上海地區(qū)優(yōu)秀高一物理 第七章 A 物體的內(nèi)能1教案 滬科版

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1、 高考資源網(wǎng) 第七章 A 物體的內(nèi)能 一、教學(xué)任務(wù)分析 物體的內(nèi)能是繼機械能之后學(xué)習(xí)的另一種形式的能。學(xué)習(xí)內(nèi)能既認識了微觀世界的分子具有能量，也為以后學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律等知識奠定基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能需要以分子動理論、物體的動能、勢能、機械能等知識為基礎(chǔ)。高考資源網(wǎng) 以實驗創(chuàng)設(shè)情景，通過對問題的討論，引入學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。 通過DIS實驗和學(xué)生實驗，使學(xué)生知道“外力對物體做功，物體的內(nèi)能增加”，“物體對外做功，內(nèi)能減少”的變化規(guī)律。 通過“歷史回眸”，介紹焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究。 在學(xué)習(xí)分子勢能時，與重力做功、重力勢能變化類

2、比，使學(xué)生體驗“類比”的方法；在學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能時，感受初步的統(tǒng)計規(guī)律概念；在研究做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的過程中，感受“實驗探究”的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、判斷、推理、歸納等能力；在學(xué)習(xí)焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究中，體驗科學(xué)家在探究真理過程中的科學(xué)精神。 二、教學(xué)目標 1．知識與技能 （1）知道分子的動能，知道溫度是分子熱運動平均動能的標志。 （2）知道分子勢能，知道分子勢能跟物體的狀態(tài)和體積有關(guān)。 （3）知道物體的內(nèi)能。 （4）知道內(nèi)能變化的兩個途徑：做功和熱傳遞。知道做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。 2．過程與方法 （1）通過學(xué)習(xí)分子勢能，認識“類比”的科學(xué)方法。

3、 （2）通過學(xué)習(xí)內(nèi)能的概念，感受統(tǒng)計規(guī)律的研究方法。 （3）通過研究做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的學(xué)習(xí)過程，認識“實驗探究”的方法。 3．情感、態(tài)度價值觀 （1）通過觀察和動手操作實驗，體驗樂于科學(xué)探究的情感。 （2）通過對焦耳的簡單介紹，感悟科學(xué)家在探究真理過程中的科學(xué)精神。 三、教學(xué)重點與難點 重點和難點：物體的內(nèi)能；內(nèi)能變化的兩個途徑。 四、教學(xué)資源 1、器材 （1）演示實驗： ① 分別裝有冷、熱水的杯子各一只，溫差電池、小電扇 ②銅管、繩子、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機。 ③圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。 （2）學(xué)生實驗： ①燒杯兩只、紅墨水、冷、熱水。 ②酒精燈

4、、試管、試管夾、活塞。 2、課件：柴油機的結(jié)構(gòu)及工作過程flash課件。 五、教學(xué)設(shè)計思路 本設(shè)計內(nèi)容包括三個方面：一是物體的內(nèi)能；二是內(nèi)能變化的兩個途徑；三是做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。 本設(shè)計的基本思路是：以實驗創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的好奇心。通過對問題的討論，引入學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。通過結(jié)合日常生活經(jīng)驗進行交流討論，在實驗的基礎(chǔ)上，得出改變物體內(nèi)能的兩個途徑。通過“歷史回眸”，介紹焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。 本設(shè)計要突出的重點和要突破難點是：物體的內(nèi)能和內(nèi)能變化的兩個途徑。方法是：以實驗和分析

5、為基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)生在初中和前階段學(xué)習(xí)時已經(jīng)掌握的知識，結(jié)合學(xué)生的親身體會，應(yīng)用實驗和動畫演示對實例進行分析，掌握物體的內(nèi)能和內(nèi)能變化的兩個途徑，從而突出重點，并突破難點。 本設(shè)計強調(diào)問題討論、交流討論、實驗研究、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策略的應(yīng)用，重視概念、規(guī)律的形成過程以及伴隨這一過程的科學(xué)方法的教育。通過學(xué)生主動參與，培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、歸納概括的能力，使之感受“類比”、“實驗探究”、“歸納推理”等科學(xué)方法；感悟科學(xué)家的探究精神，提高學(xué)習(xí)的興趣。 完成本設(shè)計的內(nèi)容約需1課時。 六、教學(xué)流程 1、教學(xué)流程圖 情景 演示實驗1 設(shè)問1 分

6、子動能 活動I 學(xué)生實驗1 分子勢能 決定分子 勢能因素 分子平均 動能標志 物體的內(nèi)能 內(nèi)能與溫 度的區(qū)別 內(nèi)能與機 械能區(qū)別 熱傳遞 改變物體 內(nèi)能 活動II 大家談 設(shè)問2 活動III 演示實驗2 DIS實驗 活動Ⅳ 演示實驗3 flash動畫 活動V 學(xué)生實驗2 物體克服 摩擦做功， 內(nèi)能增加 壓縮氣體 做功， 內(nèi)能增加 氣體對外 做功， 內(nèi)能減少 做功 改變物體 內(nèi)能 內(nèi)能變化 的途徑 活動Ⅵ 歷史回眸 熱與功 當(dāng)量關(guān)系 的研究 應(yīng) 用 總 結(jié) 2、流程圖說明 情景 演示實驗1

7、內(nèi)裝一定質(zhì)量、不同水溫的上、下兩只杯子，杯體上標明水的溫度值。其中，上方的杯底有一塊半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，電池兩極與一只小風(fēng)扇構(gòu)成回路。當(dāng)上下杯水的溫度不同時，風(fēng)扇會不停轉(zhuǎn)動。 設(shè)問1：驅(qū)動風(fēng)扇運轉(zhuǎn)的能量來自何處？ 活動I 學(xué)生實驗1 取兩杯溫度不同、體積相同的清水，分別滴入一滴紅墨水，觀察發(fā)生的變化。 活動II 大家談 列舉內(nèi)能發(fā)生變化的實際事例。 設(shè)問2：如何使內(nèi)能發(fā)生變化？ 活動III 演示實驗2 DIS實驗 用溫度傳感器研究摩擦與熱的關(guān)系。觀察溫度變化曲線，分析拉動次數(shù)和對應(yīng)的溫度變化情況。 活動Ⅳ 演示實驗3 演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。 播放柴油機

8、的結(jié)構(gòu)及工作過程的flash課件。 活動V 學(xué)生實驗2 用酒精燈加熱試管中的水，沸騰時，可以看到活塞被沖出，試管壁上有小水珠生成。 活動Ⅵ 歷史回眸 介紹焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。 第一環(huán)節(jié)，通過實驗觀察與討論，歸納得出物體內(nèi)能的概念，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。 第二環(huán)節(jié)，通過DIS實驗和學(xué)生實驗的研究，認識改變物體內(nèi)能的兩條途徑。 第三環(huán)節(jié)，通過“歷史回眸”，介紹焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。 七、教案示例 （一）情景引入: 1、觀察演示實驗1，提出問題

9、演示實驗1：內(nèi)裝一定質(zhì)量、不同水溫的上、下兩只杯子，杯體上標明水的溫度值。其中，上方的杯底有一塊半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，電池兩極與一只小風(fēng)扇構(gòu)成回路。當(dāng)上下杯水的溫度不同時，風(fēng)扇會不停轉(zhuǎn)動。 設(shè)問1：驅(qū)動風(fēng)扇運轉(zhuǎn)的能量來自何處？ 2、導(dǎo)入新課 我們可以用這節(jié)課學(xué)習(xí)的知識來回答上面的問題。 （二）物體的內(nèi)能 紅墨水的擴散 物體由大量分子組成，分子在不停地做無規(guī)則的熱運動。 1、分子動能 學(xué)生實驗1：取兩杯溫度不同、體積相同的清水，分別滴入一滴紅墨水，觀察發(fā)生的變化。 結(jié)論：溫度越高，分子的無規(guī)則運動（熱運動）越劇烈。 溫度是物體分子熱運動平均動能的標志。 2、

10、分子勢能 分子勢能隨分子間距離的變化而變化，分子勢能與物體的狀態(tài)和體積有關(guān)。 類比：重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加。 分子間作用力做正功，分子勢能減少，分子間作用力做負功，分子勢能增加。 3、物體的內(nèi)能 （1）熱現(xiàn)象是大量分子熱運動的宏觀表現(xiàn)，是大量分子運動的統(tǒng)計結(jié)果。 （2）內(nèi)能與溫度的區(qū)別。 溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運動的統(tǒng)計意義上的平均動能相對應(yīng)，對于個別分子或幾十個、幾百個分子熱運動的動能大小與溫度是沒有關(guān)系的。我們知道，溫度這個物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱運動平均動能大小的標志，這是溫度的微觀含義。 （3）內(nèi)能與機械能

11、的區(qū)別。 定義 決定 量值 測量 內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子動能和勢能之和 由物體溫度、體積和狀態(tài)決定 任何物體都有內(nèi)能，不為零 無法測量 機械能 物體的動能，重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱 跟宏觀運動狀態(tài)，參照系和零勢能點的選取有關(guān) 可以為零 可測量 大家談：列舉內(nèi)能發(fā)生變化的實際事例。 設(shè)問2：如何使物體的內(nèi)能發(fā)生變化？ （三）改變內(nèi)能的途徑 1、做功可以改變物體的內(nèi)能 摩擦與熱 （1）外界克服摩擦力做功，使物體的內(nèi)能增加。 演示實驗2：用溫度傳感器研究摩擦與熱的關(guān)系。銅管內(nèi)插入溫度傳感器，拉動繩子，觀察軟件界面上溫度變化曲線，分析拉動次數(shù)和對應(yīng)的溫度變化情

12、況。 做功點火 結(jié)論：摩擦做功越多溫度升高越大，摩擦做功越快溫度升高越快。克服摩擦力做功，物體溫度升高，內(nèi)能增加。 （2）壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加。 演示實驗3：活塞壓縮玻璃管內(nèi)的空氣，硝化棉燃燒。 結(jié)論：壓縮空氣做功，使空氣溫度升高，內(nèi)能增大，達到硝化棉的燃點使棉花燃燒。 播放柴油機的結(jié)構(gòu)及工作過程的flash課件，進一步認識壓縮氣體做功可以使氣體內(nèi)能增加。 加熱做功 （3）氣體對外做功，內(nèi)能減少。 學(xué)生實驗2：用酒精燈加熱試管中的水，沸騰時，可以看到活塞被沖出，試管壁上有小水珠生成。 結(jié)論：試管內(nèi)的氣體推動活塞做功時，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，使試管內(nèi)水蒸氣液化成小水滴。 2、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能 （四）做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的 介紹“歷史回眸”欄目中焦耳對熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，感悟科學(xué)家的探究精神。 （五）應(yīng)用 回顧新課導(dǎo)入時創(chuàng)設(shè)的情景，解釋小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的原因：上下兩個杯子的水溫相同時，風(fēng)扇沒有轉(zhuǎn)動；而當(dāng)兩個杯子水溫相差較大時，風(fēng)扇在很快轉(zhuǎn)動。實際上是利用溫差來發(fā)電，從而使馬達旋轉(zhuǎn)，這個實驗說明在一定條件下物體的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為電能。 （六）總結(jié)（略） （七）作業(yè)布置（略） - 7 - 用心 愛心 專心