1 第2节 内能 第2课时 改变内能的两种方式 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道热传递可以改变物体的内能. 2.知道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳. 3.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些生活事例. 二、过程与方法 1.通过观察、实验、探究找到改变物体内能的两种方法. 2.通过演示实验说明做功与物体内能的变化关系. 3.通过查找资料，了解地球的温室效应. 三、情感、态度与价值观 1.通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣. 2.通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功和内能变化的关系. 3.通过分析、对比,学会用类比的方法研究问题.培养学生良好的科学态度和实事求是 精神，帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向. 【教学重点】改变物体内能的方法. 【教学难点】热量的概念，做功和热传递的比较. 【教具准备】 教师：多媒体课件、压缩空气引火仪、塑料瓶（带塞子） 、打气筒、乙醚、脱脂棉等. 学生：铁丝、铁锤、砂纸、火柴、保温水瓶（盛有热水）等. 【教学课时】1课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选 部分难题讲解） ，加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 师 上一节课时我们认识了内能，知道了内能与温度的变化关系，知道了内能的影响因 素，下面请同学们观看两个实验，想想老师是通过什么方式改变物体的内能的. 实验1：把一根粗铁丝，在酒精灯上加热，铁丝温度升高，内能增加. 实验2：教师引导两名同学上讲台，演示两手互搓实验，发现手互搓后变热，温度升 高，内能增加.2 学生观看实验后，对改变内能的方法产生浓厚的兴趣，教师趁机引入课题. 【进行新课】 知识点1 热量和热传递 1.热传递 师 改变物体的温度可以改变物体的内能.那么改变物体内能的方法有哪些呢？请同学 们思考如何使一根粗铁丝的温度升高，内能增加.大家可以通过交流、讨论、动手做实验的 方式进行探究.然后看看谁想出的办法多. 学生根据生活经验，提出各种猜想，并思考、设计实验进行探究. 教师巡视，了解情况.学 生发表各自探究后的意见. 教师收集、整理并点评使铁丝的温度升高、内能增加的办法： 可以用锤子敲打铁丝； 用砂纸摩擦铁丝； 用开水烫； 点燃火柴加热； 弯曲铁丝；等等 教师引导学生对上述方法进行分类归纳，并说出分类依据. 生：外力做功；给它加热. 师同学们说得很正确，是通过“做功”的方式改变内能，而的“加热”其 实是使温度不同的物体互相接触，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.热传递过程中内能如何变化呢？ 生：发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加. 板书： 热传递可以改变物体的内能，发生热传递时，高温物体内能减少，温度降低；低温物 体内能增加，温度升高，当两个物体温度相同时，热传递停止. 2.热量的概念 师请同学们再想想，如何能使一杯开水的内能减少呢？ 生1：把开水杯放入冷水中浸泡一会儿. 生2：在开水杯中放入冰块. 生3：把开水杯放进冰箱中一会儿 师同学们说得很对，下面我们一起来认识热量. 板书： 在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量. 师 请同学们试着用热量来解释开水温度降低过程中内能的变化.3 生：开水温度降低，放出热量，内能减少；而冷水、冰块周围的气体、冰箱中的气体 吸收热量，温度升高，内能增加. 教师点评学生的回答，并进行总结：物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大. 例题1（多媒体展示）下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ） A.物体温度升高，一定吸收了热量 B.物体放出热量时，温度一定降低 C.物体温度升高，内能一定增加 D.物体内能增加时，温度一定升高 解析：改变物体内能的方式有做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的.物体 温度升高可能是对物体做了功，也可能是物体吸收了热量，所以A选项错误；当晶体在熔 化和凝固时，分别吸收和放出热量，而温度保持不变，所以B、D选项错误；物体的温度升 高，其内部分子的动能增加，所以内能一定增加，因此C选项正确. 课堂演练 完成本课时对应课堂练习. 知识点2 利用做功的方式改变物体的内能 师 再请大家思考一个问题，冬天，我们感觉手很冷时，为了让手变得温暖，你通常有 哪些做法？ 生：（踊跃回答）双手来回搓；往手上哈气，握着热水袋、暖炉；晒太阳；烤火；劳 动；跑步 教师点评学生的回答，并予以肯定. 师 对物体做功，物体的内能增加.在我们用气筒不断给自行车车胎打气的过程中，你 能感觉气筒壁的温度有什么变化？ 生：气筒壁温度升高了. 师好，下面我们来做一个实验.（教师演示压缩空气引火仪的实验，帮助学生进一步理 解做功可以改变物体的内能.） 实验分两步进行，为便于比较，第一步中厚玻璃筒内先不放易燃物，直接压缩筒内空 气. 师提问：筒内空气的温度、内能有无变化.实验说明了什么？ 学生可能会感到困惑：空气内能增加与否怎么能看得见？ 教师接着演示第二步：将易燃物棉花放入厚玻璃筒内，并压缩筒内空气.（要求学生仔 细观察，发现棉花燃烧起来） 师接着提问：（1）研究对象是什么？（2）为什么放入棉花？ 生：（1）研究对象是空气，而不是棉花.（2）放入棉花的目的是利用转换法显示空气 温度升高.4 教师总结：这个实验说明空气的温度升高了，内能增加了.对物体做功，会使物体的内 能增大. 师 对物体做功，会使物体的内能增大，那反之，如果物体对外做功，内能有何变化？ 好，请同学们看下面的实验.（师演示：教材P9页演示中的实验2.） 提示：用饮料瓶代替大口玻璃瓶进行实验（更安全，现象更明显）. 学生观察后，教师提问：观察到的现象有哪些？瓶盖跳起说明了什么？出现水雾是什 么现象？说明了什么？水雾起了什么作用？ 学生思考、交流、讨论.发表各自看法. 教师点评：压缩气体时，瓶内气体温度升高，内能增加，热空气将热量传递给水，使 水的温度升高.瓶内气体推动塞子做功时，内能减少，水蒸气放热液化形成“白气” （小水 滴）.这个实验说明了物体对外做功时，内能减少. 板书：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减少. 师 同学们，内能与我们的生活息息相关，我们时时刻刻、无处不在地与内能打交道， 我们在生产、生活中利用内能.内能利用得好时能给我们人类带来好处，利用得不好时也会 给我们带来危害.请大家阅读教材P9页科学世界“地球的温室效应”短文.并请大 家思考“地球的温室效应”是怎么回事？我们有什么想法？ 学生积极思考并发言. 例题2（多媒体展示）下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是（ ） A.冬天人们搓手取暖 B.小孩从滑梯上滑下时臀部感受到热 C.加剧的温室效应使得多年的积雪融化了 D.古代的人钻木取火 解析： 改变物体内能的方法有两种，即做功和热传递.加剧的温室效应使气候变暖，多年的积 雪由于吸热而融化，这是热传递使雪内能增加的结果，而其他三项都是摩擦做功使物体的 内能增加.故正确选项为C. 答案：C 例题3 （多媒体展示）如图所示的三幅图，它们共同反映了哪些物理知识？（至少写出两点）5 （1） ; （2） . 答案：（1）做功可以改变物体的内能 （2）内能和机械能可以相互转化 课堂演练 完成本课时对应课堂练习. 【课堂交流、小结与延展】 师 同学们，我们通过这两节课的学习，知道内能的概念，了解了内能的特点，知道改 变物体内能的方法.还明白了内能与我们人类生产、生活密切相关.你们还有哪些收获呢？ 请相互交流、讨论. 生1：通过学习，我明白了内能不同于机械能，是微观分子具有的能量的体现. 生2：通过学习，我们明白了任何物体，任何状态下都有内能. 生3：内能和机械能等其他的能量之间可以相互转化吗？ 生4：热传递过程中有内能的转移，那么，进行热传递需要满足什么条件呢？ 师 从上面实验中，把开水倒入冷水中，开水放出热量，冷水吸收热量，开水温度降低， 冷水温度升高，最后，两者温度相同时，不再进行热量传递.可知，热传递的条件是：存在 温度差. 生5：我们说物体温度高，温度低，那也可以说物体含有热量多或含有热量少吗？ 师 这个问题提得好， “热量不能含有，温度不能传递”.因为热量是在热传递过程体现 出来的，没有温度变化，就没有热量变化，所以，热量是动态量；而温度则不一样，是状 态量. 生6：发生热传递的两个物体的内能是如何变化的？ 师 同学们说得很好，课后你们可以根据刚才自己提出的问题去探究，找到正确的答案. 【教师结束语】 同学们，我们通过这两节课的学习，不仅收获了不少知识，更重要的是学会了两种研 究问题的方法“类比法”和“转换法”.我们通过把内能与机械能进行类比，大家知道 了内能是分子动能和分子势能的总和.而且还知道了影响内能的因素.我们通过转换法，知 道了内能改变的两种方法：做功和热传递.更重要的是明白了内能与我们的生产、生活息息6 相关，我们在不知不觉地利用它.大家深深体会到，物理是一门有趣有用的科学.只要大家 平时多关注生活、留心观察身边的现象，勤于思考，就会轻松地学好物理.好，谢谢大家！ 课后作业 完成本课时对应课后练习. 1.探究实验的设计及小组交流讨论可以培养学生的探究和创造能力及合作精神，本节 课力图让学生通过探究实验及小组讨论来完成本节重要教学内容，在教给学生学习方法的 同时，让他们体验到成功的喜悦，加深他们对物理这门学科的感情，师生共同走进这一神 奇的物理殿堂. 2.构建宽容和谐的教学氛围.在理解改变内能的方法时，教师要求学生联系自己平时利 用取暖的做法，体会改变内能的方法.这种事例贴近学生生活，不仅调动了学生学习的主动 性，更重要的是收到了很好的教学效果，师生互动参与教与学. 3.在帮助学生理解热量的概念时，可以把热量、温度、内能作比较，找出它们之间的 联系和区别，这样使学生达到较深入的理解热量概念的目的. 暖气片安装在什么位置好 空气是热的不良导体，是很不容易传热的，那为什么暖气片却能把整个房间里的空气 烘暖呢？下面我们就来分析. 气体是会流动的，并且是热胀冷缩的.靠近暖气片的空气首先受热，体积膨胀，密度减 小，变得轻了便往上升；其他部分的冷空气就流到暖气片的周围，来填补上升空气空出来 的位置，它受热后体积膨胀，密度减小，接着也往上升；先前上升的空气渐渐变冷，密度7 又增大了，便往下流.这样，房间里的空气便开始上下“对流”起来.在对流的过程中，整 个房间里的空气都热起来，室内也就暖和了.因为热量是暖气片上散发出来的，所以安装的 位置要选好.如果你仔细观察一下，就会发现，暖气片大都安装在窗台下面.这有两个好处： 第一，由于暖气片接近地面，能使室内的全部空气发生对流，所以保持了室温的均衡；第 二，一旦空气从窗户缝里钻进来，暖气片就把它加热，起到了防冷的作用. 人们选择适当的位置安装暖气片，是为了空气更好地对流.其实，这个问题在很多地方 都要考虑，比方说，锅灶上的烟囱、仓库的天窗与地窗，究竟安在哪里好？都是有讲究的. 如果有兴趣，可以去观察一番，想想它的道理.