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（第一課時）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：理解內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系；知道熱傳遞可以改變內能；知道熱量的概念及單位。能力目標：運用類比的方法建立內能的概念，側重培養學生的類比能力；通過對大量事例進行觀察和分析，側重培養學生觀察能力和表述能力。情感目標：通過觀察和分析大量的生活實例，滲透物理源于生活，讓學生體會物理是有趣的、有用的。教學重點：了解內能的概念，簡單描述溫度和內能的關系；知道熱傳遞可以改變物體的內能，舉出相關事例。教學難點：用類比的方法建立內能的概念；用熱傳遞改變物體內能的本質；理解熱量的概念。教學過程時間教學環節主要師生活動2分鐘5分鐘9分鐘5分鐘2分鐘引入內能熱傳遞區分小概念課堂小結+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。【點PPT】【說】請同學們先來看一段視頻。注意觀察水壺蓋發生了怎樣的變化。同學們看到了什么現象？【播放視頻】【點PPT】我們看到視頻中的水壺蓋動起來了，【問】同學們，你們在生活中見到過這個現象嗎？此時動起來的水壺蓋具有了什么能呢？【答】沒錯，具有了機械能。【問】是誰讓水壺蓋動起來的呢？【答】是壺內水蒸氣對壺蓋做了功。由此說明水蒸氣具有能量。【點PPT】【說】老師在實驗室做了一個類似的實驗，請同學們再來感受一下水蒸氣所具有的這種能量吧。【放視頻】我們觀察到伴隨著“嘭“的一聲，瓶塞被水蒸氣高高的崩起。【問】此時水蒸氣所具有的能量是什么呢？【點PPT】就是我們這節課要研究的——內能。【點PPT】【問】我們知道運動的物體具有動能，那構成物質的分子具有動能嗎？（中間停頓2s）【點PPT播放動畫】如圖【指圖】是模擬水分子運動的動態圖，因為一切物質的分子都在不停地做無規則運動。所以運動的分子也具有動能。【點PPT答】這種動能叫做分子動能。【點PPT】【說】我們還知道彈簧形變時具有勢能。【問】同學們想一想構成物質的分子之間是否也具有勢能呢?【說】沒錯。【點PPT答】因為分子之間存在著類似彈簧形變時的相互作用力，所以分子也具有勢能。【點PPT答】這種勢能叫做分子勢能。【點PPT】【點PPT出板書】我們把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。需要注意的是，內能不是一個分子或少數分子的能量，而是物體內部所有分子的總能量。【點PPT出板書】內能的單位是焦耳，各種形式能量的單位都是焦耳。【點PPT】【講】根據原來所學的知識，我們知道運動的足球，具有動能。離開地面，具有重力勢能；足球與身體接觸時，還具有彈性勢能。機械能與整個物體的機械運動情況有關，如物體是否有速度，是否有高度，是否發生了彈性形變。【問】請同學們想一想，飛在空中的足球，除了具有機械能，還具有什么能呢？（中間停頓2s）【點PPT講】說的很對，飛在空中的足球還具有內能。因為足球內部的所有分子都在不停地做無規則運動，所以具有分子動能，因為分子間存在著相互作用力，所以具有分子勢能，內能與物體內部所有分子的熱運動以及分子間的相互作用有關。【點PPT出板書】通過分析，我們已經有所體會，內能是不同于機械能的另一種形式的能。【點PPT】【指PPT】這里有一輛靜止在水平地面上的小汽車。同學們，你們說它具有動能嗎？【點PPT答】因為靜止，所以動能為0。【問】它具有重力勢能嗎？【點PPT答】因為在水平地面，所以重力勢能為0。【問】由此可知它是否具有機械能呢？【點PPT答】因為動能為0，重力勢能也為0，所以機械能為0。【問】那小汽車具有內能嗎？（中間停頓2s）【說】對，因為汽車內部所有的分子都在不停地做無規則運動，所以小汽車具有內能。【點PPT答】內能不為零。【說】由此我們可以知道，無論物體是否具有外在的機械能，因為分子熱運動的存在，所以一定具有內能。【點PPT】【問】請同學們來思考兩個問題，熾熱的鐵水具有內能嗎？冰冷的冰山具有內能嗎？【說】我們知道一切物質的分子都在不停地做無規則運動。【點PPT答】所以熾熱的鐵水具有內能，冰冷的冰山，溫度雖然低，但其中的水分子仍然在做熱運動，所以也具有內能。【點PPT】【問】現在請同學們想一想，在我們的生活中，還有哪些物體具有內能呢？（中間停頓2s）【答】比如老師、老師手里的教鞭、黑板。比如同學們、同學們的課桌、鉛筆、橡皮、尺子、書本，再比如滾燙的開水、灶臺、燒水的鍋、蒸熟的米飯、木勺、蒸米飯的小木桶、冰棍、冰塊，它們都具有內能。【點PPT出板書】生活中大量的實例都可以證明，一切物體，不論溫度高低，都具有內能。【點PPT】【問】同學們，到了冬天，我們的雙手會感覺很冷，如何可以讓雙手暖和起來呢？【說】我知道同學們一定想到了很多方法。【點PPT答】比如捂熱水袋、捂熱水杯，捂暖氣片，向雙手“哈氣，烤火、烤電暖氣，雙手摩擦。太多種方法了。【問】可為什么用這些方法就會使我們的雙手變暖和呢？【說】今天我們重點來分析捂熱水袋和哈氣這兩種方法。【點PPT】【說】先以捂熱水袋為例，我們進行分析。低溫的雙手接觸高溫的熱水袋。雙手會變暖和。【問】雙手的溫度是升高了還是降低了？【點PPT答】雙手的溫度升高了。【問】熱水袋的溫度會升高還是降低呢？【點PPT答】熱水袋的溫度會降低。熱水袋溫度降低，內能就會減少，雙手溫度升高，內能就會增加。【問】此時熱水袋減少的能量去了哪里？雙手增加的能量又從何而來？【點PPT答】原來在雙手接觸熱水袋的過程中，發生了能量的轉移。熱水袋的能量轉移給了雙手。從而使雙手內能增加，溫度升高，雙手就感覺暖和了。【點PPT】【點PPT出板書】從捂熱水袋這個生活現象我們可以看出當溫度不同的物體互相接觸時，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低，我們把這個過程叫做熱傳遞。通過熱傳遞的方式可以改變物體的內能。【點PPT】【說】向雙手哈氣，我們的雙手會變暖和，發生的也是熱傳遞。【動手】現在就請同學們跟著老師一起向雙手“哈氣“，感受一下熱傳遞的過程吧。【問】請同學們說一說，向雙手“哈氣“時，雙手的溫度怎么了？【點PPT答】雙手的溫度升高了。【問】從而可知雙手的內能是增加了還是減少了？【點PPT答】內能增加了。【問】增加的能量從何而來？【點PPT答】是哈氣的能量轉移給了雙手，使得哈氣內能減少，溫度降低。【說】這就是熱傳遞的過程。相信同學們親身感受完這個過程后，對熱傳遞已經有了更清晰的認識吧。【點PPT】【說】讓我們再回到捂熱水袋暖手這個情境中。請同學們思考一個問題。【問】在我們雙手接觸熱水袋的過程中，雙手可以一直從熱水袋獲得能量嗎？【點PPT答】同學們一定知道是不能的。因為雙手在接觸熱水袋的過程中，雙手溫度會慢慢升高，熱水袋溫度會慢慢降低。當雙手溫度和熱水袋溫度相同時，就不再會發生熱傳遞，雙手就不能再獲得能量了。【點PPT出板書】由此說明熱傳遞的發生是有條件的：物體之間要有溫度差。【點PPT出板書】【說】發生熱傳遞時，熱傳遞的方向是能量從高溫物體傳向低溫物體。【問】若同一物體一端溫度高，一端溫度低，可以發生熱傳遞嗎？【說】我們來看一個實驗：將一根銅絲兩端固定在兩個鐵架臺上，銅絲上涂抹一些凡士林，使火柴棒等間距的粘附在銅絲上，用酒精燈對銅絲左端加熱，【問】同學們知道將會出現什么現象嗎？我們一起來看一看。【問】同學們看到了什么現象？【問】我們看到火柴棒由左至右一個一個的從銅絲上脫落下來了。這是為什么呢？【說】火柴棒由左至右一個一個脫落了下來說明銅絲上的凡士林由左至右慢慢熔化了，從而可知此時銅絲由左至右慢慢變熱，這就說明能量會從【點PPT出板書】同一物體的高溫部分傳向低溫部分。【點PPT】【說】生活中當我們把湯勺放入熱湯中，不一會兒，手摸勺柄會感到燙手，就是由于能量從同一物體的高溫部分傳向低溫部分所引起的。【點PPT出板書】【說】能量傳遞的過程就是能量轉移的過程，熱傳遞的實質就是能量的轉移。而在轉移的過程中，能量的形式沒有發生變化。【點PPT說】熱傳遞過程中傳遞能量的多少，我們稱為熱量。【點PPT說】熱量的符號是大寫的Q。【點PPT說】熱量的單位也是焦耳。【說】這里需要說明的是，熱傳遞的過程中，傳遞的是熱量，不是溫度。【點PPT】【說】熱傳遞在生活中的實際應用非常多。例如，燒水的過程中，水就是通過熱傳遞的方式，吸收熱量，內能增加。吸收熱量越多，水具有的內能越多，在水未沸騰前，水的溫度一直升高。【點PPT】【說】若不小心因為運動造成手臂損傷，我們往往會采用冰敷的方法來降低損傷處的溫度，從而減輕疼痛和腫脹。【問】同學們，你們能說出手臂的溫度是如何降低的嗎？【點PPT說】同學們說的特別棒，冰敷的時候，高溫的手臂遇到低溫的冰塊，也會發生熱傳遞，此時手臂放出熱量，內能減少，從而使手臂溫度降低。【點PPT】【問】同學們還能想出生活中其他應用熱傳遞的實例嗎？【點PPT指圖】同學們想的真豐富，烤肉、火鍋、電熱毯、地暖，這些都是應用了熱傳遞。其實我們剛剛提到的捂熱水杯，捂暖氣片，烤火、烤電暖氣也都是應用了熱傳遞的方法使雙手變暖和的。【點PPT】【說】這節課有三個物理量反復出現：溫度、內能和熱量。有同學可能會覺得容易混淆。下面我們就結合一個實例，對溫度、內能、熱量進行區分。A、B是兩個質量相同的銅塊。A銅塊較熱，B銅塊較冷。【點PPT說】溫度是表示物體冷熱程度的物理量。A銅塊溫度高，B銅塊溫度低。【點PPT說】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。A、B兩銅塊都具有內能。【問】同學們，你們說當溫度高的A銅塊和溫度低的B銅塊互相接觸時會發生什么現象呢？【說】說的沒錯，會發生熱傳遞。因為A銅塊溫度高，B銅塊溫度低。【點PPT說】熱傳遞過程中傳遞能量的多少叫做熱量。此時傳遞的就是熱量。【點PPT】【說】綜上分析我們可以看出溫度和內能都是跟物體狀態對應的物理量。我們稱溫度和內能為狀態量。而只有發生了熱傳遞，有了能量的轉移，才出現了熱量問題，我們稱熱量為過程量。【點PPT說】物體本身具有內能，但不具有熱量，只能說吸收熱量或放出熱量。【點PPT】【說】在這個實例中，我們可以看出發生熱傳遞時能量是從溫度高的A銅塊傳向溫度低的B銅塊，A銅塊溫度降低，內能減少。B銅塊溫度升高，內能增加。【點PPT說】也就是說在發生熱傳遞時，能量是從高溫物體傳向低溫物體，高溫物體，溫度降低，內能減少。低溫物體，溫度升高，內能增加。【點PPT】【問】我們再來看一個實例。若將一滴熱水滴入一桶冷水中，是否會發生熱傳遞呢？【點PPT說】因為熱水與冷水溫度不同，熱水溫度高，冷水溫度低，因此會發生熱傳遞。【問】能量是從熱水傳向冷水？還是冷水傳向熱水呢？【點PPT答】我們知道發生熱傳遞時，能量是從高溫物體傳向低溫物體，因此是從溫度高的熱水傳向溫度低的冷水。從而使熱水溫度降低，內能減少。冷水溫度升高，內能增加，【點PPT說】由此我們可以得知，發生熱傳遞時，能量一定是從高溫物體傳向低溫物體，而不一定是從具有內能多的物體傳向具有內能少的物體。【點PPT】【說】今天我們學習了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。內能的單位是焦耳（J）。內能是不同于機械能的另一種形式的能。一切物體，不論溫度高低，都具有內能。【點PPT】【說】溫度不同的物體互相接觸，低溫物體溫度