教學設計

課程基本信息課例編號學科物理年級9年級學期第1學期課題內能（第二課時）教科書書名：物理九年級上冊出版社：人教版出版日期：教學目標教學目標：知識目標：知道做功可以使物體的內能增加或減少的一些事例。能力目標：通過演示實驗和體驗活動，鍛煉學生的動手動腦能力，活躍學生的思維，培養學生的分析推理能力，語言表達能力；通過分析具體實例，促使學生嘗試應用學到的科學知識去解釋具體的問題。情感目標：通過學習，感受到用微觀理論去解釋宏觀現象的奇妙，激發學生的求知欲，使學生樂于探索日常生活中和相關科學技術中的物理學道理，有助于建立正確的科學觀。教學重點：知道做功可以改變物體的內能，舉出相關事例。教學難點：理解用做功方式改變物體內能的本質。教學過程時間教學環節主要師生活動1分鐘13分鐘6分鐘2分鐘引入做功總結改變內能的兩種方式課堂小結+布置作業【開場白】同學們，大家好，我是來自北京市第一六一中學的于秀齊老師，請同學們準備好學習任務單，和于老師一起開始今天的學習?！军cPPT】【問】先請同學們和我一起回憶一下什么是內能？【點PPT答】構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。物體溫度降低時，內能減少。物體溫度升高時，內能增加?！军cPPT】【問】上節課同學們提到利用圖片上的這些方法都可以使我們的雙手變暖和，它們都是通過什么方式改變了雙手的內能呢？【說】沒錯，都是通過熱傳遞的方式。【點PPT問】當時同學們還提出了一種方法，就是雙手摩擦。雙手摩擦可以讓我們的雙手變暖和嗎？【點PPT】【做一做】現在就請同學們伸出雙手，互相摩擦，你有什么感覺？【說】雙手變暖和了?！締枴看藭r雙手的內能是增加了還是減少了？【答】雙手的內能增加了?！締枴渴峭ㄟ^什么方式增加的呢？是通過熱傳遞來的嗎？【答】不是，此時雙手溫度相同，并沒有發生熱傳遞?！军cPPT答】而是通過雙手做功的方式，將機械能轉化為了內能。使得雙手內能增加，溫度升高?！军cPPT出板書】由此說明通過做功的方式可以改變物體的內能?！军cPPT】【問】古人鉆木取火應用的就是做功的方式改變了物體的內能。鉆木真的可以取火嗎？【說】讓我們來了解一下?！究匆曨l】全屏播放【說】鉆木取火是人類最早掌握的取火方式之一，早在原始社會它就已經給人類帶來了火種?！军cPPT】【講】而鉆木取火就是通過做功的方式，將機械能轉化為內能，使得木柴內能增加，溫度升高，達到木柴燃點，木柴燃燒。生活中還有很多類似的現象。【點PPT】比如小孩玩滑梯下滑時臀部會有發熱的感覺。砂輪打磨金屬時火星四濺，流星劃過天際發光發熱?！局窹PT】這些都是我們常說的摩擦生熱，摩擦生熱就是通過克服摩擦做功的方式來改變物體內能的?！締枴渴欠襁€有其他的做功形式也可以改變物體的內能呢？【點PPT】【說】我們來看一個演示實驗，這是一個“壓縮空氣引火儀”，由底座、玻璃筒、筒蓋、活塞手柄組成。先用鑷子將一小團硝化棉放入玻璃筒內，使硝化棉置于玻璃筒的底部。組裝好裝置。然后迅速下壓活塞，請同學們注意觀察實驗現象?！静シ乓曨l】【點PPT】【說】我們再來看一遍實驗，這次請同學們注意觀察玻璃筒的底部，出現了什么現象？【點PPT】【問】同學們，當迅速下壓活塞，你們看到了什么現象？【點PPT說】我們看到硝化棉燃燒了?！締枴繛槭裁磿霈F這種現象呢？【說】就請同學們和我一起來分析一下吧?！军cPPT問】硝化棉燃燒說明筒內氣體的溫度是升高了還是降低了？【答】筒內氣體的溫度升高了，達到了硝化棉的燃點?！締枴坑纱丝芍矁葰怏w的內能發生了怎樣的變化呢？【答】筒內氣體的內能也增加了?！締枴渴峭ㄟ^什么方式增加的？【答】就是通過做功的方式。此時活塞對筒內氣體做功，活塞的機械能轉化為了氣體的內能，【點PPT答】通過這一連串的分析，我們就能解釋硝化棉為什么會燃燒了，原因就是在用外力把活塞迅速下壓的過程中，活塞對筒內氣體做功，活塞的機械能轉化為氣體的內能，使得筒內氣體內能增加，溫度升高，達到硝化棉燃點，硝化棉燃燒?！军cPPT出板書】在這個實驗中就是通過外界壓縮氣體做功的方式，改變了氣體的內能，使得氣體內能增加。生活中也有類似的現象。【點PPT】【說】比如當我們用打氣筒打氣時，筒壁的一端會明顯發熱，其中就有這方面的原因。【播放動畫】打氣的過程，就是對筒內氣體做功的過程，使得機械能轉化為內能，筒內氣體內能增加，溫度升高，筒內被壓縮的高溫氣體向低溫的筒壁傳熱，導致筒壁的一端會明顯發熱。【點PPT】【問】我們再來看一個演示實驗。在燒瓶內裝入少量的水，壓緊瓶塞，向瓶內打氣，請同學們注意觀察實驗現象?！军cPPT】【說】我們再來看一遍實驗，這次請同學們注意觀察，打氣的過程中，瓶塞和瓶內的變化。【點PPT】【問】同學們，向瓶內打氣后，你們看到了什么現象？【點PPT答】我們看到瓶塞跳起，同時瓶內出現“白氣”?！締枴窟@是為什么呢？【說】現在就讓我們仿照演示實驗1的分析方法一起來分析一下吧?！军cPPT問】瓶塞跳起時，同時瓶內出現的“白氣”是什么？【答】液態小水滴。【問】液態小水滴從何而來？【答】瓶內水蒸氣液化而來?！締枴克魵庖夯俏鼰徇^程還是放熱過程？【答】水蒸氣液化是放熱過程?！締枴坑纱苏f明瓶內氣體的溫度發生了怎樣的變化？【答】降低了?！締枴科績葰怏w溫度降低說明氣體的內能？【答】減少了?！締枴繙p少的能量去了哪里？【答】去推動瓶塞做功了，此時瓶內氣體推動瓶塞做功，氣體的內能轉化為瓶塞的機械能，瓶塞就跳起來了。【說】現在就讓我們一起來完整的解釋這個實驗現象吧。向瓶內打氣，瓶內氣體推動瓶塞做功，氣體的內能轉化為瓶塞的機械能，瓶內氣體內能減少，溫度降低，水蒸氣液化為小水滴，從而瓶塞跳起，瓶內出現“白氣”【點PPT出板書】在這個實驗中就是通過氣體膨脹對外界做功的方式，改變了氣體的內能，使得氣體內能減少。生活中也有類似的現象?！军cPPT】【說】比如裝著開水的暖水瓶，【播放視頻】有時瓶塞會跳起來。【點PPT】【問】現在給同學們一些時間，自己試著來分析出現這個現象的原因吧?！军cPPT說】此過程中是瓶內水蒸氣推動瓶塞做功，水蒸氣的內能轉化為瓶塞的機械能，瓶塞跳起?！军cPPT】【問】在演示實驗2中，當向燒瓶內打氣后，我們看到瓶塞跳起，同時瓶內出現“白氣”?，F在請同學們思考一下，若“白氣”出現后，立即塞上瓶塞，繼續打氣，會看到什么現象呢？【說】我們一起來看一看。【點PPT】【問】請同學們再看一遍實驗，這次請同學們注意觀察瓶內“白氣“的變化?！军cPPT】【問】同學們看到了什么現象？【點PPT答】我們看到瓶內“白氣”竟然消失了?！締枴窟@是為什么呢？同學們可以自己試著將這個分析的過程補充完整嗎？【點PPT答】瓶內“白氣”消失，說明瓶內小水滴汽化又成為了水蒸氣，因為汽化是吸熱過程，所以可知瓶內氣體內能增加，是機械能轉化為了內能。相信同學們一定可以自己來解釋這個現象了?！军cPPT】【說】以上我們所列舉的實驗和生活中的實例，都是利用做功的方式改變了物體的內能，不同的是，當外界壓縮氣體做功時，機械能轉化為內能，氣體內能增加。當氣體膨脹對外界做功時，內能轉化為機械能，氣體內能減少?！军cPPT出板書】由此可以看出做功的實質就是：能量的轉化?！军cPPT】【說】我們知道通過捂水袋或是向雙手哈氣這種熱傳遞的方式可以使雙手變暖和，同樣通過雙手摩擦這種做功的方式也可以使雙手變暖和。由此可知做功和熱傳遞不僅都可以改變物體的內能，而且可以達到相同的效果，【點PPT出板書】因此做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。不同的是在熱傳遞的實質是能量的轉移。而做功的實質是能量的轉化?！菊f】請同學們和老師一起再來看一個演示實驗。（手指銅管后）這是一個一端開口的薄銅管，（固定在桌子上時）現在把它固定在桌面上，（往里面注酒精時）往里面注入少許酒精，（塞塞子時）用橡膠塞塞緊。（繞繩子時）拿一根繩子在管壁外繞兩圈，（抽拉繩子時）迅速的來回抽拉繩子，請同學們仔細觀察會發生什么現象呢？【問】同學們看到什么現象了？【點PPT問】我們看到橡膠塞崩起，這是為什么呢？【點PPT】【試一試】現在就請同學們結合上節課和這節課的知識，來試著自己解釋這個現象吧。【點PPT答】來回抽拉繩子，繩子對銅管做功，繩子的機械能轉化為銅管的內能，銅管內能增加，溫度升高；銅管與酒精發生熱傳遞，銅管內酒精吸收熱量內能增加，酒精汽化為酒精蒸氣；酒精蒸氣對橡膠塞做功，酒精蒸氣的內能轉化為橡膠塞的機械能，橡膠塞崩起；我們可以看出在這個實驗中分別用到了做功和熱傳遞兩種方式改變了物體的內能。【點PPT】【說】下面我們就來看看生活中的以下事例分別是通過哪種方式改變物體內能的呢？【問】炎熱的夏天，在飲料中放入一些冰塊，飲料會變涼，這是通過哪種方式改變了飲料的內能呢？【點PPT說】是通過熱傳遞的方式，飲料放出熱量，內能減少，溫度降低。【問】太陽能熱水器水箱中的水被曬熱，又是通過哪種方式改變了水的內能呢？【點PPT說】也是通過熱傳遞的方式，太陽照射到熱水器水箱上，水吸收熱量，內能增加，溫度升高?！军cPPT】【問】行駛的汽車，輪胎會變熱，是通過哪種方式改變了輪胎的內能呢？【指圖答】其主要原因是輪胎與地面摩擦，以做功的方式，使輪胎內能增加，溫度升高。【問】當我們劃火柴時，火柴頭的內能又是通過哪種方式來改變的？【點PPT答】火柴頭與火柴盒摩擦，也是以做功的方式，使火柴頭內能增加，溫度升高，達到燃點，從而燃燒?！军cPPT】【總結】今天我們學習了改變內能的另一種方式：做功。做功可以改變物體的內能。當外界壓縮氣體做功，機械能轉化為內能，氣體內能增加。當氣體膨脹對外界做功時，內能轉化為機械能，氣體內能減少。做功的實質是能量的轉化?！军cPPT】【總結】做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。