人教版九年级物理第十三章 《内能》单元教学设计

第十三章内能第1节分子热运动知识目标知识要点课标要求1．物质的构成能简单的说明物质是由分子、原子构成的2．分子热运动知道一切物质的分子都在不停的做热运动；能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释3．分子间的作用力知道分子之间存在着相互的作用力教学过程情景导入神奇的软蛋星期天，小明来到爷爷家过周末，发现爷爷家的食品柜里有一瓶醋泡蛋，蛋壳已经泡没了，只剩一层蛋膜包着鸡蛋，爷爷说这是一种保健食品．调皮的小明趁爷爷不注意，将“软蛋”冲洗干净后放在了清水中，奇怪!“软蛋”竞一点点地长“胖”了．这其中的奥妙，你能解释吗？合作探究探究点一物质的构成提出问题出示玻璃杯，想一想如果把此杯子打碎，碎片是否还是玻璃？如果经过多次分割，颗粒会越来越小，如果不停的分下去，有没有一个限度？讨论交流小组之间交流讨论物质的变化情况、无限度的分下去时出现的情景。

归纳总结（1）保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子或者原子。

（2）常见的物质是由及其微小粒子----分子、原子构成的。

（3）分子的大小用分子的直径来衡量，通常用10-10m为单位来量度分子的大小。

探究点二分子热运动1．扩散现象活动一演示一：教师打开一盛有香水的香水瓶，让附近的学生闻一下。

问题：能不能闻到香味？为什么？演示实验2：我们将一个空瓶子，倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。

观察并思考：上面空瓶有红色现象说明了什么？将空瓶与装着红棕色二氧化氮气体的瓶子颠倒放置，重做这个实验能否得出相同的结论？结论：上面空瓶有红色，说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。

这个实验是一种扩散现象。

颠倒放置时不能得出相同的结论，因为二氧化氮密度大，在重力作用下会向下运动，无法证明分子是运动的。

归纳总结：不同的物质在接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散现象。

交流讨论：在我们日常生活中，扩散现象很常见，小组之间交流讨论一下，能否举出几个例子？活动二提出问题：气体可以发生扩散，那么液体和固体是否可以发生扩散呢？演示实验3：向一个盛有热水、冷水的两个烧杯中用滴管注入两滴红墨水。

观察并思考：观察到什么现象？说明了什么问题？结论：说明液体之间也可以发生扩散现象，扩散的快慢与物体的温度有关。

拓宽延伸：结合演示实验，阐述出课本P3的13.1-3说明的问题。

实验中如果将水在硫酸铜溶液的下面，是否能够影响实验效果？活动三提出问题：固体分子之间能否发生类似的现象，请同学们交流、讨论举例。

归纳总结：（1）说明了气体、液体、固体在相互接触后，都能彼此进入到对方内部，这种现象叫扩散现象。

（2）扩散快慢的因素与温度有关，温度越高，扩散的越快。

（3）扩散现象说明了分子时刻不停的做无规则运动；分子之间存在间隙。

典例剖析（泉州中考）东亚文化之都--泉州，风景秀丽．如图所示的情景，能说明分子无规则运动的是（）A．天柱山薰衣草落叶归根B．虹山村油菜花花香阵阵C．清源山缤纷秋叶色彩梦幻D．九仙山淞玉树琼花【点拨】分子运动是微观上的运动，肉眼看不见的，它通过宏观的颜色、气味、味道来间接的反映出来；机械运动是宏观上的运动．由此展开分析、解答．【自主解答】【方法归纳】分子的无规则运动不能够直接观察到，它是通过宏观的颜色、气味、味道来间接的反映出来，我们只要是看的到的运动都属于宏观的机械运动．我们平时所见到阳光下尘土飞扬、浓烟滚滚不能说明分子做无规则运动．探究点三分子间的作用力问题1：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，但为什么分子不会飞散开，反而聚合在一起呢？演示实验4：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，教师在下面逐个加挂钩码，挂很多个都不能把它们分开。

实验5拿出准备好的注射器，拧下针头，拉开活塞，用大拇指堵住针头的一端，用力压活塞，有什么感觉？将活塞中的空气换成水，再做一做，有什么感觉？归纳总结：分子之间存在相互的引力和斥力拓宽延伸：演示6让学生取一根弹簧，感受拉和压时作用于手的力。

然后教师拿两个乒乓球，中间放一根弹簧，告诉学生用这个模型来比拟两个连着的分子，教师操作，让学生来回答。

当弹簧拉长，分子间的距离增大，作用力表现为引力；当弹簧压缩，分子间的距离缩小，作用力表现为斥力；当弹簧不用力时，引力＝斥力。

归纳总结：（1）分子之间既有引力又有斥力，是同时存在，同时消失．（2）不同情况下分子间作用力的特点：若d指“分子间的距离”；r 指“分子间的平衡距离”则有：①当d=r时，F引=F斥处于平衡距离处。

②当d＜r时，F引＜F斥，斥力起主要作用。

③当d＞r时，F引＞F斥，引力起主要作用。

④当d＞10r时，分子间作用力十分微弱，可以忽略不计。

问题2结合P5的13-1-5、6、7，并讨论交流教材物质三态的分子模型。

用表格的形式比较三种物态分子排列的不同特点。

归纳总结：物态微观特性宏观特性分子间的距离分子间的作用力有无一定形状有无一定的体积固态较小很大有有液态较大较大无有气态很大很弱无无【点拨】分子间的与分子间的距离有关，当分子间的距离大的一定程度时，分子间的作用力就不存在了．板书设计第1节分子热运动教学反思本节是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。

但由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用实验为主，以计算机模拟的方法为辅组织教学。

本节需要考察的知识与技能内容比较抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生分析、讨论为主，在教师引导的基础上，以“提出问题──实验探究──分析归纳──得出结论”为主线的思维过程进行教学，利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。

第2节内能知识要点课标要求1．内能了解内能的概念，能简单的描述温度和内能的关系2．做功和内能的改变知道做功可以使物体内能增加或减小的一些实例3．热传递和内能的改变知道热传递可以改变物体的内能，知道热量的概念及单位4．做功和热传递的实质知道做功和改变物体内能的实质5．做功和热传递改变内能的等效性理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的教学过程情景导入玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？原来真正的汽车开动时它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。

那么，什么是内能？从而引入新课。

合作探究探究点一内能活动1：出示挂图：展示运动员头顶足球图片和分子运动图片(如图所示)。

活动2：两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。

弹簧形变时具有势能，两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。

类比机械能定义，得出内能的定义及单位。

总结：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。

内能的单位是焦耳(J)。

活动3：引导学生利用类比法理解影响物体内能大小的因素。

总结：一切物体，都具有内能。

一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定。

探究点二做功和内能的改变活动1：让学生相互搓手，说一下感觉。

活动2：如图所示，让一生来回弯折铁丝，感觉一下弯折处的温度变化。

总结：对物体做功，物体的内能增加。

活动3：演示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。

活动4：让一学生吹气球，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！捡起时气球会发现它的嘴部温度变低。

总结：物体对外做功，物体的内能变小。

活动5：学生交流、讨论，做功改变物体内能的实例。

探究点三热传递和内能的改变活动1：出示课件，分析下列内能改变的方式是否是做功？它们使物体温度升高时的特点怎样？归纳总结：（1）当温度不同的两个物体接触，或同一物体的不同部位温度不同时，高温物体的内能减小，低温物体的内能增加。

（2）条件：存在温度差（3）最终结果：直到温度相同。

（4）在热传递过程中，传递能量的多少，叫做热量。

其单位是焦耳，符号是J。

探究点四做功和热传递在改变物体内能的区分活动1：出示课件，让学生分析课件中改变内能的方式。

学生交流得出答案：甲、乙、丙三图中是通过做功改变内能；丁图是通过热传递改变内能。

归纳总结：区分做功和热传递时主要是在改变内能上的条件来进行区分。

做功来改变内能的主要方式是压缩体积、摩擦、敲打、弯折等；而热传递改变内能的方式主要是温度引起的内能的转移。

活动2：出示课件，让学生利用学过的物理知识解释两位同学的取暖方式（如图）有何不同．归纳总结：哈气取暖是通过热传递使手的内能增大温度升高；搓手是通过摩擦做功的方式使手的内能增加温度升高．活动3：出示课件，让学生交流、分析。

第二届亚洲青年运动会前夕，主办方通过古老的钻木取火方式，在几分钟内取得火种，并点燃火炬．请你用物体内能改变的方式说明钻木取火的过程．归纳总结：钻木取火的过程是克服摩擦对物体做功，物体内能增加，温度升高，达到燃料的燃点而被点燃，此过程是通过做功的方式改变物体内能的．探究点五内能概念和做功和改变物体内能的等效性活动1：一根滚烫的铁棒拿来，一定是在火中刚刚燃烧过。

让学生交流、讨论这个判断正确吗？通过学生的交流得出答案：不正确，还有可能做功改变的。

因为做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

活动2：改变物体内能的方法有两种：做功和热传递．这两种方法对改变物体的内能是等效的．你是怎样理解等效的呢？请你通过举例加以说明．学生交流、讨论得出答案：改变物体内能的方法有两种：做功和热传递．这两种方法对改变物体的内能是等效的，即做的功与传递的热量相等时，物体内能的改变量是相等的；如：对物体做100J的功，物体内能增加100J，对物体传递100J的热量，物体内能的增加量也是100J．活动3：内能的概念是同学们理解上的难点内能，根据你的理解，回答下列的问题：内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能（即分子无规则热运动动能）、分子的势能（即分子间相互作用能）、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等．在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项．由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系．请回答下列问题：（1）慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？（2）加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？（3）金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？归纳总结：（1）慢慢压缩针筒里的气体，分子间的距离变小，气体内能中分子势能变化；（2）加热针筒里的气体，分子运动加剧，分子动能发生变化，所以气体内能中分子动能变大；（3）金属块在受热膨胀时，分子间的距离变大、分子运动加剧，金属块内能中分子动能和分子势能都变化．探究点六温度、热量内能的区别与联系学习内能的知识后，大多数学生对这三个物理量（温度、内能、热量）的概念及相互关系不能正确理解，为帮助学生理解和应用，把三者的区别和联系总结如下：1. 温度表示物体的冷热程度，从分子运动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，对同一物体而言，温度只能说"是多少"或"达到多少"，不能说"有""没有"或"含有"等。