内能与热机【教案】12.1 认识内能

第十二章内能与热机12.1认识内能教学目标知识与技能1、能通过类比法理解内能的概念，并掌握类比法。

2、能简述内能与温度的关系。

知道对于同一个物体，温度越高，内能越多；温度越低，内能越多。

3、知道做功和热传递可以改变物体的内能。

过程与方法1、通过类比机械能认识内能，领会其中的类比方法。

2、经历用做功和热传递方式改变物体内能的活动过程。

情感、态度与价值观通过实验和实例，养成联系实际学习物理的习惯。

教学重点1、内能的概念。

2、内能与温度的关系。

教学难点1、内能的理解。

2、了解内能与温度的关系，知道做功和热传递改变内能的实质。

器材准备多媒体设备及课件、铁丝、玻璃杯、烧杯、打气筒等教学过程一、引入课题多媒体展示各种热机：如汽油机、柴油机、汽车、火车、拖拉机、轮船、喷气式飞机、火箭等。

引导学生看图比较，讨论交流它们有什么共同点。

教师归纳总结：（1）都需要燃烧燃料。

（2）都产生动力，带动其他机器工作。

【明确】热机实质上是利用燃料燃烧释放出的内能来产生动力的。

本章我们就来学习“内能和热机”，这节课我们学习：12.1认识内能。

二、新课教学板书：12.1认识内能（一）什么是内能？1、复习（先提问学生，播放课件）（1）分子动理论的初步知识：物体是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力。

（2）动能和势能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能，物体由于被举高或发生弹性形变而具有势能。

2、用类比引导学生认识内能学生活动：请学生观察图12-1，类比、思考、交流、讨论、总结。

（观看课件）运动的篮球具有动能，运动的分子也一定具有动能；苹果和地球因相互作用而具有势能，分子之间也有相互作用力，分子也有势能。

被压缩的弹簧各部分互相排斥而具有势能，互相排斥的分子也具有势能。

教师讲述：同学们用这种将已知的事物跟未知的事物进行比较，根据它们的相同或相似推知未知事物也可能有某种属性，这种方法叫类比法，这是一种非常重要的方法。

初三物理《内能与热机》优秀教案一、教学目标1.理解内能的概念，学会利用内能原理进行计算；2.了解热机的工作原理及其效率，理解热力学第一定律；3.能够运用热力学知识解决与内能和热机相关的实际问题。

二、教学重难点1.热机效率的概念、计算方法及影响因素；2.热力学第一定律及其应用；3.内能的概念、计算方法及变化规律。

三、教学内容1. 内能的概念及计算方法热力学基本概念热力学是研究热和能之间相互转化的物理学科，包括内能、温度、热量、功等基本概念。

内能的概念内能是宏观物体分子间相互作用的能量之和，它与物体的质量、结构、温度等因素相关。

内能的计算方法内能可以通过以下公式进行计算：$$ U = \\frac{3}{2}nRT $$其中，U表示内能，n表示摩尔数，R表示气体常数，T表示温度。

内能的变化内能的变化包括外界对系统进行的热量变化和系统对外界进行的功变化。

根据能量守恒定律，内能变化等于热量变化加上功变化：$$ \\Delta U = Q - W $$其中，$\\Delta U$ 表示内能的变化，Q表示外界对系统的热量变化，W表示系统对外界的功变化。

2. 热机的工作原理及效率热机的工作原理热机是将热能转化为机械能或电能的器件，包括蒸汽机、内燃机、轮机等。

热机的工作原理是利用温差进行热能传递，从而驱动工作物质运动。

热机效率热机效率是指热机输出的功与吸收的热量的比值，一般用以下公式计算：$$ \\eta = \\frac{W}{Q_H} $$其中，W表示输出的功，Q H表示吸收的热量。

3. 热力学第一定律及应用热力学第一定律的表述热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域中的具体表述，它指出一个系统的内能变化等于系统吸收的热量和对外做功的代数和。

热力学第一定律的应用热力学第一定律可以应用于热机的能量分析和热水平衡问题。

四、教学方法1. 探究式学习法学生通过实验、讨论等方式，探究内能、热机等热力学概念及其应用。

2. 归纳法通过教师讲解、学生讨论等方式，整理归纳内能、热机等概念的定义、计算公式和应用方法。

12.1《认识内能》教学设计一、教学目标知识与技能1、了解内能的概念，知道内能的单位焦耳。

2、能简单描述温度和内能的关系。

知道对于同一个物体，温度越高，内能越多；温度越低，内能越少。

3、知道做功和热传递可以改变物体的内能。

过程与方法1、通过机械能认识内能，领会其中的类比方法。

2、经历用做功和热传递方式改变物体内能的活动过程。

情感态度与价值观1、通过实验和实例，养成联系实际学习物理的习惯二、重点与难点重点：内能的概念是全章乃至整个热学的基础；通过温度高低来判断一个物体内能的多少，在后面学习中会经常用到；改变内能的方法，尤其是通过做功来改变物体的内能，更是分析许多常见现象和汽油机工作过程的理论依据。

因此以上内容都是本节的重点。

难点：内能概念比较抽象，是本节课的难点。

三、教学资源多媒体、铁丝、四、教学设计思路本节课我首先通过汽车、火车、轮船、飞机等交通工具做功的能量来源问题引入新课，然后通过与机械能的类比，建立内能的概念，再结合分子动理论说明物体内能与温度的关系，最后通过学生活动展示改变物体内能的两种方式。

学生在认真阅读分析的基础上充分交流讨论，亲身实验，感受体验，例举实例，强化应用。

我个人觉得教学方法这样安排符合学生的认识过程，教学思路比较顺畅，有助于学生逐步建立内能的概念。

通过对这节课不断地琢磨、仔细地推敲，反复地修改，认识越来越深，教学设计的思路也越来越清晰。

我结合自己的教学过程和其他老师对这节课的点评，形成了以下的反思：1、明确教学目标，教学思路设计,符合教学内容实际，符合学生实际，教学思路层次清晰，各个教学环节的过渡很自然、到位。

在整个教学设计中，教师始终发挥着课堂组织者和学习引导者的作用，使学生通过活动、观察、思考、讨论、归纳、交流等行为自然地掌握所学知识，这一点充分体现了“以学生的主体、以教师为主导”的新课程理念。

在教材处理和教法选择上，注意从学生探究与交流的角度突破难点、突出重点。

2、充分发挥现代教学技术的作用。

内能与热机一、物体的内能1、内能（1）物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和叫做物体的内能，内能是指物体内所有分子具有的能量，而不是指单个分子的能量。

（2）决定物体内能大小的因素主要是物体质量、温度和体积，因为质量决定了分子的数目，温度决定了分子热运动的快慢，而体积与分子势能有关。

同一物体条件下：①同体积：温度越高，内能越大，温度越低，内能越小。

②同质量：温度越高，分子热运动越激烈，内能越大。

※重要考点：温度影响物体的内能。

（3）内能与机械能的区别与联系：①内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和（微观）机械能：是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和（宏观）。

②物体的内能与温度密切相关；物体的机械能与温度无关。

③物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度，一切物体在任何情况下都具有内能，物体内能永不为零；物体的机械能大小取决于物体的质量，相对位置和速度，在一定条件下，机械能可能为零。

④机械能和内能可以相互转化。

（4）内能的国际单位是焦耳，简称焦，用“J”表示。

2、改变物体内能的两种途径改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，这两种方式是等效的。

做功改变物体的内能，实质是内能和其他形式的能的相互转化，对物体做功，它的内能增加，是其他形式的能转化为内能；物体对外做功，它的内能减少，是内能转化为其他形式的能。

用热传递的方式改变物体的内能，实质是内能在物体间的转移，能的形式不变，物体吸收了热量，它的内能就增加，物体放出了热量，它的内能就减少。

热传递的三种方式：热传导，对流，热辐射。

热传递的条件：①物体间存在温度差。

传递到温度一致时热传递停止。

②高温物体向低温物体传递内能（即热量），温度降低，低温物体吸收能量，温度升高。

※考点：做功和热传导在改变物体的内能上是等效的3、热量：热量是物体通过热传递方式所改变的内能。

（1）热量本身不是能量，不能说某个物体具有多少热量，也不能比较两个物体热量的大小。

初三物理《内能与热机》教案一、教学目标1.理解内能的概念及其与温度、物理量之间的关系；2.了解热机的基本原理和工作过程；3.掌握计算热机效率的方法；4.培养学生的实验观察能力和分析问题的能力。

二、教学重点1.内能的概念及其与温度、物理量之间的关系；2.热机的基本原理和工作过程。

三、教学内容1.内能的概念和特点：–内能是物质微观粒子内部所具有的能量；–内能与温度和物质的质量有关；–内能可以通过物体的热量变化来改变。

2.内能与热机的关系：–内能是热机工作的基础；–内能的增减与热机的热量交换有关。

3.热机的基本原理和工作过程：–热机是将热能转化为机械能的装置；–热机有吸热过程、做功过程和排热过程组成；–热机效率是衡量热机性能的重要指标。

四、教学方法1.理论讲解：通过板书和图示，向学生介绍内能的概念和特点，以及热机的工作原理和过程。

2.实验观察：设计实验，让学生观察内能变化和热机工作过程，培养他们的实验观察能力。

3.讨论分析：引导学生分析热机效率的影响因素，讨论并总结计算热机效率的方法。

4.练习演算：布置练习题，让学生运用所学知识进行计算和分析。

五、教学资源1.教学PPT：包含内能和热机的相关知识点、示意图和实验设计等内容。

2.实验器材：热机模型、热工装置、温度计等。

3.教辅材料：《初中物理教学参考书》、《实验指导书》、《练习题集》等。

六、教学步骤1.导入：通过引入热机的工作原理，引发学生对内能和热机的认知。

2.理论讲解：使用PPT讲解内能和热机的基本概念和特点，引导学生的思考和讨论。

3.实验观察：设置实验环节，让学生亲自操作实验装置，观察内能变化和热机工作过程，并记录实验数据。

4.讨论分析：根据实验结果，引导学生分析内能与热机的关系，并讨论计算热机效率的方法。

5.练习演算：布置练习题，让学生运用所学知识进行计算和分析，巩固理论知识。

6.总结归纳：对本节课所学内容进行总结和归纳，强化学生对内能和热机的理解。

初三物理《内能与热机》优秀教案初三物理《内能与热机》优秀教案「篇一」教学目标(1)知道什么是物体的内能(2)知道物体内能的组成(3)知道分子动能和分子势能与哪些因素有关教材分析分析一：教材先由所学知识推出分子动能的存在，并说明分子动能与温度的关系，再又分子力说明分子势能的存在，最后总结出内能的概念分析二：分子势能在微观上与分子间距离有关(宏观上表现为体积)，当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，此时增大分子间距离，分子力作负功，分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时，分子力为斥力，此时减小距离，分子力还是做负功，分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，因为分子势能是相对的。

分子势能与分子间距离的关系如上图所示。

分子势能可与弹性势能对比学习，分子相距平衡距离时相当于弹簧的平衡位置，但对比学习时，也要注意两者的区别。

分析三：比较两物体内能大小，需要考虑到分子平均动能、分子势能和分子总个数。

分子平均动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大，温度越低，分子平均动能越小。

分子势能与分子间距离(宏观上表现为体积)有关，分子间距离改变(宏观上表现为体积改变)，分子势能改变，但分子势能与分子间距离(体积)的关系比较复杂：分子间距离增大，分子势能可能增大，也可能减小，即体积增大，分子势能可能增大，也可能减小。

因此我们不能单从体积的改变上判断分子势能如何改变，而是往往要视具体情况而定。

分析四：机械能与内能有着本质的区别，对于同一物体，机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的，而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定。

例如放在桌面上静止的木块温度升高，其机械能不变，而内能发生了改变。

教法建议建议一：在分析物体内能时要充分利用前三节所学分子动理论的基本观点，由旧有知识推导出新知识。

建议二：在讲分子势能时，最好能与弹簧的弹性势能进行类比学习。

建议三：在区分机械能与内能时，最好能举例说明。

第十二章内能与热机第一节温度与内能【教学课时】 2课时。

【教材分析】本节课是在学生认识了热现象之后，进一步探究热现象本质的开始篇，由此开始了解内能，了解热的本质。

所以本节课在此起着承上启下的作用。

在课程标准中，本节温度只要求学生能知道生活中常见的温度、知道常见液体温度计的原理和使用方法，认识物理与社会的关系，从热岛效应让学生了解环境温度对人们生活的影响，尝试对环境温度发表自己的见解。

温度是一切热过程的表观，又是生活中的最熟悉的物理现象或物理量之一，学生在小学科学课中即已接触过关于温度的概念，了解了常用温度单位及其标定方法。

内能跟8年级时所学的看不见的运动有一定的联系，这要求学生要重拾旧课本，使知识前后连通。

内能是比较抽象的物理概念，因为内能与分子的热运动相关，而分子的热运动与温度紧密相联，故将内能的概念的建立放在温度之后，并用与机械能作类比的方式来建立，限于初中学生的认识与能力，改变内能的途径是通过生活事例与实验分析来认识的。

（第1课时）【教学目标】知识与技能：知道温度的概念，知道温度的常用单位和国际单位制中单位。

过程与方法：了解液体温度计的工作原理，熟悉使用温度计的过程，掌握它的使用方法。

情感态度价值观：1、体会对温度进行准确测量的必要性，养成采集科学准确数据的好习惯。

2、培养学生的观察能力。

【教学重点】液体温度计的原理和摄氏温度的规定。

【教学难点】温度计的使用。

【实验器材】各种温度计各一只，演示温度计一只，三只烧杯，分别盛冷水、温水、热水。

【教学过程】〖引入新课〗热现象是指物体的冷热程度有关的物理现象，例如，大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。

我们生活中都用哪些词来形容物体的冷热程度。

开水和烧红的铁块都很烫，但它们烫的程度又有很大的区别。

所以，在物理学中，为了准确地描述物体的冷热程度，我们引入了温度这一概念。

〖新课教学〗一、温度1、引出温度的概念。

2、提出自学要求，在课本上划出温度的概念，常用单位及单位符号。

第十三章内能与热机第一节物体的内能<一>教学目标1、根据分子动理论描述的微观特征，初步了解内能的概念。

2、知道用温度的变化判断内能的变化。

3、通过生活实例和小实验，知道改变内能的途径。

4、了解热量的概念。

能在生活和相关的物理活动中准确使用其术语。

5、了解热传递的三种形式。

<二>教学重点1、内能和热量概念的建立。

2、理解改变物体内能的两个途径。

<三>教学难点如何准确使用所学概念叙述相关的物理现象。

<四>教学器材多媒体两个烧杯水墨水<五>教学过程一、新课导入①复习提问：分子动理论的基本内容是什么?(学生回答)②演示：小球在桌面上滚动。

师：小球具有什么能? (学生回答)师：什么是动能、势能? (学生回答)师：我们把小球的动能及小球的重力势能成为机械能。

今天,我们要学习一种新形式的能与机械能有点类似，叫内能二、新课教学1、什么是内能?演示：一杯水在讲台桌面。

问：水由什么组成？(学生回答)师：那么因为水分子在永不停息的做无规则运动，我们称水分子具有动能；同时因为水分子间存有引力和斥力，也有间隙，我们称水分子具有分子势能。

结论：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫物体的内能。

内能的单位：焦耳简称：焦符号：“J”师：当温度为0摄氏度，甚至于更低时，物体的内能是否为0？学生思考回答：一切物体的内能均不可能为0,即一切物体均有内能。

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。

2、内能跟温度的关系师：假如物体的动能和势能都越大的话，那么物体的机械能就会越大。

类似的什么情况下，物体的内能也能越大。

(学生回答)说明：因分子势能跟分子间的相互作用及间隙关系复杂,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，即暂不研究内能与物体体积的关系。

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)。