1、內(nèi)能數(shù)學設計內(nèi)能教學設計江蘇南京29中致遠校區(qū)殷發(fā)金一、教學目標（一）知識與技能. 了解內(nèi)能的概念，知道任何一個物體都具有內(nèi)能。.知道熱量的概念及單位。.結(jié)合實例分析，知道熱傳遞是改變物體內(nèi)能的一種方式，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過 程。.知道做功可以使物體內(nèi)能增加或減少的一些事例。（二）過程與方法會根據(jù)分子動理論用類比的方法建立內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的 關(guān)系。（三）情感態(tài)度和價值觀了解用熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能的方法在生產(chǎn)、生活中的應用，會應用相 關(guān)知識解釋一些現(xiàn)象。二、教學重難點本節(jié)是由“內(nèi)能”、”物體內(nèi)能的改變”兩部分內(nèi)容組成的。內(nèi)能是構(gòu)成物 體的所有分子，其熱運動的運動與分子勢能的總和。分

2、子的概念就比較抽象，學 生是通過宏觀現(xiàn)象來推測微觀機理建立的，而內(nèi)能的概念也非常抽象，內(nèi)能概念 的建立是本節(jié)的一個重點和難點；物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，兩個溫度不同的物體 會發(fā)生熱傳遞，在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移能量的多少就是熱量，它不是物體內(nèi)部所含 有的量，而是一個變化量，要區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系，所以對熱量概 念的建立也是本節(jié)重點之一；另外改變物體內(nèi)能的途徑也是本節(jié)的教學重點。重點：內(nèi)能、熱量概念的建立，知道改變物體內(nèi)能的兩種途徑。難點：用類比的方法建立內(nèi)能的概念。三、教學策略內(nèi)能的概念比較抽象，學生難于直接接受和理解。在教學中可以結(jié)合機械能 的知識，可用對比的方法，物體由于運動而具有動能，分

3、子也在不停地做無規(guī)則 運動，所以分子也具有動能；彈簧被壓縮或拉伸時具有彈性勢能，分子間也存在 相互作用的引力和斥力，所以分子間也存在分子勢能。內(nèi)能的大小與溫度有關(guān)， 可以通過物體溫度的變化來反映內(nèi)能的變化。內(nèi)能改變有兩種方法：做功和熱傳 遞，這兩種改變內(nèi)能的方法在生活中經(jīng)常使用到，只是沒有上升到理論層面，可 以給出生活中常見的內(nèi)能改變，對內(nèi)能改變方法進行分類，從而總結(jié)出內(nèi)能改變 的兩種方法。熱傳遞中轉(zhuǎn)移能量的多少就是熱量，它是一個過程量，反映內(nèi)能的 變化量，要用“吸收”或“放出”來表述，而不能用“具有”或“含有”來表 述，熱傳遞改變內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移。做功改變物體內(nèi)能涉及兩個方面，對物體做 功和

4、物體對外做功，通過實驗來證明做功可以改變物體的內(nèi)能，其中采用了轉(zhuǎn)化 的方法，如壓縮空氣使其內(nèi)能增大，轉(zhuǎn)化為棉花的燃燒等。做功改變物體的內(nèi)能 是能量的轉(zhuǎn)化。四、教學資源準備多媒體課件、空氣壓縮引火儀、燒瓶、打氣筒、自行車車胎、橡皮管、玻璃 管、水、暖水瓶。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設情景(5分演示：給一個回力玩具汽 車上緊發(fā)條，使其在水平學生觀察小車運動，得 出小車的動能是由彈簧創(chuàng)造課堂 情景，激鐘）桌面上運動。小汽車的動能是怎么來 的？的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來 的。發(fā)學生的 興趣和求 知欲。引入新課 （5分 鐘）演示：從一個裝滿開水的 暖水瓶中倒出一部分水， 用軟水塞塞緊，注意觀

5、察 瓶塞。推動瓶塞的能量來自哪 里？水蒸氣具有能量，這就是 我們要研究的內(nèi)能。學生觀察實驗，思考問 題。提出猜想，可能是來自 于熱水（或熱的水蒸 氣）。結(jié)合實 驗，提出 問題，引 入新課。新課內(nèi)容 （25分 鐘）內(nèi)能展示具有動能的物體的圖 片和視頻。物體由于運動而具有的能 量是動能。分子具有動能 嗎？展示具有勢能的物體的圖 片和視頻。彈簧由于發(fā)生彈性形變具 有彈力，還具有彈性勢 能。分子間有分子勢能 嗎？我們把動能和勢能統(tǒng)稱為 機械能，構(gòu)成物體的所有 分子，其熱運動的動能和 分子勢能之和叫做物體的 內(nèi)能。內(nèi)能和機械能是同種能量 嗎你能說出它們的異同點 嗎小結(jié)：內(nèi)能是與機械能不 同的一種能量。物

6、體可以 沒有機械能，但一定有內(nèi) 能。因為分子在不停地做 無規(guī)則運動，所以一切物 體都具有內(nèi)能。結(jié)合動能的特點，思考 問題。分子也具有動能，根據(jù) 分子動理論的初步知 識，分子在不停地做無 規(guī)則運動。結(jié)合勢能的特點，知識 遷移得出：分子具有分 子勢能，因為分子間也 存在相互作用的引力和 斥力。根據(jù)前面的定義，學生 討論。機械能是與物體整個機 械運動情況有關(guān)的能 量。而內(nèi)能是與物體內(nèi) 部分子的熱運動和分子 之間的相互作用情況有 關(guān)，內(nèi)能是不同于機械 能的另一種形式的能。 內(nèi)能和機械能的單位都 是焦耳（J）。 學生進行討論補充。利用對比 的方法得 出內(nèi)能的 概念，注 重物理方 法培養(yǎng)。 培養(yǎng)對比 的物

7、理方 法。內(nèi)能的大小猜想：內(nèi)能大小可能與哪 些因素有關(guān)？請說說你的 猜想依據(jù)。小結(jié)：1內(nèi)能的大小與物體的 溫度有關(guān)。同一物體溫度 升高，內(nèi)能增大；溫度降 低，內(nèi)能減小。.內(nèi)能還與物體的質(zhì) 量、狀態(tài)等有關(guān)。. 一切物體都具有內(nèi) 能。判斷下列物體內(nèi)能的變 化。.太陽下的一瓶水，溫 度升高。. 一杯水喝掉一半。.水結(jié)成冰。學生討論，進行猜想， 同學之間相互補充。.內(nèi)能可能與溫度有 關(guān)，因為溫度越高，分 子運動越劇烈，分子動 能越大，內(nèi)能越大。.內(nèi)能可能與質(zhì)量有 關(guān)，因為質(zhì)量越大，物 體所含分子數(shù)量越多。 學生根據(jù)影響內(nèi)能大小 的因素判斷內(nèi)能的變 化。物體內(nèi)能的改變一熱傳 遞如何判斷一個物體內(nèi)能大 小

8、的變化？把剛煮熟的雞蛋從開水中 拿出放入冷水中，判斷雞 蛋和水的內(nèi)能的變化。并 說出理由。雞蛋和水的內(nèi)能發(fā)生了改 變，它們之間發(fā)生了熱傳 遞，通過熱傳遞改變了雞 蛋和水的內(nèi)能。熱會從高溫物體傳遞給低 溫物體；高溫物體的溫度 會降低內(nèi)能減少，低溫物 體的溫度會升高，內(nèi)能增 加。在雞蛋和水的例子中，熱 傳遞的方向？ 熱量：物體的內(nèi)能與溫度有 關(guān)，物體溫度升高，內(nèi) 能增大；溫度降低，內(nèi) 能減小?？梢愿鶕?jù)溫度 的變化來判斷物體內(nèi)能 的變化。雞蛋的內(nèi)能減小，水的 內(nèi)能增大。因為雞蛋的 溫度降低，水的溫度升 高。熱傳遞從高溫的雞蛋向 水傳遞。學生討論，舉例。冬天利用熱水袋取暖、 發(fā)燒時用冷毛巾給頭部 降溫

9、、夏天把食物放入 冰箱冷藏等。學生討論，進行交流。 物體內(nèi)能增加，溫度不 一定升高。如晶體在熔培養(yǎng)學生 分析問題 的能力。提高學生 的物理素 養(yǎng)。培養(yǎng) 思考、自 學能力。利用生活 實例提高 學生的學 習興趣。 培養(yǎng)學生 合作學習 的能力。.定義：在熱傳遞中， 傳遞能量的多少。.單位：焦耳（J）。.物體吸收熱量時內(nèi)能 增加，放出熱量時內(nèi)能減 少。.內(nèi)能反映的是熱傳遞 過程中內(nèi)能的變化量，只 能用“吸收”或“放出” 描述，不能用“具有”、“含有”等詞描述。.熱傳遞中轉(zhuǎn)移的是熱 量，不是溫度。你能舉出一些利用熱傳遞 改變物體內(nèi)能的例子嗎？ 討論：結(jié)合問題，討論溫度、內(nèi) 能和熱量的不同點。一個物體的溫

10、度升高，它 的內(nèi)能增加。物體內(nèi)能增 加，溫度是否一定升高？ 舉例說明。小結(jié)：內(nèi)能是能量的一種 形式，也是某一時刻的狀 態(tài)量，一切物體都具有內(nèi) 能；熱量是一個過程量， 要用“吸收”或“放出” 來表述，而不能用“具 有”或“含有”來表述?；瘯r，溫度不變，內(nèi)能 是增加的；液態(tài)晶體在 凝固時，溫度不變，但 要放熱，內(nèi)能減少。培養(yǎng)學生 實驗動手 能力。利用分類 總結(jié)的方 法得出做 功可以改 變物體的 內(nèi)能。結(jié)合實物體內(nèi)能的改變一做功 除了熱傳遞外，還有什么 途徑可以改變物體的內(nèi) 能？投影做功改變物體內(nèi)能的 圖片和視頻，這些圖片說 明了什么？分組實驗：怎樣使一段鐵 絲的溫度升高、內(nèi)能增 大？學生觀察圖片和

11、視頻， 這些圖片說明了做功可 以改變物體的內(nèi)能。學生進行實驗，可能會 出現(xiàn)下列方法：.用打火機去燒鐵 絲，使鐵絲的溫度升 高。.把鐵絲放在熱水袋 上，用熱水袋焙鐵絲。器材：一段較粗的軟鐵 絲、一個打火機、一張砂 紙、熱水袋、小毛巾等 學生討論實驗方法，并嘗 試完成實驗。分析論證：你能給這些方 法進行分類嗎？你還能舉出一些利用做功 改變物體內(nèi)能的一些實例 嗎？得出結(jié)論：改變物體內(nèi)能 有兩種方式：熱傳遞和做 功。演示實驗.在一個配有活塞的厚 玻璃筒里放一小團硝化 棉，把活塞迅速壓下去， 觀察發(fā)生的現(xiàn)象。（1）實驗中硝化棉的作 用（2）實驗中誰對誰做 功？通過實驗可以知道，對物 體做功，物體的內(nèi)能會

12、增 加，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能。利用打氣筒給自行車車胎 打氣，請一同學用手感覺 氣筒外壁上下部分的溫 度，形成此現(xiàn)象的原因？ 由此可見，壓縮空氣做功 使空氣內(nèi)能增大是氣筒外 壁溫度升高的主要原因， 摩擦在這里是次要的。.在燒瓶內(nèi)盛少量水。 利用打氣筒給瓶內(nèi)打氣， 當瓶塞跳出時，觀察瓶內(nèi) 的變化。（1）描述觀察到的實驗 現(xiàn)象，此現(xiàn)象形成的原因 是什么?.把鐵絲反復彎折， 使鐵絲溫度升高。.用砂紙反復摩擦鐵 絲，使鐵絲溫度升高。方法1和2屬于一類， 采用了熱傳遞的方法使 鐵絲溫度升高、內(nèi)能增 加。另外兩種方法采用 做功的方法改變了鐵絲 的內(nèi)能。結(jié)合實際生活，學生舉 例，如摩擦生熱、鉆木 取火等。學生

13、觀察實驗，思考提 出的問題。實驗中利用硝化棉的燃 燒反映了筒內(nèi)空氣內(nèi)能 增加，溫度升高，采用 了轉(zhuǎn)化的方法。空氣內(nèi) 能增加是因為活塞壓縮 筒內(nèi)空氣做功，把活塞 的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的 內(nèi)能。打氣筒外壁下面溫度比 上面的溫度高，主要的 原因是壓縮空氣做功增 加了內(nèi)能。例，加強 物理與生 活的聯(lián)系 培養(yǎng)學生 的觀察能 力。培養(yǎng)利用 物理知識 解決實際 問題的能 力。培養(yǎng)學生 觀察實 驗、思考 實驗的能 力。結(jié)合實例 加強物理 與生活的 聯(lián)系，提 高學生的 學習興 趣。學生觀察實驗，在瓶塞 跳出時，可以看見瓶內(nèi) 出現(xiàn)水霧。它是由瓶內(nèi) 水蒸氣遇冷液化形成 的。利用打氣筒給瓶內(nèi) 打氣時，壓縮瓶內(nèi)空氣 做功

14、，空氣的內(nèi)能增 加，溫度升高，瓶內(nèi)的 水汽化形成大量無色的 水蒸氣；當瓶內(nèi)氣體沖 開瓶塞時，空氣推動瓶 塞做功，內(nèi)能減少，溫 度降低，使水蒸氣液化（2）瓶內(nèi)放水的作用是 什么？（3）實驗中誰對誰做 功？本實驗中通過水蒸氣液化 形成水霧來反映氣體對外 做功時內(nèi)能減少、溫度降 低的，也是利用了轉(zhuǎn)化的 物理方法。通過實驗可以知道，物體 對外做功，內(nèi)能會減少， 把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。你能再舉出一些物體對外 做功內(nèi)能減少的例子嗎？形成小水滴。學生結(jié)合實際生活，舉 例。如打開可樂瓶蓋時，會 在瓶口出現(xiàn)“霧”；把 車胎內(nèi)的氣放掉時，在 氣門芯處出現(xiàn)小水珠等（可以進行課堂實 驗）。討論：.利用熱傳遞和做功都 可以改變物體的內(nèi)能，你 能說說這兩種方法的異同 嗎？.物體吸熱，內(nèi)能一定 增加、溫度升高嗎對物體 做功，物體內(nèi)能一定增加 嗎結(jié)合本節(jié)所學內(nèi)能，學 生討論這兩個問題，也 可以作為課后的思考 題。培養(yǎng)學生 合作學習 的能力?？偨Y(jié)（5 分鐘）課堂小結(jié)：.通過這節(jié)課你學到了 什么？.什么是內(nèi)能？物體的 內(nèi)能大小與溫度的關(guān)系。.溫度、內(nèi)能與熱量這 三個物理量的關(guān)系。.改變物體內(nèi)能的方 法。學生梳理本節(jié)課知識內(nèi) 容。.本節(jié)主要內(nèi)容是內(nèi)