內能教學設計模板
內能教學設計
一、教學目標
(一)知識與技能
1.了解內能的概念，知道任何一個物體都具有內能。
2.知道熱量的概念及單位。
3.結合實例分析，知道熱傳遞是改變物體內能的一種方式，是內能的轉移過程。
4.知道做功可以使物體內能增加或減少的一些事例。
(二)過程與方法
會根據分子動理論用類比的方法建立內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系。
(三)情感態度和價值觀
了解用熱傳遞和做功改變物體內能的方法在生產、生活中的應用，會應用相關知識解釋一些現象。
二、教學重難點
本節是由“內能”、“物體內能的改變”兩部分內容組成的。內能是構成物體的所有分子，其熱運動的運動與分子勢能的總和。分子的概念就比較抽象，學生是通過宏觀現象來推測微觀機理建立的，而內能的概念也非常抽象，內能概念的建立是本節的一個重點和難點;物體的內能與溫度有關，兩個溫度不同的物體會發生熱傳遞，在熱傳遞過程中轉移能量的多少就是熱量，它不是物體內部所含有的量，而是一個變化量，要區分溫度、內能、熱量之間的關系，所以對熱量概念的建立也是本節重點之一;另外改變物體內能的途徑也是本節的教學重點。
重點：內能、熱量概念的建立，知道改變物體內能的兩種途徑。
難點：用類比的方法建立內能的概念。
三、教學策略
內能的概念比較抽象，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，分子也在不停地做無規則運動，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。內能的大小與溫度有關，可以通過物體溫度的變化來反映內能的變化。內能改變有兩種方法：做功和熱傳遞，這兩種改變內能的方法在生活中經常使用到，只是沒有上升到理論層面，可以給出生活中常見的內能改變，對內能改變方法進行分類，從而總結出內能改變的兩種方法。熱傳遞中轉移能量的多少就是熱量，它是一個過程量，反映內能的變化量，要用“吸收”或“放出”來表述，而不能用“具有”或“含有”來表述，熱傳遞改變內能是能量的轉移。做功改變物體內能涉及兩個方面，對物體做功和物體對外做功，通過實驗來證明做功可以改變物體的內能，其中采用了轉化的方法，如壓縮空氣使其內能增大，轉化為棉花的燃燒等。做功改變物體的內能是能量的轉化。
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
演示：給一個回力玩具汽車上緊發條，使其在水平桌面上運動。
小汽車的動能是怎么來的？
學生觀察小車運動，得出小車的動能是由彈簧的彈性勢能轉化而來的'。
創造課堂情景，激發學生的興趣和求知欲。
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）。
結合實驗，提出問題，引入新課。
新課內容（25分鐘）
內能
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稱為機械能，構成物體的所有分子，其熱運動的動能和分子勢能之和叫做物體的內能。
內能和機械能是同種能量嗎？你能說出它們的異同點嗎？
小結：內能是與機械能不同的一種能量。物體可以沒有機械能，但一定有內能。因為分子在不停地做無規則運動，所以一切物體都具有內能。
結合動能的特點，思考問題。
分子也具有動能，根據分子動理論的初步知識，分子在不停地做無規則運動。
結合勢能的特點，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的能量。而內能是與物體內部分子的熱運動和分子之間的相互作用情況有關，內能是不同于機械能的另一種形式的能。
內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能的概念，注重物理方法培養。
培養對比的物理方法。
內能的大小
猜想：內能大小可能與哪些因素有關？請說說你的猜想依據。
小結：
1．內能的大小與物體的溫度有關。同一物體溫度升高，內能增大；溫度降低，內能減小。
2．內能還與物體的質量、狀態等有關。
3．一切物體都具有內能。
判斷下列物體內能的變化。
1．太陽下的一瓶水，溫度升高。
2．一杯水喝掉一半。
3．水結成冰。
學生討論，進行猜想，同學之間相互補充。
1．內能可能與溫度有關，因為溫度越高，分子運動越劇烈，分子動能越大，內能越大。
2．內能可能與質量有關，因為質量越大，物體所含分子數量越多。
學生根據影響內能大小的因素判斷內能的變化。
培養學生分析問題的能力。
物體內能的改變──熱傳遞
如何判斷一個物體內能大小的變化？
把剛煮熟的雞蛋從開水中拿出放入冷水中，判斷雞蛋和水的內能的變化。并說出理由。
雞蛋和水的內能發生了改變，它們之間發生了熱傳遞，通過熱傳遞改變了雞蛋和水的內能。
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能減少，低溫物體的溫度會升高，內能增加。
在雞蛋和水的例子中，熱傳遞的方向？
熱量：
1．定義：在熱傳遞中，傳遞能量的多少。
2．單位：焦耳（J）。
3．物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減少。
4．內能反映的是熱傳遞過程中內能的變化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等詞描述。
5．熱傳遞中轉移的是熱量，不是溫度。
你能舉出一些利用熱傳遞改變物體內能的例子嗎？
討論：
結合問題，討論溫度、內能和熱量的不同點。
一個物體的溫度升高，它的內能增加。物體內能增加，溫度是否一定升高？舉例說明。
小結：內能是能量的一種形式，也是某一時刻的狀態量，一切物體都具有內能；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。
物體的內能與溫度有關，物體溫度升高，內能增大；溫度降低，內能減小。可以根據溫度的變化來判斷物體內能的變化。
雞蛋的內能減小，水的內能增大。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、發燒時用冷毛巾給頭部降溫、夏天把食物放入冰箱冷藏等。
學生討論，進行交流。
物體內能增加，溫度不一定升高。如晶體在熔化時，溫度不變，內能是增加的；液態晶體在凝固時，溫度不變，但要放熱，內能減少。
提高學生的物理素養。培養思考、自學能力。
利用生活實例提高學生的學習興趣。
培養學生合作學習的能力。
物體內能的改變──做功
除了熱傳遞外，還有什么途徑可以改變物體的內能？
投影做功改變物體內能的圖片和視頻，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、內能增大？
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能的一些實例嗎？
得出結論：改變物體內能有兩種方式：熱傳遞和做功。
演示實驗
1．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，觀察發生的現象。
（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，物體的內能會增加，把機械能轉化為內能。
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，形成此現象的原因？
由此可見，壓縮空氣做功使空氣內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。
2．在燒瓶內盛少量水。利用打氣筒給瓶內打氣，當瓶塞跳出時，觀察瓶內的變化。
（1）描述觀察到的實驗現象，此現象形成的原因是什么？
（2）瓶內放水的作用是什么？
（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能減少、溫度降低的，也是利用了轉化的物理方法。
通過實驗可以知道，物體對外做功，內能會減少，把內能轉化為機械能。
你能再舉出一些物體對外做功內能減少的例子嗎？
學生觀察圖片和視頻，這些圖片說明了做功可以改變物體的內能。
學生進行實驗，可能會出現下列方法：
1．用打火機去燒鐵絲，使鐵絲的溫度升高。
2．把鐵絲放在熱水袋上，用熱水袋焐鐵絲。
3．把鐵絲反復彎折，使鐵絲溫度升高。
4．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、內能增加。另外兩種方法采用做功的方法改變了鐵絲的內能。
結合實際生活，學生舉例，如摩擦生熱、鉆木取火等。
學生觀察實驗，思考提出的問題。
實驗中利用硝化棉的燃燒反映了筒內空氣內能增加，溫度升高，采用了轉化的方法。空氣內能增加是因為活塞壓縮筒內空氣做功，把活塞的機械能轉化為空氣的內能。
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能。
學生觀察實驗，在瓶塞跳出時，可以看見瓶內出現水霧。它是由瓶內水蒸氣遇冷液化形成的。利用打氣筒給瓶內打氣時，壓縮瓶內空氣做功，空氣的內能增加，溫度升高，瓶內的水汽化形成大量無色的水蒸氣；當瓶內氣體沖開瓶塞時，空氣推動瓶塞做功，內能減少，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴。
學生結合實際生活，舉例。
如打開可樂瓶蓋時，會在瓶口出現“霧”；把車胎內的氣放掉時，在氣門芯處出現小水珠等（可以進行課堂實驗）。
培養學生實驗動手能力。
利用分類總結的方法得出做功可以改變物體的內能。
結合實例，加強物理與生活的聯系
培養學生的觀察能力。
培養利用物理知識解決實際問題的能力。
培養學生觀察實驗、思考實驗的能力。
結合實例加強物理與生活的聯系，提高學生的學習興趣。
討論：
1．利用熱傳遞和做功都可以改變物體的內能，你能說說這兩種方法的異同嗎？
2．物體吸熱，內能一定增加、溫度升高嗎？對物體做功，物體內能一定增加嗎？
結合本節所學內能，學生討論這兩個問題，也可以作為課后的思考題。
培養學生合作學習的能力。
總結（5分鐘）
課堂小結：
1．通過這節課你學到了什么？
2．什么是內能？物體的內能大小與溫度的關系。
3．溫度、內能與熱量這三個物理量的關系。
4．改變物體內能的方法。
學生梳理本節課知識內容。
1．本節主要內容是內能和內能的兩種改變方法。
2．內能是構成物質的所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和。內能的大小與溫度、質量等因素有關，同一物體溫度升高，內能增加。
3．熱量是熱傳遞過程中轉移能量的多少，是能量的變化量。物體的溫度升高，內能增大。可以通過物體溫度變化反映物體內能的變化。
4．物體內能的改變可以利用熱傳遞和做功的方法，這兩種方法在改變物體的內能上是等效的。
培養學生總結歸納的能力。
作業布置
完成《動手動腦學物理》 第1、2題。
按要求完成。
知識鞏固。
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