高二物理《内能》教案

高二物理《内能》教案

作为一位杰出的老师，编写教案是必不可少的，借助教案可以更好地组织教学活动。快来参考教案是怎么写的吧！以下是小编精心整理的高二物理《内能》教案，仅供参考，大家一起来看看吧。

一、教学目标

1.了解内能改变的两种方式:做功、热传递.

2.知道内能的变化可以分别由功和热量来量度.

3.知道做功和热传递对改变物体内能是等效的.

二、重点难点

重点:理解并掌握改变物体内能的两种方式.

难点:对做功和热传递等效性的理解.

三、教与学

　　教学过程:

我们知道,任何物体都具有内能,对给定的物体其内能跟温度和体积有关,温度和体积的变化导致物体的内能变化,那么通过怎样的物理过程来达到物体内能的变化是我们所讨论的问题.

(-)做功可以改变物体的内能

【演示】在一个厚壁玻璃筒里放一块棉花,尽快压下活塞,可看到棉花燃烧起来.

1.外界对物体做功,物体的内能增加

【演示】厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针;另一端有一可移动的胶塞(用卡子卡住),用打气筒慢慢向容器内打气,增大容器内的压强.当容器内的压强增大到一定程度时,读出灵敏温度计的示数,打开卡子,让气体冲开胶塞后,再读出该温度计的示数,实验时可以观察到,胶塞冲出容器后,温度计的示数明显变小.

2.物体对外界做功,物体的内能减少.

(二)热传递可改变物体的内能

【演示】点燃酒精灯,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧,让一名同学手握铁丝的另一端,一会就觉得发烫.

此实验说明:热量从铁丝的一端传递到另一端,这一端的温度升高了,内能增加了.

1.热传递:没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递.

做功使物体内能发生改变的时候,内能的改变就用功数值来量度.外界对物体做多少功,物体的内能就增加多少;物体对外界做多少功,物体的内能就减少多少.

热传递使物体的内能发生改变的时候,内能的改变是用热量来量度的.物体吸收了多少热量,物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少.

2.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.

3.做功和热传递在本质上是不同的.

做功使物体的内能改变,是其他形式的能量和内能之间的转化(不同形式能量间的转化)

热传递使物体的内能改变,是物体间内能的转移(同种形式能量的转移)

【例1】金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()

A.迅速向里推活塞

B.迅速向外拉活塞

C.缓慢向里推活塞

D.缓慢向外技活塞

【解析】物体内能的改变有两种方式,做功和热传递,而且两者是等效的.迅速向里推活塞,外界对气体做功,而且没来得及进行充分热交换,内能增加温度升高,如果达到燃点即点燃,故A正确.迅速向外拉活塞气体对外做功,内能减小,温度降低,故B错.缓慢向里推活塞,外界对气体做功,但由于缓慢推,可充分进行热交换无法确定温度情况,故C错.同理D错.正确答案是A.

【例2】关于物体的内能,下列说法正确的是()

A.相同质量的两种物体,升高相同的温度,内能增量一定相同

B.一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少

C.一定量气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能一定减少

D.一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能一定减少

【解析】内能是物体内所有分子的动能和相互作用的.势能之和.相同质量的两种物体,分子数不同,初始温度及分子间相互作用都不尽相同,升高相同的温度时,内能增量不一定相同,选项A不正确.

0℃的水结成0℃的冰,既放出热量,又增大体积对外做功,因此,其内能一定减少,选项B正确.

一定量气体经历绝热膨胀过程,对外做功,气体的内能一定减少,选项C正确。

一定量气体吸收热量而体积不变,气体不对外做功,内能一定增加而不可能减少,选项D错误.

综上所述,本题正确答案为B、C.

【例3】一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度 比铁块的温度 高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则()

A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量

B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量.

C.达到热平衡时,铜块的温度

D.达到热平衡时,两者的温度相等

【解析】一个系统在热交换的过程中,如果不与外界发生热交换,温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量,直至温度相等,不再发生热交换为止.而热量是热传递过程中内能的变化量,所以选项A和D都正确,选项B错误.根据热平衡方程 ,解得 ,由此可知选项C是错误的.该题正确答案是A、D.

两个物体相接触,能够发生热传递的前提条件是两者之间存在温度差,热传递过程中内能转移的量可用热量采量度,热传递的最终结果是两者温度相等.

【例4】请指出热量与内能、热量与温度的主要区别

【解析】(l)"热量是在热传递过程中物体内能改变的量度".这个热量的定义反映了热量与内能的内在联系.但是,内能与热量又是两个本质不同的物理吴,不能混为一谈.内能是"状态量",一个物体在一定的状态下具有一定的内能;而热量是"过程量",它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的,我们只能说:"在某一热传递的过程中申物体吸收了多少热量,乙物体放出了多少热量",而绝不能说"某物体在某一状态下具有多少热量".

(2)热量和温度也不能混为一谈,温度是"状态全",热量是"过程量",它们之间的联系只表现在热传递的过程,绝不能认为"温度越高的物体含有的热量越多".

【小结】做功和热传递是改变物体内能的两个物理过程.它们在改变物体内能上等效.但本质不同.物体内能的变化由功和热量来量度.

教案点评:

本节重点掌握改变物体内能的两种方式.教案围绕这些重点,对做功、热传递及做功和热传递对改变物体内能是等效的等知识点进行讲解,由浅入深,思路明确,同时结合实验演示和例题讲解,合理使用此教案可以达到较好的教学效果.

【教学课时】

1课时。

【教材分析】

"注重学生发展，改变学科本位"。本节阐述了有关 ……此处隐藏8820个字……能的总和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大、上节课我们曾进过：物体的温度升高，其内部分子的无规则运动加剧、科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通常是用实验来证实论断的、今日我们同样用实验来证实上头的论断、

实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢、

实验结果证明：温度越高，扩散过程越快、扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈、

所以：物体的内能跟温度有关、温度升高时，物体的内能增加、温度降低时，物体的.内能减小、正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部很多分子的无规则运动叫做热运动、

（3）一切物体都有内能、这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着、炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能、冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能、

（4）内能和机械能

经过机械能和内能的比较，进一步帮忙学生理解内能概念、分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能、

首先木块有势能，也有动能枣统称为机械能、机械能与整个物体的机械运动情景有关、

木块内部的分子做无规则运动，且分子间有作用力，木块有内能、内能与物体内部分子的势运动和分子间的相互作用有关、

4、小结

（1）内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和、

（2）内能所指的动能是所有分子做无规则热运动的动能的总和、这种无规则的热运动，是分子在物体内部自身不停的“分子运动”，而不是随着物体整体一起所做的运动、物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能、

（3）内能所指的分子势能是分子间相互作用使分子具有的势能、作为物体整体跟地球的相互作用而具有的重力势能是机械能，不是内能、

所以内能是不一样于机械能的另一种形式的能量、

（四）说明

物体的内能较之物体的机械能更为抽象，不能用“物体能够做功，我们就说它具有能量”的内能，比较容易为学生理解，但也容易造成与机械能的混淆，讲课中要强调内能是“所有分子动能和势能的总和”“很多分子无规则运动的动能”“分子间的势能”，突出内能是跟热运动有关的能量。

教学目的

1．了解组成物质的分子具有动能及势能，并且了解分子平均动能和分子势能都与哪些因素有关。

2．理解物体的内能以及物体内能由物体的状态所决定。

教学重点

物体的内能是一个重要的概念，是本章教学的一个重点。学生只有正确理解物体的内能才能理解做功和热传递及物体内能的变化关系。

教学难点

分子势能。

教学过程

一、复习提问

什么样的能是势能？弹性势能的大小与弹簧的形变关系怎样？

二、新课教学

1．分子动能。

（1）组成物质的分子总在不停地运动着，所以运动着的分子具有动能，叫做分子动能。

（2）启发性提问：根据你对布朗运动实验的观察，分子运动有什么样的特点？

应答：分子运动是杂乱无章的，在同一时刻，同一物体内的分子运动方向不相同，分子的运动速率也不相同。

教师分析分子速率分布特点——在同一时刻有的分子速率大，有的分子速率小，从大量分子总体来看，速率很大和速率很小的分子是少数，大多数分子是中等大小的速率。

教帅进一步指出：由于分子速率不同，所以每个分子的动能也不同。对于热现象的研究来说，每个分子的动能是毫无意义的，而有意义的是物体内所有分子动能的平均值，此平均值叫做分子的平均动能。

（3）要学生讨论研究。

用分子动理论的观点，分析冷、热水的区别。

讨论结论应是：组成冷、热水的大量分子的速率各不相同，则其动能也各不相同，但就冷水总体来说分子的平均动能小于热水的分子平均动能。

教师指出：由此可见，温度是物体分子平均动能的标志。

2．分子势能。

（1）根据复习提问的回答（地面上的物体与地球之间有相互作用力；发生了形变的弹簧各部分间存在着相互作用力，因此在它们的相对位置发生变化时，它们之间便具有势能）说明分子间也存在着相互作用力，所以分子也具有由它们相对位置所决定的能，称之为分子势能。

（2）分子势能与分子间距离的关系。

提问：分子力与分子间距离有什么关系？

应答：当r=r0时，F=0，r＜r0时，F为斥力，r＞r0时，F为引力。

教师指出：由于分子间既有引力又有斥力，好象弹簧形变有伸长或压缩两种情况，因此分子势能与分子间距离也分两种情况。

①当r＞r0时，F为引力，分子势能随着r的增大而增加。此种情况与弹簧被拉长弹性势能的增加很相似。

②当r< p="">

小结：分子势能随着分子间距离变化而变化，而组成物体的大量分子间距离若增大（减小）则宏观表现为物体体积增大（减小）。可见分子势能跟物体体积有关。

（3）物体的内能。

教师指出：物体里所有的分子动能和势能的总和叫做物体的内能。由此可知一切物体都具有内能。

①物体的内能是由它的状态决定的（状态是指温度、体积、物态等）。

提问：对于质量相等、温度都是100℃的水和水蒸气来说它们的内能相同吗？

应答，质量相等意味着它们的分子数相同，温度相等意味着它们的`平均动能相同，但由于水蒸气分子间平均距离比水分子间平均距离大得多，分子势能也大得多，因而质量相等的水蒸气的内能比水大。

②物体的状态发生变化时，物体的内能也随着变化。

举例说明：当水沸腾时，水的温度保持不变，所供给的大量能用于把分子拉开，增大了分子势能，因而增大了物体的内能，当水汽凝结时，分子动能没有明显变化，但分子靠得更紧密了，分子势能便减小了，因此物体的内能减小了。

③物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能。

a．静止在地面上的物体以地球为参照物，物体的机械能等于0，但物体内部的分子仍然在不停地运动着和相互作用着，物体的内能永远不能为0。

b．物体在具有一定的内能时，也可以具有一定的机械能。如飞行的子弹。

C．不能把物体的机械能和物体的内能混淆。只要物体的温度、体积、物态不变，不论物体的机械能怎样变化其内能仍保持不变。反之，尽管物体的内能在变化，它的机械能可以保持不变。

（4）学生讨论题：

①静止在光滑水平地面上的木箱具有什么能？若木箱沿光滑水平地面加速运动，木箱具有什么能？此时木箱的内能与静止时相比较变化了没有？

②质量相等而温度不相等的两杯水，哪一杯水具有较大的内能？温度相同而质量不等的两杯水，哪一杯水具有较大的内能？

最后总结一下本课要点。