初中物理内能教学设计
初中物理内能教学设计
内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的运动形式所具有的能量总和。下面学习啦小编为你整理了初中物理内能教学设计，希望对你有帮助。
初中内能教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。
2.知道热量的概念及单位。
3.结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。
4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
(二)过程与方法
会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
(三)情感态度和价值观
了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。
二、教学重难点
本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子，其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象，学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的，而内能的概念也非常抽象，内能概念的建立是本节的一个重点和难点;物体的内能与温度有关，两个温度不同的物体会发生热传递，在热传递过程中转移能量的多少就是热量，它不是物体内部所含有的量，而是一个变化量，要区分温度、内能、热量之间的关系，所以对热量概念的建立也是本节重点之一;另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。
重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径。
难点：用类比的方法建立内能的概念。
三、教学策略
内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解。在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能;弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能。内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化。内能改变有两种方法：做功和热传递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结出内能改变的两种方法。热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移。做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等。做功改变物体的内能是能量的转化。
四、教学资源准备
多媒体课件、空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。
五、教学过程
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
| 创设情景 （5分钟） | 演示：给一个回力玩具汽车上紧发条，使其在水平桌面上运动。 小汽车的动能是怎么来的？ | 学生观察小车运动，得出小车的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的。 | 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。 |
| 引入新课 （5分钟） | 演示：从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观察瓶塞。 推动瓶塞的能量来自哪里？ 水蒸气具有能量，这就是我们要研究的内能。 | 学生观察实验，思考问题。 提出猜想，可能是来自于热水（或热的水蒸气）。 | 结合实验，提出问题，引入新课。 |
| 新课内容（25分钟） | 内能 展示具有动能的物体的图片和视频。 物体由于运动而具有的能量是动能。分子具有动能吗？ 展示具有势能的物体的图片和视频。 弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还具有弹性势能。分子间有分子势能吗？ 我们把动能和势能统称为机械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能。 内能和机械能是同种能量吗？你能说出它们的异同点吗？ 小结：内能是与机械能不同的一种能量。物体可以没有机械能，但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。 | 结合动能的特点，思考问题。 分子也具有动能，根据分子动理论的初步知识，分子在不停地做无规则运动。 结合势能的特点，知识迁移得出：分子具有分子势能，因为分子间也存在相互作用的引力和斥力。 根据前面的定义，学生讨论。 机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量。而内能是与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。 内能和机械能的单位都是焦耳（J）。 学生进行讨论补充。 | 利用对比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养。 培养对比的物理方法。 |
| 内能的大小 猜想：内能大小可能与哪些因素有关？请说说你的猜想依据。 小结： 1．内能的大小与物体的温度有关。同一物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。 2．内能还与物体的质量、状态等有关。 3．一切物体都具有内能。 判断下列物体内能的变化。 1．太阳下的一瓶水，温度升高。 2．一杯水喝掉一半。 3．水结成冰。 | 学生讨论，进行猜想，同学之间相互补充。 1．内能可能与温度有关，因为温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大。 2．内能可能与质量有关，因为质量越大，物体所含分子数量越多。 学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化。 | 培养学生分析问题的能力。 | |
| 物体内能的改变──热传递 如何判断一个物体内能大小的变化？ 把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中，判断鸡蛋和水的内能的变化。并说出理由。 鸡蛋和水的内能发生了改变，它们之间发生了热传递，通过热传递改变了鸡蛋和水的内能。 热会从高温物体传递给低温物体；高温物体的温度会降低内能减少，低温物体的温度会升高，内能增加。 在鸡蛋和水的例子中，热传递的方向？ 热量： 1．定义：在热传递中，传递能量的多少。 2．单位：焦耳（J）。 3．物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。 4．内能反映的是热传递过程中内能的变化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等词描述。 5．热传递中转移的是热量，不是温度。 你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗？ 讨论： 结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点。 一个物体的温度升高，它的内能增加。物体内能增加，温度是否一定升高？举例说明。 小结：内能是能量的一种形式，也是某一时刻的状态量，一切物体都具有内能；热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述。 | 物体的内能与温度有关，物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。可以根据温度的变化来判断物体内能的变化。 鸡蛋的内能减小，水的内能增大。因为鸡蛋的温度降低，水的温度升高。 热传递从高温的鸡蛋向水传递。 学生讨论，举例。 冬天利用热水袋取暖、发烧时用冷毛巾给头部降温、夏天把食物放入冰箱冷藏等。 学生讨论，进行交流。 物体内能增加，温度不一定升高。如晶体在熔化时，温度不变，内能是增加的；液态晶体在凝固时，温度不变，但要放热，内能减少。 | 提高学生的物理素养。培养思考、自学能力。 利用生活实例提高学生的学习兴趣。 培养学生合作学习的能力。 | |
| 物体内能的改变──做功 除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？ 投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？ 分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？ 器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等 学生讨论实验方法，并尝试完成实验。 分析论证：你能给这些方法进行分类吗？ 你还能举出一些利用做功改变物体内能的一些实例吗？ 得出结论：改变物体内能有两种方式：热传递和做功。 演示实验 1．在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。 （1）实验中硝化棉的作用 （2）实验中谁对谁做功？ 通过实验可以知道，对物体做功，物体的内能会增加，把机械能转化为内能。 利用打气筒给自行车车胎打气，请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度，形成此现象的原因？ 由此可见，压缩空气做功使空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因，摩擦在这里是次要的。 2．在烧瓶内盛少量水。利用打气筒给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。 （1）描述观察到的实验现象，此现象形成的原因是什么？ （2）瓶内放水的作用是什么？ （3）实验中谁对谁做功？ 本实验中通过水蒸气液化形成水雾来反映气体对外做功时内能减少、温度降低的，也是利用了转化的物理方法。 通过实验可以知道，物体对外做功，内能会减少，把内能转化为机械能。 你能再举出一些物体对外做功内能减少的例子吗？ | 学生观察图片和视频，这些图片说明了做功可以改变物体的内能。 学生进行实验，可能会出现下列方法： 1．用打火机去烧铁丝，使铁丝的温度升高。 2．把铁丝放在热水袋上，用热水袋焐铁丝。 3．把铁丝反复弯折，使铁丝温度升高。 4．用砂纸反复摩擦铁丝，使铁丝温度升高。 …… 方法1和2属于一类，采用了热传递的方法使铁丝温度升高、内能增加。另外两种方法采用做功的方法改变了铁丝的内能。 结合实际生活，学生举例，如摩擦生热、钻木取火等。 学生观察实验，思考提出的问题。 实验中利用硝化棉的燃烧反映了筒内空气内能增加，温度升高，采用了转化的方法。空气内能增加是因为活塞压缩筒内空气做功，把活塞的机械能转化为空气的内能。 打气筒外壁下面温度比上面的温度高，主要的原因是压缩空气做功增加了内能。 学生观察实验，在瓶塞跳出时，可以看见瓶内出现水雾。它是由瓶内水蒸气遇冷液化形成的。利用打气筒给瓶内打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增加，温度升高，瓶内的水汽化形成大量无色的水蒸气；当瓶内气体冲开瓶塞时，空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴。 学生结合实际生活，举例。 如打开可乐瓶盖时，会在瓶口出现“雾”；把车胎内的气放掉时，在气门芯处出现小水珠等（可以进行课堂实验）。 | 培养学生实验动手能力。 利用分类总结的方法得出做功可以改变物体的内能。 结合实例，加强物理与生活的联系 培养学生的观察能力。 培养利用物理知识解决实际问题的能力。 培养学生观察实验、思考实验的能力。 结合实例加强物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣。 | |
| 讨论： 1．利用热传递和做功都可以改变物体的内能，你能说说这两种方法的异同吗？ 2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？ | 结合本节所学内能，学生讨论这两个问题，也可以作为课后的思考题。 | 培养学生合作学习的能力。 | |
| 总结（5分钟） | 课堂小结： 1．通过这节课你学到了什么？ 2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系。 3．温度、内能与热量这三个物理量的关系。 4．改变物体内能的方法。 | 学生梳理本节课知识内容。 1．本节主要内容是内能和内能的两种改变方法。 2．内能是构成物质的所有分子热运动的动能与分子势能的总和。内能的大小与温度、质量等因素有关，同一物体温度升高，内能增加。 3．热量是热传递过程中转移能量的多少，是能量的变化量。物体的温度升高，内能增大。可以通过物体温度变化反映物体内能的变化。 4．物体内能的改变可以利用热传递和做功的方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的。 | 培养学生总结归纳的能力。 |
| 作业布置 | 完成《动手动脑学物理》 第1、2题。 | 按要求完成。 | 知识巩固。 |
初中物理内能教学反思
内能是比较抽象的物理概念，内能是指物体内部的能量，是和物体内部的分子有关的能量。物体内部的分子的能量越大，它的内能就越大，即内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和。教科书上没有提出分子的动能和势能，只说分子无规则运动具有的能，其实分子在做无规则运动的时候就同时具备了动能与势能，故在教学中提出内能实际是分子的动能和势能的总和，采用类比的方法学生很容易就理解了这个物理概念。在引入物体内能的时候，我是采用宏观物体的机械运动中具有的机械能为背景，提出：“那么微粒的运动也具有能量吗?”从而引出物体的分子的运动而具有的能量称之为内能。但是，内能与机械能是不同的，内能是分子在物体内部自身不停的“分子运动”而不是随物体整体一起运动所具有的能。机械能则是物体作为整体运动所具有的能。物体的机械能包括动能和势能，物体的内能当然也就包括分子的动能和势能两个方面，动能跟微粒的运动的激烈程度有关这点学生很容易从机械能中的动能进行迁移;势能是指微粒间的相互作用而具有的能就跟机械能中物体由于被举高或是发生弹性形变而具有的能就有点难以迁移。在讲内能时要注意内能的普遍性，一切物体都有内能，要注意纠正低温物体没有内能的误解.
内能和温度的之间的辨证关系，学生理解起来存在相当大的难度，有些云里雾里的感觉。为了帮助学生理顺温度和内能之间的辨证关系，我们还是带着类比的思想，再用宏观表现推渡物体内部的微观表现。微粒的动能与温度的关系学生能很快的直观的理解，因为温度越高，微粒的热运动就越激烈，学生的感觉就是微粒的运动就越快，那么自然就是动能在增加;但是微粒的势能怎么跟温度有关，那是因为物体有热胀冷缩的性质，温度越高，物体的体积在增大，从微观的角度分析就是微粒间的距离在增大，也就是微粒间的吸引力在增大，那么微粒的势能自然也在增大。随着温度的升高，微粒的动能和势能都相应增大，自然物体的内能与温度有关，对同一个物体,温度越高，物体的内能越大。
要充分利用内能，就必须设法改变内能，将内能转化为其它形式的能。做功和热传递是改变内能的两种方式，功和热量是内能改变的量度。对于一定质量的物体，物体吸热或是外界对物体做功，则物体内能增大;物体放热或是物体对外界做功，则物体内能减少。对于一定质量的物体，物体吸热同时外界对物体做功(或不做功)，则物体内能增大;物体放热同时物体对外界做功(或不做功)，则物体内能减少;物体吸热同时物体对外界做功或者物体放热同时外界对物体做功，不通过定量计算是不能确定物体内能的增减的。对物体做了多少功，同时物体吸收了多少热量，则物体内能的增加就是它们的总和，做功和热传递将其它形式的能与内能相互转化。
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