九年级物理新课 第二章第2-4节内能 做功和内容的改变 热传递和内容的改变,热量 人教四年制版 知识精讲

九年级物理新课 第二章第2-4节内能 做功和内容的改变 热传递和内容的改变，热量 人教四年制版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

九年级新课：内能

二. 重点、难点：

1. 知道物体内能的初步概念

（1）知道分子无规则运动的快慢与温度有关系。

（2）知道什么是内能，物体温度改变时内能要随之改变。

2. 知道做功可以改变物体的内能

（1）知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

（2）知道可以用功来量度内能的改变，内能的单位是焦耳。

（3）能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热常见物理现象。

3. 知道热传递可以改变物体的内能

（1）知道热传递过程中，物体吸（放）热量，温度升高（降低），内能改变。

（2）知道热量的初步概念，热量的单位是焦耳。

三. 知识点分析：

“内能”。本节在分子动理论知识的基础上，具体说明内能是物体内部的能量。教材首先提出内能的概念，然后与机械能作对比，提出物体的内能和温度有关，然后通过实验现象的分析推理，指出温度表征了物体内部分子无规则运动的激烈程度，这样，就又把宏观量（温度）和微观机理（分子无规则运动的激烈程度）联系起来了。为了使学生对内能有一个初步的比较正确的认识，教材从炽热的铁水和冰冷的冰块都有内能，说明了内能的普遍性，而不只是“热”的物体才有内能。再从空中运动的球所具有能量的分析，指出了内能是不同于机械能的另一种形式的能。 “做功和内能的改变”。从本节起，教材把讨论的重点移向研究内能的变化（能量只有在发生变化时才能为人们有效地利用），即如何改变内能和如何量度内能的变化的大小。本节正是研究这两个方面的问题。首先，教材从一系列生活现象和实验中，归纳出做功可以改变（增加和减小）内能，然后进一步指出做功的多少和内能变化大小之间的关系，得出能与功具有相同单位的结论。

“热传递和内能的改变”。本节与上节相似，仍然围绕如何改变内能和如何量度内能改变的大小这个中心，遵循观察现象（日常的热传递引起温度变化的现象）→经过分析推理（改变物体内能）→得出定性结论（指出传递的热量与内能变化大小的关系）的思路，展开全节内容。需要指出的是，虽然“卡”这个热量单位已被废除，但在营养学，生理学和其他许多技术资料中都还在广泛使用，要完全过渡为焦耳还需要一段时间，故教材用小体字对卡作了扼要的介绍。

【典型例题】

[例1] 下列说法中不正确的是（ ）

A. 温度为0℃的物体没有内能

B. 温度高的物体内能一定多

C. 物体的内能增加，它的温度一定升高

分析：由于组成物质的分子永不停息地做无规则热运动，因此一切物体都有内能，即使在0℃，物体的分子仍在运动，且分子间仍有相互作用力，它们之间仍有动能和势能，也即仍有内能。A错。

内能的多少并不能简单地由温度高低来判断，必须同时考虑到物体所含的分子数以及分子间的势能等。某一物体虽然温度较低，但如果分子数多，内能也可以较大，某一物体温度虽高，但如果分子数少，内能也不一定大。B错。

物体的温度升高，分子运动速度加快，分子的动能增加，因此物体的内能也增加。但不等于说物体的内能增加，它的温度一定升高。因为内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，若分子势能增加了，即使物体的温度不升高，分子动能不增加，物体的内能仍能随分子势能的增加而增加，例如，冰在熔点熔化成同温度的水，温度保持不变，但内能增加。故C也错。

答：A，B，C。

[例2] 在0℃的房间内，放在地面上的铅球（ ）

A. 具有机械能 B. 没有机械能 C. 具有内能 D. 没有内能

分析：机械能与物体的机械运动的情况有关。物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能。如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，也没有弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体，没有机械能。一切物体不论它的温度高低如何，都具有内能。

答：C。

[例3] 下列实例中物体的内能是如何改变的？

（1）用锯条锯木头，锯条会发热。

（2）电冰箱的压缩机在压缩某种液体的蒸气时使蒸气温度升高；

（3）打开高压瓶的塞子，高压气体冲出后温度降低。

分析：根据对物体做功（包括克服摩擦做功和压缩气体做功）和物体内能改变的关系去考虑。

答：

（1）是用克服摩擦做功的方法，将机械能转化为内能，使锯条的内能增加，温度升高。

（2）是用压缩气体做功的方法，将机械能转化为内能，使蒸气的内能增加，温度升高。

（3）高压气体膨胀对外做功，气体内能减少，温度降低，气体的内能转化为动能等。

[例4] 一个物体温度升高，则（ ）

A. 它含有的热量增加

B. 它一定吸收了热量

C. 一定对物体做了功

D. 它的内能增加 分析：热量是表示在热传递的过程中，传递能量的多少，因此不能说物体“含有热量”，A错。一个物体温度升高，它的分子运动一定加快，内能增加，D正确。改变物体内能的方法能两种，做功和热传递，两种方法对改变物体的内能是等效的，因此不能肯定是做功或热传递。B、C也错。

答：D。

[例5] 下列事例中，不属于通过热传递改变物体内能的是（ ）

A. 用酒精灯加热杯里的水

B. 人晒太阳觉得暖和

C. 金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手

D. 用打气筒打气，筒壁会发热

分析：改变物体的内能有做功和热传递两种方式。A、B、C三项都是通过热传递将一个物体的内能转移到另一物体内。D中，打气筒打气时，压缩气体做功和克服摩擦做功，把机械能转化成内能，不属于通过热传递改变物体的内能。

答：D。

[例6] 下列所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是（ ）

A. 将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热

B. 放在空气中的一杯热水会冷却

C. 在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热

分析：不论物体是发热或是冷却，物体的温度都发生了变化，都是内能的改变，弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功，所以都是通过做功改变物体热能，热水放在空气中，通过热辐射以及对流等方式向外传递了热能，而使自身的热能减少，温度下降，它是通过热传递方式改变内能的，所以应选B。

答：B

用打气筒给自行车车胎打气，过一会儿气筒壁会发热。解释其原因。

分析：气筒壁发热说明温度升高了，温度升高了说明内能增加，物体内能增加有两个途径，一是通过热传递，另一个是做功，这两种方式在使物体内能发生变化方面是等效的，当用气筒给车胎打气时，由于气筒的活塞与筒壁有摩擦，在推拉活塞时要克服摩擦做功，此功主要转换为热能，使气筒壁的温度升高。

当然，用力推动活塞时压缩了气筒内封闭的空气，对这部分空气做了功，使空气温度升高、内能增加，空气增加的内能会不会传递一部分给气筒壁呢？我们知道，打气时气筒中的空气压缩后通过车胎上的气嘴（单向阀门）进入了车胎，打气筒每进入一部分空气在筒中被压缩的时间是较短的，向打气筒壁传递热能很少，可以忽略不计。

[例7] 白炽电灯泡通电发光，从灯丝发热直至发光，其内能的改变是通过______实现的，灯泡的玻璃泡壁也会发热，其内热的改变是通过_____途径实现的。

分析：电流具有电能，电流通过用电器时也要做功，电流所做的功通常称为电功，根据焦耳定律，当电流通过电阻时，电能将转化为内能使电阻的温度升高，而白炽电灯泡的灯丝是钨丝绕制的，实质上是一个电阻，所以通电时发热、内能增加是由于电流做功的结果。

一般灯泡都将空气抽去了，连接灯丝与泡壁的都是玻璃，玻璃是热的不良导体，灯泡壁的灯丝通电时发热是由于高温灯丝通过热辐射方式将内能传递给了它。

答：做功，热传递。

【模拟试题】

A组

一. 填空题

1. 物体内部大量分子做无规则运动所具有的能的总和，叫做物体的______，也常常叫做______。

2. 物体内部______叫做热运动。

3. 一个物体温度升高越多，它的分子的无规则运动越______，物体的______就越大。

4. 用做功的方法来改变物体的内能，实际上是______能和______能的相互转化。 5. 锯木头，锯条发热，这是用______的方法使锯条内能______。

6. 煮稀饭时，锅盖被水蒸气顶起，水蒸气对锅盖做了______，水蒸气的内能______。

7. 古人用“钻木取火”的方法产生火，这种方法的道理是______。

8. 在国际单位制中功的单位是______，能的单位是______。

9. 物体在热传递过程中，______叫热量。热量的单位是______。

10. 热传递的实质是______从高温物体转移到低温物体。

11. 说明下列各题中内能改变的方法：

（1）一盆热水放在室内，一会就凉了，______；

（2）高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______；

（3）铁块在火炉上加热，一会儿热得发红，______；

（4）打气筒给车胎打气，过一会筒壁发热，______；

（5）冬天人们往手上呵气取暖，______；

（6）两手互相摩擦取暖，______。

二. 选择题：

1. 下列说法错误的是（ ）

A. 一个物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少

B. 两物体升高相同温度，增加的内能一定相等

C. 温度越高，分子运动速度越快，分子间扩散也越快

2. 关于内能，下列说法正确的是（ ）

A. 一个分子做无规则运动所具有的能

B. 大量分子做无规则运动所具有的能

C. 0℃物体内能为零

D. 温度高的物体具有的内能多

3. 关于热量，下列说法正确的是（ ）

A. 热水比冷水含的热量多

B. 一大桶水比一小桶水含的热量多

C. 一个物体内能越多，它具有的热量越多 D. 热量是在热传递过程中内能的改变量

B组

一. 填空题

1. 我们把物体里大量分子的______叫做热运动，物体内所有分子具有的______叫做物体的内能。

2. 内能的单位是______，物体的温度升高，它的内能就______，温度降低，它的内能就______。

3. 内能与物体内部分子的______情况有关。

4. 分子做无规则运动的快慢由______决定，当物体的温度升高，分子热运动就会______，内能就______。

5. 把分别盛有冰水和热水的两个玻璃杯放在桌上，小心地在每杯中滴入两滴墨水，可以看到______杯中墨水扩散得慢。

6. 在国际单位制中规定，各种形式能的单位都是______。

7. 用打气筒给自行车胎打气时，胎内气的______能增大。

8. 用铁锤多次敲打铁块后，铁块的温度会升高，这是通过______的方法增加了它的内能。

9. 煮稀饭时，锅盖被水蒸气顶起来，水蒸气对锅盖做______，水蒸气的内能______。

10. 物体吸收或放出热量越多，它的内能的______越大。（其条件不变）

11. 火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用______的方法使火柴燃烧，后者是用______的方法使火柴燃烧，两种方法都可以改变物体的内能。

12. 冬天人们常用嘴往手上呵手，手感到暖和，是用______的方法改变手的内能；用双手相互搓擦同样使手感到热，这是用______的方法改变手的内能。