（新人教选修3-3）物理：10.2《热和内能》教案.doc

本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网热和内能教案一教学目标在物理知识方面要求知道分子的动能分子的平均动能知道物体的温度是分子平均动能大小的标志知道分子的势能跟物体的体积有关知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律知道什么是物体的内能物体的内能与哪个宏观量有关能区别物体的内能和机械能知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的知道两者的区别了解21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站热功参量的意义世纪教育网在培养学生能力方面这21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站节课中要让学生建立分子动能分子平均动能分子势能物体内能热量等五个以上物理概念又要让学生初步知道三个物理规律温度与分子平均动能关系分子势能与分子间距离关系做功与热传递在改变物体内能上的关系因此教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力渗透物理学方法的教育在分子平均动能与温度关系的讲授中渗透统计的方法在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法二重点难点分析教学重点是使学生掌握三个概念分子平均动能分子势能物体内能掌握三个物理规律温度与分子平均动能关系分子势能与分子之间距离关系热传递与功的关系区分温度内能热量三个物理量是教学上的一个难点分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点三教具压缩气体做功气体内能增加的演示实验圆形玻璃筒活塞硝化棉幻灯及幻灯片展示分子间势能随分子间21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站距离变化而变化的曲线四主要教学过程世纪教育网一引入新课我们知道做机械运动的物体具有机械能那么热现象发生过程中也有相应的能量变化另一方面我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢这是今天学习的问题本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网二教学过程的设计分子的动能温度物体内大量分子不停息地做无规则热运动对于每个分子来说都有无规则运动的动能21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站由于物体内各个分子的速率大小不同因此各个分子的动能大小不同由于热现象是大量分子无规则运动的结果所以研究个别分子运动的动能是没有意义的而研究大量分子热运动的动能需要将所有分子热运动动能的平均值求出来这个平均值叫做分子热运动的平均动能学习布朗运动和扩散现象时我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系温度越高布朗运动越激烈扩散也加快依照分子动理论这说明温度升高后分子无规则运动加剧用上述分子热运动的平均动能来说明就是温度升高分子热运动的平均动能增大如果温度降低说明分子热运动的平均动能减小因此从分子动理论观点来看温度是物体分子热运动的平均动能的标志标志的含义是指物体温度升高或降低表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站或减小温度不变就表示了分子热运动的平均动能不变其他宏观物理量如时间质量物质种类都不是分子热运动平均动能的标志但是温度不是直接等于分子的平均动能另一方面温度只与物体内大量分子热运动的统21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站计意义上的平均动能相对应对于个别分子或几十个几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的我们知道21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志这是温度的微观含义分子势能分子间存在着相互作用力因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能这就是分子势能如果分子间距离约为数量级时分子的作用力的合力为零此距离为当分子距离小于时分子间的作用力表现为斥力要减小分子间的距离必须克服斥力做功因此分子势能随分子间距离的减小而增大这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的如图中弹簧压缩弹性势能增大如果分子间距离大于时分子间的相互作用表现为引力要增大分子间的距离必须克服引力做功因此分子势能随分子间的距离增大而增大这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的如图中弹簧拉伸增大本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网从以上两种情况综合分析分子间距离以为数值基准不论减小或增大分子势能都增大所以说分子在平衡位置处是分子势能最低点如果分子间距离是无限远时取分子势能为零值分子间距离从无限远逐渐减少至以前过程分子间的作用力表现为引力而且距离减少分子引力做正功分子势能不断减小其数值将比零还小为负值当分子间距离到达以后21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站再减小分子作用力表现为斥力在分子间距离减小过程中克服斥力做功使分子势能增大其数值将从负值逐渐变大至零甚至为正值分子势能随分子间距离的变化情况可以在图的图象中表现出来从图中看到分子间距离在处分子势能最小既然分子势能的大小与分子间距离有关那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢如果对于确定的物体它的体积变化直接反映了分子间的距离也就反映了分子间的势能变化所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成因此任何物体都是有内能的提问学生宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志根据学生的回答引导到一个确定的物体分子总数是固定的那么这物体的内能大小是由宏观量温度和体积决定的如果不是确定的物体那么物体的内能大小是由质量温度体积和物态来决定课堂讨论题下列各个实例中比较物体的内能大小并说明理由一块铁21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站由升高到比较内能质量是的铁块与质量是的铁块比较内能质量是的水与质量是的水蒸气比较内能物体机械运动对应着机械能热运动对应着内能任何物体都具有内能同时还可以具有机械能例如在空中飞行的炮弹21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站除了具有内能还具有机械能动能和重力势能提问学生一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气当汽车以行驶起来后气瓶内氧气的内能是否增加通过此问题让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和而不是分子定向移动的动能另一方面物体机械能增加内能不一定增加物体的内能改变的两种方式列举锯木头和用砂轮磨刀具锯条木头和刀具温度升高说明克服摩擦力做功可本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网以使物体的内能增加如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下外力做多少功物体的内能就改变多少如果用表示外界对物体做的功用表示物体内能的变化那么有功的单位是焦耳内能的单位也是焦21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站耳演示压缩空气硝化棉燃烧说明外力压缩空气过程对气体做功使气体的内能增加温度升高到棉花的燃点而使其燃烧以上实例说明做功可以改变物体的内能在炉灶上烧热水火炉烤热周围物体这些物体温度升高内能增加这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变物体吸收热量内能增加物体放出热21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站量物体的内能减少如果传递给物体的热量用表示物体内能的变化量是那么热量的计算公式有后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式热量的单位是焦耳过去的单位是卡所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式做功和热传递对改变物体的内能是等效的一杯水可以用加热的方法即热传递方式传递给它一定的热量使它从某一温度升高到另一温度这过程中这杯水的内能有一定量的变化也可以采取做功的方式比如用搅拌器在水中不断搅拌也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度这样水的内能会有相同的变化量两种方式不同得到的结果是相同的除非事先知道否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的因此做功和热传递对改变物体的内能是等效的虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的但是这两种方式的物理过程有本质的区别做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程而热传递的过程只是物体之间内能的转移没有能量形式的转化世纪教育网课上练习来源世纪教育网判断下面各结论是否正确温度高的物体内能不一定大同样质量的水在时的内能比时的内能大内能大的物体温度一定高内能相同的物体温度一定相同热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网温度高的物体含有的热量多或者说内能大的物体含有的热量多摩擦铁丝发热说明功可以转化为热量参考答案是对的在标准大气压下的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程下面的说法是否正确分子热运动的平均动能不变因而物体的内能不变分子的平均动能增加因而物体的内能增加所吸收的热量等于物体内能的增加量分子的内能不变参考答案以上四个结论都不对三课堂小结世纪教育网这节课上新建立了三个物21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站理概念分子热运动的平均动能分子势能内能要知道这三个概念的确切含义更为重要的是能够区分温度内能热量知道内能与机械能的区别和联系要掌握三个物理规律分子热运动的平均动能21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站与温度的关系分子间的相互作用力与分子间距离的关系做功与热传递在使物体内能改变上的关系四说明这节课是概念性很强的课又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课对于概念要知道引入的目的确切含学科网wwwzxxkcom45教育资源门户提供试卷教案课件论文素材及各类教学资源下载还有大量而丰富的教学相关资讯义与其他概念的区别和联系所以课上要讲分子热运动平均动能内能热量等概念的意义并且要通过实际例题让学生通过判断推理来加深对这些概念的认识