第3章第5节 物体的内能
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《物体的内能》教案.docx一、教学目标1. 让学生了解内能的概念,知道内能与物体的温度、质量和状态有关。
2. 让学生掌握改变内能的两种方式:做功和热传递。
3. 培养学生利用内能的知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 重点:内能的概念、改变内能的方法。
2. 难点:内能与温度、质量和状态的关系。
三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究内能的奥秘。
2. 利用实验和生活中的实例,让学生直观地感受内能的变化。
3. 采用小组讨论法,培养学生的合作意识和团队精神。
四、教学准备1. 教学课件:《物体的内能》PPT。
2. 实验器材:温度计、烧杯、水、石头、金属块等。
3. 课后习题及答案。
五、教学过程1. 导入新课1.1 利用PPT展示图片,引导学生关注物体的内能。
1.2 提问:什么是内能?内能与哪些因素有关?2. 自主学习2.1 让学生阅读教材,了解内能的概念。
2.2 学生分享学习心得,教师点评并总结。
3. 课堂探究3.1 实验一:观察石头和金属块的温度变化,探讨内能与温度的关系。
3.2 实验二:通过热传递的方式,改变烧杯中水的内能。
3.3 实验三:做功改变内能,如推动物体、压缩气体等。
4. 小组讨论4.1 引导学生分组讨论,总结改变内能的两种方式。
4.2 每组汇报讨论成果,教师点评并总结。
5. 课后拓展5.1 布置课后习题,巩固所学知识。
5.2 鼓励学生在生活中观察内能的变化,提高实践能力。
6. 课堂小结6.1 教师总结本节课的主要内容。
6.2 学生分享学习收获。
7. 作业布置7.1 课后习题。
8. 教学反思8.1 教师对本节课的教学效果进行自我评价。
8.2 学生对学习效果进行自我评价。
六、教学内容本节课主要介绍物体的内能。
内能是指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。
物体的内能与物体的质量、温度和状态(固体、液体、气体)有关。
七、教学过程设计1. 导入(5分钟)通过一个简单的日常生活中的例子,如加热水,来引导学生思考什么是内能,以及内能与哪些因素有关。
第5节物体的内能(第1课时)一、内能的含义物体内部大量微粒做________________时具有的能。
二、内能(热能)大小的影响因素影响因素有________、________、状态等。
三、改变内能的方式1.做功:对物体做功,可以使物体的内能________,如搓手取暖、打气筒打气时变热等;____________,本身的内能会________。
2.热传递:热量从高温物体向低温物体或者从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
热传递直到温度________为止。
A组基础训练1.下面哪一个现象的描述能说明分子在不停地运动()A.春天柳枝摇曳B.夏天荷花飘香C.秋天落叶纷飞D.冬天瑞雪飘飘2.(青海中考)关于物体的内能,下列说法正确的是()A.温度为0℃的物体没有内能B.做功可以改变物体的内能C.物体的内能增加,一定是温度升高了D.温度相同的1kg水和1g水,内能相同3.(温州中考)木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头。
锯条温度将升高。
该过程主要通过()A.热传递使锯条的内能增加B.做功使锯条的内能增加C.热传递使锯条的内能减少D.做功使锯条的内能减少4.飞机在万米高空飞行时,舱外大气压比舱内大气压低,要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内,在这个过程中,压缩机对空气做功,空气的() A.温度升高,内能增加B.温度降低,内能减少C.温度升高,内能减少D.温度降低,内能增加5.下列过程,哪一个是通过热传递增加物体内能的()A.火车经过后,铁轨的温度升高B.压缩筒内空气,使乙醚达到着火点C.铁片在室外被太阳晒热D.流星在空气中高速下落,发出光和热6.下列四种现象中,只发生能的转移而不发生能的转化的过程是()A.冬天,摸户外的金属杆时手感觉到冷B.闭合开关后,灯泡发光C.烧水时,水蒸气顶起壶盖D.给电动自行车的蓄电池充电7.两个物体之间不发生热传递现象,这表明它们之间一定具有相同的()A.温度B.热量C.质量D.比热8.以下说法正确的是()A.在热传递过程中,低温物体吸收了热量B.物体温度降低到0℃时,分子的运动就停止了C.温度相同,物体的内能就一定相同D.温度越高,物体的内能就越大第9题图9.(广州中考)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧。
人教版物理九年级13.2《内能》教案一. 教材分析《内能》是九年义务教育人教版物理教材九年级下册第三章的内容。
本节课主要让学生了解内能的概念、内能的改变方式以及内能与机械能的区别。
通过对内能的学习,使学生能更好地理解物质的微观结构,为后续学习热力学打下基础。
二. 学情分析九年级的学生已经具备了一定的物理基础知识,对物体运动、力、声、光、电等现象有了初步的认识。
但学生对微观世界的了解还不够深入,对内能的概念、内能的改变方式以及内能与机械能的区别等内容还需通过实例进行引导和讲解。
三. 教学目标1.让学生理解内能的概念,知道内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
2.让学生了解内能的改变方式,包括做功和热传递。
3.让学生理解内能与机械能的区别,明确内能是物体的一种能量形式,而机械能是物体由于位置和速度而具有的能量。
4.培养学生的观察能力、分析能力及动手实验的能力。
四. 教学重难点1.内能的概念及内能的改变方式。
2.内能与机械能的区别。
五. 教学方法采用启发式教学法、实验法、小组合作学习法等,通过问题引导、实例分析、实验观察、讨论交流等方式,让学生主动参与学习,提高学生的分析问题、解决问题的能力。
六. 教学准备1.教学课件。
2.实验器材:温度计、热水、冷水、玻璃棒等。
3.学习资料。
七. 教学过程1. 导入(5分钟)通过一个实例引入:冬天用热水取暖,热水放出热量,温度降低,冷水吸收热量,温度升高。
提问:这是怎样的一种能量转移?这种能量与物体的温度有什么关系?2. 呈现(10分钟)呈现内能的概念:内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
接着介绍内能的单位、测量工具等。
3. 操练(10分钟)进行一个简单的实验:用温度计测量热水和冷水的温度,观察温度变化。
让学生通过实验观察内能的变化。
4. 巩固(10分钟)通过一些实例让学生理解内能的改变方式,如:烧水时,水温升高,内能增加;用手摩擦物体,物体的温度升高,内能增加。
课题 3.5物体的内能课型新课课时第2课时教学目标1、认知领域:理解热传递是改变内能的方法,知道热传递过程中能量转化和转移的实质,知道热量的概念,知道热量可以用来量度内能的变化,知道燃料的热值。
2、技能领域:能过学习内能和改变内能的方法实验,培养学生实验观察和分析能力。
3、情感领域:通过学习,培养学生能源意识,为节约能源做准备。
重点热量难点热量的计算教学方法实验探究法教学准备多媒体板书设计第5节物体的内能三、热传递可以改变内能热传递过程中传递的能量的多少叫热量,用Q表示,单位也是焦耳四、燃料的热值教学反思教学过程(一)引入新课什么是热传递?它有哪几种形式?(二)新课教学1、热传递可以改变内能热传递:能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现象。
传导——热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递。
对流——通过液体或气体(流体)自身的流动由高温部分向低温部分传递。
辐射——热量不通过物体媒介,直接由高温物体发射到低温物体的传递。
演示实验:热传递可以改变内能。
设疑:将会看到什么现象?小图钉为什么会掉下来?金属棒的内能为什么会增大?金属棒上各部分是不是同时达到相同的温度,为什么?出示:采用冷敷降低体温,并填空(课本113页图3-56)结论:热传递可以改变物体的内能热传递过程中传递的能量的多少叫热量,用Q表示,单位也是焦耳。
思考:用所学的知识解释下列图中发生的现象讨论:有一个装有铁屑的烧瓶,可以用什么方法使铁屑的内能增加?小结:改变物体的内能有两种方法:做功和热传递。
两种方法对改变物体的内能是等效的,但本质上有所区别。
2、燃料的热值引入:从人类最早发明火种开始,介绍人类使用燃料的历史。
说明人类获利内能主要是从燃料中获得。
燃烧:一种剧烈的氧化反应。
从能的转化角度看,是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
注:单位质量、燃料的种类、完全燃烧三个要素。
第5节物体的内能(一)内能A.热运动物体内部大量分子的无规则运动,叫热运动。
B.内能1.分子动能:分子由于运动而具有的能叫分子动能。
物体的越高,分子运动得越快,它们的动能越大2.分子势能:由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能3.物体的内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
单位:焦耳(J)4.对内能的理解1)内能是指物体的内能,不是分子的内能,是物体内部所有分子共同具有的分子动能和分子势能的总和。
单纯考虑一个分子的分子动能和分子势能是没有现实意义的2)一切物体在任何情况下都有内能(0℃的冰具有内能吗)3)内能具有不可测量性,即不能准确知道一个物体的内能的具体数值C.影响物体内能大小的因素:物体的质量、物体的温度、物体的体积、物体的种类、物体的状态都可以影响物体内能的大小(二)物体内能的改变1.热传递改变物体的内能1)对热传递的理解2)热传递是把内能由温度高的物体传递给温度低的物体,而不是由内能大的物体传递给内能小的物体内能大的物体温度不一定高,例如1000kg1℃的水内能大,0.1kg100℃的水内能小2.做功改变物体的内能:对物体做功,物体的内能会;物体对外界做功,物体的内能3.温度、热量、内能三者之间的区别与联系(三)比热容A.定义:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫这种物质的比热容,用符号c表示B.单位:焦/(千克·℃),读作焦每千克摄氏度C.比热容是物质本身的一种性质1.比热容是物质自身的性质之一,与物体的质量、体积等无关2.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是:质量为1kg的水,温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量为4.2×103J3.对于同一种物质,比热容的值还与物质的物态有关,同一种物质在统一物态下的比热容是一定的,但在不同物态下,比热容是不相同的。
浙教版九年级上册第三章第五节物体的内能-内能及热量计算【同步练习-解析】一、选择题1.甲、乙两金属球质量相等,在冰水混合物中浸泡了10分钟后,将甲球从冰水混合物中取出,投入一杯热水中,最后水温降低了10℃,将甲球取出,再将乙球取出并放入这杯水中,达到热平衡时,水温又降低了10℃,则甲、乙两球的比热关系为( ) A .C C >甲乙B .=C C 甲乙 C .C C <甲乙D .无法判断【答案】A【解析】由Q=cmΔt 得:Q 水=c 水m 水Δt 水,Q 水’=c 水m 水Δt 水’,因Δt 水=10℃,Δt 水’=10℃,故Q 水=Q 水’; 由Q 吸=Q 放得:Q 甲=Q 水,Q 乙=Q 水’,故Q 甲=Q 乙;设:Q 甲=Q 乙=Q ,m 甲=m 乙=m ,则:Q=c 甲mΔt 甲,Q=c 乙mΔt 乙,化简得:c 甲Δt 甲= c 乙Δt 乙;因:Δt 甲=Δt 乙+10℃,即Δt 甲>Δt 乙,则c 甲<c 乙。
2.下列说法中正确的是( )A .在热传递过程中,高温物体将温度传递给低温物体B .温度高的物体一定比温度低的物体内能大C .物体温度越高所含的热量也越多D .物体吸收了热量,本身内能会变大【答案】D【解析】A. 在热传递过程中,高温物体将内能传给低温物体,故A 错误;B. 质量不确定,只知道温度的关系,不能确定内能的大小,故B 错误;C. 热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故C 错误;D. 同一物体,吸收热量,本身内能会增大,故D 正确;3.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体,M 可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中()A.气体对外界做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能减小D.外界对气体做功,气体内能增大【答案】D【解析】由题意可知,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中,压缩密闭的空气,对气体做功,使气体的内能增大,温度升高。
九年级上册物理内能内能是物质的微观热运动引起的,是物质所具有的能量的一种形式。
在物理学中,内能被认为是一种系统的热能。
在九年级上册的物理学课程中,我们将会学习关于内能的概念、性质和计算方法。
本文将介绍九年级上册物理内能的相关知识和重要概念。
1. 内能的概念内能是物质微观粒子热运动的能量体现。
物体的内能包括分子间相互作用能以及分子内部各项自由度的能量。
内能的大小与物体的质量、温度和物质的性质有关。
2. 内能的性质2.1 内能的传递:内能可以通过热传导、热辐射和对流传递等方式进行热量传递。
热量的传递是内能之间的转化和传递过程。
2.2 内能的变化量:内能可以发生变化,这种变化量与物体的温度变化以及传递或转换的热量有关。
内能的变化量可以根据热量守恒定律来计算。
2.3 内能的单位:国际单位制中,内能的单位是焦耳(J)。
在物理学中常常使用焦耳来表示内能的大小。
3. 内能的计算方法3.1 内能的计算公式:根据内能的定义,内能的计算公式可以表示为:Q = mcΔT其中,Q表示物体内能的变化量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示物体温度的变化量。
3.2 内能的计算实例:例如,有一个以太阳能为热源的加热器,太阳能的功率为1000瓦,操作时间为2小时。
如果我们希望计算加热器内能的变化量,可以使用内能计算公式来解决。
Q = Pt根据公式,Q = 1000瓦 × 2小时 = 2000焦耳。
4. 内能的应用4.1 内能与热平衡:内能是热平衡的重要概念之一。
当物体与外界达到热平衡时,内能的变化量为零。
4.2 内能与热机效率:内能在热机中起着重要的作用,热机的效率可以通过内能的变化量来计算。
4.3 内能与相变物质:相变是物质内能发生变化的过程,具有一定的热吸收或放出的能力。
5. 总结内能是物质微观粒子热运动的能量体现,是一种系统的热能。
在九年级上册的物理学课程中,我们学习了内能的概念、性质、计算方法以及其在实际应用中的作用。
第5节物体的内能
物体的内能
1.内能的定义
物体内部所有分子做______________的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
说明一切物体在任何情况下都具有内能,物体的内能不会为零。
因此物体内部分子的热运动永不停止,分子间的相互作用也总是存在。
2.影响内能大小的因素
物体的内能与________有关。
同一个物体,温度越高,分子的热运动越剧烈,它具有的内能就越大。
物体的内能还受________、材料、状态等因素的影响。
说明①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。
②在质量、温度、状态相同时,物体的材料不同,内能可能不同。
③在物体的温度、材料、质量相同时,物体存在的状态不同,内能也可能不同。
例1(日照中考)关于物体的内能,下列说法正确的是()
A.物体温度升高,它的内能一定会增加
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.温度相等的1kg水和100g水内能相同
改变物体内能的两种方法
1.做功可以改变内能
外界对物体做功,物体的内能________;物体对外做功,物体的内能会________。
通过做功改变物体的内能,实质上是其他形式的能与物体内能相互转化。
2.热传递可以改变内能
热传递改变物体的内能实质上是内能从________物体传递到________物体或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。
在热传递过程中传递的能量的多少叫做热量。
热传递发生的条件是物体之间存在________。
说明做功和热传递在改变物体的内能上虽然是等效的,但它们的实质不同,做功改变内能实质是内能和其他形式的能之间的转化,而热传递改变内能实质是不同物体之间或同一物体的不同部分之间内能的转移。
例2(杭州中考)实验装置如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。
根据该实验现象得出的下列结论正确的是()
A.气体比液体更容易被压缩
B.浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加
热量的计算
1.物体温度升高时吸收的热量Q吸=________。
2.物体温度降低时放出的热量Q放=cm(t0-t)。
c为物质的________。
比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
其中,c为物质的比热容,m为物体的质量,t0是初温,t是末温。
如果用Δt表示升高或降低的温度,即用Δt表示t-t0或t0-t,那么物体吸收或放出的热量可以写成Q=cmΔt。
说明①比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它不随物质质量的改变而改变,也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。
②对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不相同的。
如:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
例3 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,下列说法正确的是( )
A .加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高得多
B .如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C .加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D .甲液体的比热容大于乙液体的比热容
热机
1.热机
(1)定义:把________转化为机械能的机器。
(2)原理: 化学能――→燃料燃烧 ――→做功
机械能
2.热机的种类
热机⎩⎪⎨⎪⎧蒸汽机内燃机⎩⎪⎨⎪⎧汽油机柴油机汽轮机、喷气发动机
3.热机的四个过程:吸气、________、________排气。
例4 (淮安中考)在汽油机压缩冲程中,气缸内气体的( )
A .温度降低
B .密度变小
C .热量增多
D .内能增加
燃料的热值
1.燃料燃烧时能量的转化
燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为________,也就是通常所说的释放出热量。
2.燃料的热值
1kg 某种燃料________燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的________,单位是J/kg ,气体燃料的热值单位通常用J/m 3。
热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
同种燃料的热值相同,不同种燃料的热值一般不同。
例5(兰州中考)关于燃料的热值,以下说法中正确的是()
A.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关
B.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
做功改变物体内能
例6(泉州中考)下列物理现象中,属于通过做功途径改变物体内能的是()
A.冬天晒太阳人会感到暖和
B.饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C.锯木头时锯条会变热
D.烧红的铁块放入水中会变凉
热量的计算
例7某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热,他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。
已知酒精的热值是 3.0×107J/kg,加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精,那么请问:
(1)a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像?为什么?
(2)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(3)给水加热的2min时间内,如果酒精完全燃烧将放出多少热量?
(4)试求出沙子的比热容。
晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变
例8(西宁中考)关于温度、内能、热量三者的关系,下列说法正确的是()
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体温度升高,内能一定增加
例9(兰州中考)用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容为()
A.2.1×103J/(kg·℃)
B.4.2×103J/(kg·℃)
C.1.2×103J/(kg·℃)
D.条件不足,不能确定
1.(多选)(北京市西城区中考)下列事例中,利用做功使物体内能增加的是()
A.用锤子打铁,铁块的温度升高
B.用暖水袋暖手,手会感到暖和
C.两只手互相摩擦时手会发热
D.阳光照到地面上,使地面升温
2.(多选)(潍坊中考)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像(如图乙)。
在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用m a、m b、c a、c b表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是()
第2题图
A.若m a=m b,则c a>c b
B.若m a=m b,则c a<c b
C.若c a=c b,则m a<m b
D.若c a=c b,则m a>m b
3.(南京中考)如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于压缩冲程的是()
4.(安徽中考)某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3。
求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
第5节物体的内能
【要点详解】知识点1:无规则运动
温度质量例1A知识点2:增加减小高温低温温度差例2D知识点3:cm(t-t0)
比热容例3A知识点4:热能
内能压缩做功例4D知识点5:内能完全热值例5A
【易错点拨】例6C例7(1)a是沙子,吸热相同,a的温度变化大,比热容小
(2)4.2×104J
(3)6×104J(4)0.91×103J/(kg·℃)例8D
【综合应用】例9A
【巩固提升】1.AC 2.BC 3.A
4.(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J;(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J;(3)热水
器的效率:η=Q吸
Q放
×100%=
1.26×107J
3.2×107J
×100%≈39.4%。
答:(1)天然气完全燃烧放出的热
量为3.2×107J;(2)水吸收的热量为1.26×107J;(3)该热水器工作时的效率是39.4%。