課 利用學(xué)生所舉的事實(如摩擦鐵釘?shù)龋├^續(xù)讓學(xué)生回答:使鐵釘 升高溫度(增加內(nèi)能)還有什么方法?由此導(dǎo)入新課。 3.3. 進行新課 (1 1) 熱傳遞:列舉事例說明熱傳遞的現(xiàn)象。并引導(dǎo)學(xué)生概括這些熱 傳遞現(xiàn)象的共性。熱傳遞過程中存在著高溫物體和低溫物體(或同 一物體存在著高溫部分和低溫部分);由于熱傳遞,高溫物體溫度 降低,低溫物體溫度升高。 溫度的變化反映了物體內(nèi)能的改變,所以上述熱傳遞現(xiàn)象的實質(zhì) 是:內(nèi)能從高溫的物體傳到了低溫的物體。 (2 2) 熱量:熱傳遞過程中,傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。由于熱傳遞 過

52、程中,內(nèi)能總是從高溫物體傳向低溫物體,所以高溫物體的內(nèi)能減 少,叫做放出了熱量;低溫物體的內(nèi)能增加,叫做吸收了熱量。在熱 傳遞過程中,總是存在著放熱物體和吸熱物體,物體放出或吸收的熱 量越多,它的內(nèi)能的改變越大。 (3 3) 熱量的單位:首先講述做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效 的。我們知道兩種改變物體內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。而且改變內(nèi) 能的方法也只有這兩種, 這兩種方法又是等效的。 當(dāng)物體內(nèi)能改變時, 如果我們沒看見內(nèi)能改變的過程,我們是無法根據(jù)結(jié)果來判斷內(nèi)能改 變的原因的。(利用引入新課時,學(xué)生所舉事例具體加以說明) 通過做功改變物體內(nèi)能時,可以用功來量度內(nèi)能的改變;用熱傳 遞改變物體

53、內(nèi)能時,可用物體放出熱量和吸收熱量的多少來量度。熱 量和功都可以用來量度物體內(nèi)能的改變,所用的單位也應(yīng)該相同,都 是焦耳。 (4 4) 簡介熱量單位卡:說明過去曾用卡作熱量單位,1 1 卡等于 1 1 克水 溫度升高C 時吸收的熱量。它跟焦耳的關(guān)系是:1 1 卡=4.2=4.2 焦耳?!翱ā?已被國際單位制所廢除,但目前某些方面還在沿用著。 4 4 小結(jié) (1 1)通過師生共同議論,總結(jié)熱傳遞現(xiàn)象。 熱傳遞現(xiàn)象:熱傳遞過程中,高溫物體溫度降低,低溫物體溫 度升高,直到溫度相同時,熱傳遞停止。 熱傳遞的條件:物體間存在溫度差異,或物體不同部分間存在 溫度差。 熱傳遞的實質(zhì):內(nèi)能從高溫物體傳到低溫

54、物體。是改變物體內(nèi) 能的方法之一。 熱傳遞的方向:內(nèi)能總是從高溫物體傳向低溫物體。不存在內(nèi) 能由低溫物體傳向高溫物體的現(xiàn)象。 熱量 通過糾正關(guān)于熱量的錯誤說明,幫助學(xué)生進一步理解熱量的概念。 問題:當(dāng)物體的溫度升高時:A.A.物體具有熱量增加。B.B.物體的 內(nèi)能增加。C.C.物體具有的功多。D.D.物體必定是吸收了熱量。 其中正確的只有 BoBo 熱量和功,都是在物體內(nèi)能改變的過程中,來 量度物體內(nèi)能的改變。所以“物體具有熱量(或功)”的說法是錯誤 的。D D 也是錯誤的,因為使物體溫度升高還有對物體做功的方法。 (三)說明 1.1. 關(guān)于熱傳遞,學(xué)生在小學(xué)自然課中已有初步了解, 所以本節(jié)課

55、 沒有涉及熱熱傳遞的方式棗對流、傳導(dǎo)、輻射。授課中視學(xué)生的實際 情況,也可做簡要復(fù)習(xí)和介紹。 2.2. 關(guān)于熱平衡教材中沒有明確提出, 教學(xué)中也可不涉及。但應(yīng)給 學(xué)生強調(diào)熱傳遞的條件及內(nèi)能傳遞的方向,為學(xué)生逐步建立熱平衡的 概念和學(xué)習(xí)熱量的計算奠定基礎(chǔ)。 3.3. 教材從量度內(nèi)能的改變來引入熱量的概念,比較科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn), 體現(xiàn)了熱量與過程有關(guān),而并非狀態(tài)量,但由于日常生活中,“熱” 的含義廣泛,有時應(yīng)用不夠準(zhǔn)確,仍然會使學(xué)生對熱量有一些模糊認(rèn) 識,所以教學(xué)中仍要注意糾正。5 5 比熱容 (一) 教學(xué)目標(biāo)(含知識傳授、能力培養(yǎng)、思想教育目 標(biāo)) 1 1 知道什么是物質(zhì)的比熱容,知道比熱的單位及其讀

56、法。 2 2 知道比熱是物質(zhì)的特性之一,會查物質(zhì)的比熱表。 3 3 會根據(jù)水的比熱較大這一特性來解釋一些有關(guān)的簡單現(xiàn)象。 4 4 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 (二) 教材分析(含重點、難點、關(guān)鍵點) 重點:比熱容的概念 難點:比熱容的概念 (三) 教法提示: 講授,引導(dǎo) (四) 教具 燒杯 2 2 個(500ml500ml),電加熱器 2 2 個,溫度計,水,煤油。 (五) 教學(xué)過程設(shè)計(含作業(yè)安排) 1 1 復(fù)習(xí) 提問:熱傳遞的實質(zhì)是什么?什么叫做熱量?為什么熱量的單位 跟功的單位相同? 2 2 引入新課 學(xué)生閱讀教材前面的“?”,在學(xué)生理解“水溫度升高時吸收的 熱量和水的質(zhì)量、溫度升高的度數(shù)

57、有關(guān),水的質(zhì)量越大,溫度升高的 度數(shù)越多,吸收的熱量越多”的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生討論所有的物質(zhì),在 質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時,吸收的熱量之間的關(guān)系。 3 3 進行新課 (1 1) 演示實驗:出示盛有等質(zhì)量的水和煤油的兩只燒杯, 但我們明 顯地看出兩者的體積不相同,這是為什么?(請學(xué)生回答)不同的物 質(zhì)其密度不同,密度是物質(zhì)的屬性。 介紹電加熱器(俗稱:“熱得快”),強調(diào)電加熱器每一秒鐘放 出的熱量是一定的,兩個電加熱器是相同的,在相同的時間里它們放 出的熱量也是相等的。 請兩名同學(xué)幫助觀察溫度計,并隨時報告溫度。 實驗結(jié)果:煤油溫度升得快。這表明質(zhì)量相等的水和煤油在溫度 升高的度數(shù)相同時,水

58、吸的熱量比煤油多。 (2 2) 比熱容:換用其他物質(zhì),重復(fù)上述實驗,得到的結(jié)果是類似的。 就是說,質(zhì)量相等的不同物質(zhì),在溫度升高的度數(shù)相同時,吸收的熱 量是不同的。這跟我們在測量物體質(zhì)量時,遇到的情況相似;相同體 積的不同物質(zhì),質(zhì)量一般不相同。當(dāng)時為表示物質(zhì)的這一特性,引入 了密度的概念棗某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。那么,現(xiàn)在我們應(yīng)該怎樣 表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢?(啟發(fā)學(xué)生討論,在此基礎(chǔ)上歸 納出比熱容的概念) 單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高 1 1C吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比 熱容,簡稱比熱。 比熱是通過比較單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫升 1 1 C 時吸收的熱量,來表 示各種物質(zhì)的不同性質(zhì)。 (3

59、 3)比熱的單位:在國際單位制中,比熱的單位是焦/ / (千克C), 讀作焦每千克攝氏度。 如果某物質(zhì)的比熱是 a a 焦/ / (千克C),它是說單位質(zhì)量為一千 克的該種物質(zhì),每升高 1 1C 時(或降低 1 1C時),吸收(或放出)的熱 量是 a a 焦。 比熱表 比熱是物質(zhì)的一種特性,各種物質(zhì)都有自己的比熱。物理學(xué)中, 常把由實驗測定的物質(zhì)的比熱,列成表格,便于查找。 課本中列出了幾種物質(zhì)的比熱,請同學(xué)們查出鋁的比熱及它的單 位。你能具體地說明鋁的比熱的物理意義嗎?(提問) 從表中還可以看出,各物質(zhì)中,水的比熱最大。這就意味著,在 同樣受熱或冷卻的情況下,水的溫度變化要小些。水的這個特征

60、對氣 候的影響很大。在受太陽照射條件相同時,白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū) 溫升慢,夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以一天之中,沿海地區(qū)溫度 變化小,內(nèi)陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中,夏季內(nèi)陸比沿海炎熱, 冬季內(nèi)陸比沿海寒冷。 水比熱大的特點,在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動機、 發(fā)電機等機器,在工作時要發(fā)熱,通常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬 季也常用熱水取暖。(分析課本圖 2 2- -1515,2 2- -1616,說明利用水取暖和汽 車發(fā)動機散熱器的原理) 4 4 小結(jié) 通過一些具體問題的討論,使學(xué)生進一步理解比熱的概念。 (1 1)在做課本圖 2 2- -1414 的實驗時,把水改換成蓖麻油,那么煤

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