新人教版九年级物理第十三章内能教案Word下载.docx
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如果把分子看做球形,它的直径约10-10米,这是一个极小的长度,不仅肉眼看不
到,即使用现代的显微镜也看不清分子。
由于分子极小,所以物体含分子数目大得惊人。
通常情况下,1厘米3空气里大约有2.7×
1019个分子,如果人数的速度能达到每秒数100亿个,要数完这个数,也得用80多年。
②构成物质的分子永不停息地运动着。
由于分子太小,目前尚无法直接观察分子的行为,但我们可以从宏观的实验现象,来判断分子的行为。
演示实验:
扩散现象
出示事先装有二氧化氮气体的广口瓶。
说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。
再出示一只空的广口瓶,其实瓶内装满了空气。
将装有二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒,这时看到红棕色气体流入空瓶,开始先沉到瓶底。
此现象说明二氧化氮的密度大于空气的密度。
另取一只“空”瓶,按课本图2—1所示,将其倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上。
这时要强调:
装有密度较大的二氧化氮气体的瓶子在下,装有空气的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮气体不会流进空气瓶内。
现在我抽掉隔板,没有出现二氧化氮气体流动的现象,我们停一会儿再来观察瓶内出现的现象。
[来源:
学#科#网Z#X#X#K]
在等候期间,组织学生自己做墨水扩散实验:
同学们课桌上的烧杯里盛有清水,大家不要振动桌子,保持清水平静。
请大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水,观察墨水的变化情况。
滴入的墨水将下沉,在清水中留下了清晰的墨迹,过一段时间墨
迹的轮廓变模糊,墨迹变淡,周围的水色变墨。
组织学生观察前面已做的气体扩散实验。
此时空气瓶出现了红棕色,下面红棕色的二氧化氮瓶中颜色变淡。
实验现象表明,二氧化氮气体进入了空气,空气进入了二氧化氮气体中。
像这样,不同的物体在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散。
扩散现象也可以发生在液体之间。
请大家再观察一下刚才大家滴入清水的墨水,已经没有明显的墨迹了,整杯水都变黑些了,说明墨水和水也发生了扩散。
为了说明液体的扩散现象,我们再来做个实验。
(按照课本图2-3液体的扩散实验演示)现在我们看到无色的清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面,要观察到扩散现象需要较长的时间。
为了节省课堂时间,几天前我就做了同样的实验,请大家看几天前的实验。
(出示提前二天、四天、六天做的实验样本)这些实验告诉我们,静放的时间越长,界面变得越模糊不清,彼此进入对方越深。
固体之间也会发生扩散现象。
将铅片和金片紧压在一起,放置5年后再将它们分开,可以看到它们相渗入约1毫米。
其实在日常生活中,我们也观察到过固体的扩散。
煤矸石有的原来就是石炭岩,由于长期地跟煤挤压在一起,它的内部也变黑了。
大量事实说明气体、液体、固体都有扩散现象,即使在日常生活中大家也能找到许多事例。
例如,某同学擦点清凉油,周围同学就能闻到清凉油味。
扩散现象表明:
一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
只有分子不停地运动才能相互进入对方。
同时也说明分子不是紧密地挤在一
起,而是彼此间存有间隙。
(2)分子间的作用力[来源:
Zxxk.Com]
固体、液体的分子都在不停地做无规则运动,且分子间又有间隙,为什么分子不会飞散开,反而聚合在一起呢?
引导学生猜想,这可能是分子间存在着吸引力,这个猜想是否正确呢?
需要我们用实验来证实。
分子引力实验
出示演示分子引力的两个铅圆柱。
随意将它们对在一起,这时两铅块并没有表现出吸引力。
实验似乎得到分子间没有引力的结果,但是我们不要轻易地放弃我们的猜想,应再进一步分析原因。
大家都知道磁铁能够吸引铁钉,(边讲边演示)但把铁钉远离磁铁,这时磁铁不能吸起铁钉(演示),这是为
什么?
(距离太远)。
刚才两铅块没有表现出吸引力,是不是也是因为分子间的距离不够近
呢?
那么我们想法让两铅块靠的更近些。
(再做实验时,用小刀将两铅块表
面刮光亮,然后用力将
两铅块挤压在一起)
实验结果两铅块能吸引在一起,并能负重达500克以上。
这表明分子之间
的吸引力,这种吸引力只有在分子靠得很近时,才能表现出来。
一般分子距离要小于10-9米时才能表现出引力。
在实际生产中,人们早就利用分子间有吸引力,来进行金属焊接了。
一般焊接是靠溶化金属,从而使分子间的距离足够近,金属冷却后就焊接到一起。
近代还有爆破焊接技术,
它是将金属表面清洁后靠在一起,然后靠爆炸产生的巨大压力,将两金属压接在一起。
液体分子之间也存在吸引力。
课本图2梍18的小实验就说明液体分子间的吸引力。
实验证实了我们关于分子引力的猜想。
我们再进一步思考,又会发现新的矛盾:
分子之间有间隙,分子之间又有引力,这两者是矛盾的,分子想互吸引最终应该相互靠紧,而不应该有间隙。
既然分子间有间隙,物体应该很容易压缩,但事实却是固体、液体极难压缩。
我们只有根据事实,深化我们的认识,事实表明我们对分子的认识还不够全面,还有没认识到的方面。
原来分子之间还存在斥力。
分子之间既有引力
,又有斥力,会不会两种力总是相互抵消呢?
当然不会,只有在特定的距离r时,分子间的引力不等于斥力,这个距离r就是通常的分子间隙的距离,大约是10-10米。
当分子距离小于r时,斥力和引力都增大,但斥力增大得快,分子间表现为斥力。
当分子间距离增大时,斥力和引力都减小,但斥力减小得更快、分子间表现为引力。
当分子距离再增大,分子引力继续减小,当分子距离大于10r时,分子间的作用力将变得十分微弱,可以忽略了。
有了对分子间存在斥力的认识,前面所说的矛盾也就迎刃而解了。
三、课堂练习:
6页1、2题
四、小结:
通过实验和思考,我们已经对分子和分子的运动有了初步认识,现在我们共同回顾一下
,看看我们已经有了哪些认识。
1.物质是由分子组成的,分子是构成物质的微粒,直径大约是10-10米。
2.分子永不停息地无规则运动着。
3.分子之间有间隙。
4.分子之间存在作用力,相互作用力有两种,即引力和斥力。
以上几点,就是分子动理论的基本要点,利用这些要点,能够解释很多热现象。
五、作业:
6页3、4、5题
备注:
板书设计:
第1节分子热运动
一、分子和分子运动
1、物质是由分子组成的,分子是极小的微粒。
2、构成物质的分子永不停息地运动着。
二、分子间的作用力
1、引力
2、斥力[来源:
学,科,网Z,X,X,K]
教学反思:
13.2内能
演示讨论讲授
一、知识与技能
1.通过实验观察,能简单描述同一物体其内能随温度变化的关系。
2.通过实验和体验活动,知道通过做功和热传递的方法可以改变内能。
能判断热物体内能是否发生改变,和用什么方法改变内能。
了解热量的概念。
二、过程与方法
1.通过演示实验和体验活动,锻炼学生的动手能力,活跃学生的思维,培养学生的分析推理能力,语言表达能力,增强与人合作的意识。
2.通过分析具体实例,促使学生尝试应用学到的科学知识去解释具体的问题。
三、情感态度与价值观
1.通过了解人类认知内能过程的几个片段,感受人类认知内能过程中从宏观跨越到微观的伟大,和人类认知过程中孜孜以求,锲而不舍的精神。
2.通过学习,感受到用微观理论去解释宏观现象的奇妙,激发学生的求知欲,使学生乐于探索日常生活中和相关科学技术中的物理学道理,有助于建立正确的科学观。
1.了解内能的概念,简单描述温度和内能的关系。
2.知道改变内能的两种方法,举出相关事例。
1.用做功和热传递改变物体内能的本质。
2.了解热量的概念。
向学生展示三幅有关人类对“热”充满渴望的图片。
展示人类对“热”的基本认知过程。
1.钻木取火;
2.小女孩点燃火柴取暖;
3.警察在冰雪天向过路司机递上一杯热水;
提出:
热是一种能量吗?
一、认识内能
1.用机械能来帮助学生理解内能。
[观察一下]“分子”和“孩子”是否有相似之处?
物体宏观运动而具有的能是机械能。
微观世界的分子虽小,同样具有质量,由于分子在不停的做热运动,同样具有动能,而分子间的作用力,又使得它们具有势能。
2.给出内能的定义:
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
内能的单位是焦耳(J)。
3.以问题的形式提示学生注意两个问题。
①机械能与整个物体的机械运动情况有关,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,所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。
想一想,冰山有内能吗?
②因为物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能。
冰山也不例外。
二、物体内能的改变
1.想一想,根据你所掌握的知识,如何判断同一物体内能是否发生了变化。
(1)小组讨论:
内能大小变化表现在哪?
(2)讨论结果:
温度越高,分子运动越剧烈。
物体温度升高,表明分子运动速度加快,意味着内能增加。
2.改变物体内能的方法
(1)分组实验并讨论。
[想一想做一做]你怎样让一段50cm的铁丝温度升高呢?
①请各组说出使物体温度升高的方法,教师一一板书。
②让学生对各组的方法进行评价,发出质疑。
③引导学生将方法归类。
(2)改变物体内能方法:
热传递
①让学生讨论热传递发生的条件。
②提出“热量”的标准物理概念。
(3)改变物体内能方法:
做功
①做功:
演示实验A
②演示实验B
实验B要让学生看,还要做。
教师要让两组同学来做这个实验,第一次粗做,第二次细做。
详细描述实验看到的、体验到的感受。
3.两种方式改变内能的本质。
让学生从能量转化角度,分析一下这两种方式的本质。
1.在“向装有少量水的瓶子内打气”的实验过程中,教师不断向瓶内打气,使得瓶内的水蒸气:
气压增大,水蒸气的内能
(填“增加”或“减少”);
温度(填“升高”或“降低”)。
当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现,这是因为水蒸气对瓶塞,内能(填“增加”或“较少”)。
水蒸气而成小液滴。
白雾未消失时,如果
马上盖上塞子,再次向瓶内打气,则会看到。
2.在下列的选项中,通过做功实现物体内能改变的是()
A.在炎热的夏天,在啤酒中放入一些冰块,啤酒变凉
B.太阳能热水器水箱中的水被晒热
C.行驶的汽车,轮胎会变热
D.划火柴,火柴燃烧
3.美国宇航局的科学家们认为,在美国东海岸出现的“天空火球”现象是由于小行星进入了地球大气层。
请同学们尝试解释这个罕见的现象。
引导学生总结
1.一切物体都有内能;
内能大小不仅和物体温度有关,还和质量,物态、体积等因素有关;
2.注意区分宏观的机械运动和微观的分子热运动。
3.改变内能的方式有两种:
热传递是能量转移;
做功的本质是内能与机械能的相互转化。
做功和热传递改变物体内能是等效的。
“动手动脑学物理”4道题
第2节内能
1.什么是内能?
内能的单位是焦耳,简称焦,符号J。
2.一切物体,不论温度高低,都具有内能。
1.判断一个物体内能发生了改变——观察其温度变化。
2.热传递:
①发生的条件——存在温度差;
②热量:
在热传递过程中,传递能量的多少。
3.做功
①对物体做功,物体内能增加,温度升高;
②物体对外做功,物体内能减小,温度降低。
4.做功和热传递的本质
机械能和内能的相互转化;
②热传递:
内能的转移;
13.3比热容
一.知识与技能
1.尝试用比热容解释简单的自然现象.
2.能根据比热容进行简单的热量计算.
3.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性.
二.
过程与方法
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力.
2.通过阅读“气候与热污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解一下“热岛效应
”.
三.情感态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力.
比热容的概念和热量有关计算.
理解比热容概念并能利用它解释有关现
象.
水、煤油、两只烧杯
学生阅读教材前面的“?
”,在学生理解“水温度升高时吸收的热量和水的质量、温度升高的度数有关,水的质量越大,温度升高的度数越多,吸收的热量越多”的基础上,让学生讨论所有的物质,在质量相等、温度升高的度数也相等时,吸收的热量之间的关系。
(1)演示实验:
出示盛有等质量的水和煤油的两只烧杯,但我们明显地看出两者的
体积不相同,这是为什么?
(请学生回答)
不同的物质其密度不同,密度是物质的属性。
介绍电加热器(俗称:
“热得快”),强调电加热器每一秒钟放出的热量是一定的,两
个电加热器是相同的,在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。
请两名同学帮助观察温度计,并随时报告温度。
实验结果:
煤油温度升得快。
这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时,水吸的热量比煤油多。
(2)比热容:
换用其他物质,重复上述实验,得到的结果是类似的。
就是说,质量相等的不同物质,在温度升高的度数相同时,吸收的热量是不同的。
这跟我们在测量物体质量时,遇到的情况相似;
相同体积的不同物质,质量一般不相同。
当时为表示物质的这一特性,引入了密度的概念棗某种物质单位体积的质量。
那么,现在我们应该怎样表示上述实验所反映的物质特性呢?
(启发
学生讨论,在此基础上归纳出比热容的概念)
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,
简称比热。
比热是通过比较单位质量的某种物
质温升1℃时吸收的热
量,来表示各种物质的不同性质。
(3)比热的单位:
在国际单位制中,比热的单位是焦/(千克·
℃),读作焦每千克摄氏度。
如果某物质的比热是a焦/(千克·
℃),它是说单位质量为一千克的该种物质,每升高1℃时(或降低1℃时),吸收(或放出)的热量是a焦。
(4)比热表
比热是物质的一种特性,各种物质都有自己的比
热。
物理学中,常把由实验测定的物质的比热,列成表格,便于查找。
学.科.网]
课本中列出了几种物质的比热,请同学们查出铝的比热及它的单位。
你能具体地说明铝的比热的物理意义吗?
(提问)
从表中还可以看出,各物质中,水的比热最大。
这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。
水的这个特征对气候的影响很大。
在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海地区温度降低也少。
所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。
在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
水比热大的特点,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。
(分析课本图2-15,2-16,说明利用水取暖和汽车发动机散热器的原理)
1、汽车发动机采用循环流动的水进行冷却,请说明其中的道理?
答:
同等质量的水和其他液体在升高相同温度时,由于水的比较大,所以能吸收更多的热量,冷却效果较好。
2、新疆地区有句俗语:
早穿棉袄午穿纱,抱着火炉吃西瓜。
说明了新疆地区温差很大,请说明其中的道理?
新疆地区水少,沙土多,因为沙土的较小,中午吸热升温,傍晚放热。
所以温差大。
(对比重庆地区由于三峡大坝的原因,使得夏天温度降低,冬天温度提高的原因)
同学们在本节课中都有哪些收获?
讨论之后做知识小结。
本节课不仅仅要了解比热容的有关知识,更重要的是让同学们掌握科学探究的方法,培养学生探究问题的能力。
“动手动脑学物理”5道题
第3节比热容
一、比热容
1.定义:
单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。
符号c。
2.单位:
焦每千克摄氏度,符号J·
(kg·
℃)-1
3.意义:
比热容是物质的一种属性。
4.应用:
二、热量的计算
1.公式:
Q=cmΔt\
2.应用:
本章总结
复习课
讨论、归纳
1.知道常见的物质是由分子和原子构成的。
2.通过自认自然界和生活中的一些简单热现象,了解分子热运动的一些特点。
知道分子动理论的基本观点。
3.了解内能和热量。
4.通过实验,了解比热容,尝试用比热容说明简单的自然现象。
分子动理论、内能、比热容的概念和热量有关计算.
理解内能和比热容概念并能利用它解释有关现
多媒体
一、知识点及课堂练习:
13.1[来源:
一、物质的构成:
1.物质是由_______、______构成的。
2.分子尺寸:
_________m。
3.分子特点:
保持物质______________的最小微粒。
二、扩散现象
1.定义:
____________________________________________
2.范围:
扩散现象可在_____、______和____中发生,但扩散快慢不同。
3.扩散现象说明:
1)________________________________________
2)分子间有_________。
4.分子热运动:
物体内部大量分子的__________运动叫分子热运动.
分子热运动剧烈程度与____________有关。
_______越高,分子热运动越________,扩散现象越_________.
5.说明:
①扩散现象是反映分子的无规则运动的.灰尘微粒、大雾中的微粒及烟尘中的微粒等肉眼能观察到的分子聚合体在外力作用下的机械运动,都不是扩散现象.
②扩散现象只能发生在不同的物质之间.同种物质间是不能发生扩散现象的.例如:
冷热水的混合,虽然冷水分子和热水分子都能彼此进入对方,但不是扩散现象.
三、分子间作用力
1.分子之间存在着______力和______力.
2.分子间相互作用的引力和斥力同时存在,它们的大小与分子____________有关.(r0=10-10m为分子处于平衡位置时的间距)
1)当r>
r0,引力____斥力,对外表现为_________;
2)当r=r0,引力____斥力,对外不显力;
3)当r<
4
)当分子间距离继续增
大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10r0时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。
四、分子动理论:
1)物质由______、__________组成;
2)一切物质内部的所有分子都在__________________________;
3)分子间有________力和________力.
13.2
一、内能
___________________________________________的总和,叫物体的内能.
物体内部分子做无规则运动所具有的能量叫_____________.由于分子之间有一定的距离,也有一定的作用力,因而分子具有势能,称为_____________.
_______________________都具有内能。
3..单位:
J4.影响内能大小的因素:
①温度:
在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;
反之,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。
②质量:
在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
③材料:
在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
④存在状态:
在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
5.与机械能的区别:
定义
影响因素
机械能
宏观
与整个物体的机械运动有关
内能
微观
与物体内分子热运动和分子间相互作用有关
1.做功:
1)实质:
内能和________________(主要是机械能)的相互_________的过程。
2)外界对物体做功,物体的内能___________(将_______能转化为_______能)
例:
搓手取暖、钻木取火、磨刀发烫、打气筒、流星、擦燃火柴、锯木头
物体对外界做功,本身的内能____________(将_______能转化为_______能)
水蒸气将壶盖顶起、点燃的爆竹腾空而起、
2.热传递:
1)定义:
热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
2)实质:
_________________________
3)条件:
__________________,如果没有温度差,就不会发生热传递。
4)传递方向:
从_________物体传向___________物体。
5)低温物体吸收热量,内能__________。
例:
晒太阳、呵气取暖、生炉取暖、电褥子取暖、热水袋取暖、烧火做饭
高温物体放出热量,内能__________。
热水变凉、灼热的工件冷却、吹空调制冷、夏天冲凉
6)热传递危害:
热水烫人、冬天感冒,夏天中暑
7)注意:
①在热传递过程
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