精品源自地理科
(安徽肥东张集中学,231618安徽肥东城关中学,231600)
【教学目标】
1.知道内能的初步概念及内能跟温度的关系.
2.知道做功和热传递都可以改变物体的内能.
3.培养学生的观察能力、思维能力和分析归纳问题的能力.
【重点与难点】
内能概念;改变内能的两种方式.
【教具】
上面固定有条形磁铁的小车两辆,试管及橡皮塞,两个相同的烧杯,内能、机械能互变演示器(J·铎尔实验仪),硝化棉,乙醚,高锰酸钾晶体,纱带,钢锯条,粗铁丝,冷、热水,小球,火柴等.
【教学方法】
教师演示讲授,学生边学边实验,师生共同分析讨论。
【教学过程】
一、新课导入
复习提问:
①分子动理论的基本内容是什么?(学生回答)
②能是什么?什么是动能、势能?大小跟什么因素有关?(学生回答)
教师:今天,我们要学习一种新形式的能枣内能(板书:§21.3内能)
二、新课教学
1.什么是内能?
演示①:小球在桌面上滚动.
问:小球具有什么能?(动能)
演示②:在试管里装入一些热水,用橡皮塞塞住,放在酒精灯上加热,使水沸腾,水蒸气膨胀做功冲开塞子.
问:水蒸气对橡皮塞有没有做功?水蒸气是否具有能?
学生:做了功,具有能.
问:水蒸气是由什么组成的?有何特点?该具有什么能?
学生:水蒸气是由大量水分子组成的,这些水分子永不停息地做着无规则的运动,因此该具有动能.
演示③:高举起小球.
问:小球与地球相互吸引具有什么能?(势能)
问:分子间有什么力?(有相互作用的引力和斥力)
演示④:将两根分别固定在两辆小车上的条形磁铁,分开一段适当的距离(异名磁极相对),然后松开手,则可看到,小车互相靠近,直至两磁铁吸引在一起.
教师分析:两辆小车上的外力辙去后,小车之间的引力就可以做功,该实验对我们有何启示?
启发学生得出结论:与上述实验类似,假如分子间的斥力突然消失,则分子间的引力就可以做功,势能就表现出来,即分子间有因相互吸引而具有的势能.
演示⑤:按住两小车上的磁铁,使两同名磁极相对、挨近(约2~3mm),然后松开手,可见小车相互推开.
启发学生得出结论:与两相斥的磁铁类似,互相排斥的分子也具有势能,即分子间也有因相互排斥而具有的势能。
结论:物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和,叫物体的内能。(板书)
强调:物体的内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子具有的能量。
说明:因分子势能跟分子间的相互作用关系复杂,初中阶段暂不考虑它的变化,而只考虑分子动能对内能的影响.
2.内能跟温度的关系(板书)
启发:猜想是研究物理学的一种科学方法,根据盛有等量热水和冷水的两烧杯中(后面衬以白纸,以便同学们观察比较)。
问:看到什么现象?现象说明什么?
学生分析:
温度高→扩散快→分子运动快→分子动能大→内能大;
温度低→扩散慢→分子运动慢→分子动能小→内能小。
小结:物体温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。(板书)
教师:可见内能随温度的变化而变化,因此内能改变与否关键看温度,那么如何改变内能呢?
3.改变内能的方式(板书)
出示一根火柴,问:如何让上面的火药燃着?
学生甲:和高温物体接触,如与火炉中的炭、烧红的金属块等接触。
学生乙:放在煤油灯罩的上方。
学生丙:太阳光下放凸透镜或凹面镜的焦点处。
学生丁:在火柴盒上擦划。
学生戊:用纸包着,放在石头上用铁锤砸!
……
教师分析:火药能被点燃,说明温度升高、内能增加,达到了燃点。甲、乙、丙三种情况其实分别是用了热传递中的传导、对流、辐射使火药的温度升高、内能增加的。在这个过程中内能从温度高的物体转移给温度低的物体.
结论:用热传递的方式可以改变物体的内能,其实质是一个物体的内能转移给另一个物体,能的形式没变.(板书)
教师:显然,除了热传递,还有别的方式可以改变物体的内能。
演示⑦:火柴在火柴盒上擦划、燃着.(纸包着,放在石头上用铁锤砸,可在课后做,但要强调注意安全!1~2根即可.)
演示⑧:在"空气压缩引火仪"的厚管中,放入绿豆大小的硝化棉,用力把活塞迅速压下去,则可见其猛烈燃烧,发出明亮的光.
师生分析:
压缩空气→对空气做功→空气内能增加→温度升高→达到硝化棉的燃点燃烧。在这个过程中,人消耗机械能,使空气内能增加,即机械能转化为内能。
结论:做功也可以改变内能,其实质是内能和其它形式的能之间转化,能的形式发生了变化.(板书)
学生实验:
①两手合在一起用力搓,说出感觉
.
②出示一钢锯条,让甲同学摸一下说出感觉,然后请乙同学持锯条在木块上来回急速地摩擦20次,再让甲同学摸一下,说出感觉.
启发归纳:外界对物体做功,物体内能增加.(板书)
演示⑨:用"内能、机械能互变演示器",向管中倒入少量乙醚(约
管上绕一圈,请一个同学迅速地来回拉动纱带,待一会儿,塞子就被冲开.
引导学生分析:
启发归纳:物体对外界做功,内能减少.(板书)
思考:出示钢锯条,问:如果只知道这根钢锯条温度升高了,而没有看到内能改变的过程,能否判断是通过做功还是通过热传递的方式使它的内能增加的.
教师分析点拔:
做功和热传递对改变物体的内能是等效的,所以无法判断.
三、巩固练习
1.内能和机械能有何本质区别?0℃的冰内能为零吗?
2.从能的转化(或转移)角度解释本课开始时演示的水蒸气膨胀冲开塞子的实验的全过程.
3.分析下列现象:
①太阳灶烧热水;
②铁匠给刀具淬水;
③钻木取火;
④太阳光下用冰做成凸透镜取火;
⑤打气时气筒壁发热.
其中:通过热传递改变内能的是:______;通过做功改变内能的是:______.
4.小实验:反复弯折粗铁丝数次,然后用手摸一下弯折的地方,体会有何感觉?如何解释?
四、布置作业(略)