第十三章

內(nèi)能物理九年級(jí)全一冊(cè)?人教版2024第3節(jié)

內(nèi)能學(xué)習(xí)目標(biāo)01020304物理觀念理解內(nèi)能的概念；能理解內(nèi)能與物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)等因素的關(guān)系；認(rèn)識(shí)到改變物體內(nèi)能的兩種方式—做功和熱傳遞?？茖W(xué)思維通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用內(nèi)能的知識(shí)解釋一些日常生活中的熱現(xiàn)象，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的科學(xué)思維能力。科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的技能，學(xué)會(huì)觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高科學(xué)探究能力。能在探究過(guò)程中收集證據(jù)，分析總結(jié)做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的規(guī)律?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心，養(yǎng)成合作、探究的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到內(nèi)能在生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，以及合理利用內(nèi)能對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要意義，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)①內(nèi)能的概念及其與溫度、質(zhì)量、狀態(tài)的關(guān)系；②改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞；③能運(yùn)用內(nèi)能知識(shí)解釋一些簡(jiǎn)單的熱現(xiàn)象。①理解內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和這一抽象概念；②區(qū)分做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的異同及微觀機(jī)制。此時(shí)水蒸氣所具有的能量是什么呢？課堂導(dǎo)入加熱盛水的燒瓶時(shí)瓶塞被彈出去你知道推動(dòng)瓶塞的能量來(lái)自哪里嗎？裝著開(kāi)水的水壺瓶塞被彈起來(lái)此時(shí)水蒸氣所具有的能量是什么呢？水蒸氣內(nèi)能我們知道運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能，那構(gòu)成物質(zhì)的分子具有動(dòng)能嗎？奔跑中的鴕鳥(niǎo)動(dòng)能分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)探究新知樹(shù)上的果子具有重力勢(shì)能彈簧被壓縮后和拉伸后具有彈性勢(shì)能。勢(shì)能分子間既相互吸引又相互排斥，即分子間具有勢(shì)能，稱(chēng)為分子勢(shì)能。分子間是否也有勢(shì)能呢？探究新知分子勢(shì)能分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（分子熱運(yùn)動(dòng)）分子動(dòng)能分子間相對(duì)位置分子間相互作用力探究新知內(nèi)能1.概念：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫物體的內(nèi)能。2.單位：焦耳(簡(jiǎn)稱(chēng)焦，用J表示)各種形式能量的單位都是焦耳。注意：內(nèi)能不是一個(gè)分子或少數(shù)分子的能量，而是物體內(nèi)部所有分子的總能量。探究新知內(nèi)能是一種常見(jiàn)的能量形式，關(guān)于內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.內(nèi)能是機(jī)械能的一種形式B.溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能多C.運(yùn)動(dòng)的物體一定比靜止的物體內(nèi)能大D.內(nèi)能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中會(huì)有能量損失解：A、內(nèi)能是不同于機(jī)械能的一種形式的能，故A錯(cuò)誤；B、內(nèi)能的大小與物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)等有關(guān)系，所以溫度高的物體內(nèi)能不一定多，故B錯(cuò)誤；C、內(nèi)能與物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)，而與整個(gè)物體的速度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、內(nèi)能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中不可避免的有能量損失，故D正確。故選：D。D【學(xué)習(xí)任務(wù)一】?jī)?nèi)能的概念探究新知下列物體誰(shuí)的內(nèi)能大更大？大大大亮和不亮的燈泡一瓶水和一桶水0度的冰和0度的水同一物體溫度越高內(nèi)能越大同一物體同一溫度質(zhì)量越大，內(nèi)能越大同一物體同一溫度物態(tài)不同，內(nèi)能不同討論交流探究新知3.影響內(nèi)能大小的因素物質(zhì)的種類(lèi)和物質(zhì)的體積也會(huì)影響內(nèi)能的大小溫度質(zhì)量種類(lèi)體積狀態(tài)水和酒精為例，即使質(zhì)量和溫度相同，因酒精分子間作用力較弱，其內(nèi)能通常低于水。當(dāng)體積減小時(shí)，分子間距減小，分子間勢(shì)能增加（以斥力為主時(shí)），從而導(dǎo)致總內(nèi)能增大。探究新知【學(xué)習(xí)任務(wù)二】影響內(nèi)能大小的因素下列關(guān)于物體的內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是（）A.物體運(yùn)動(dòng)得越快，物體的內(nèi)能越大B.物體被舉得越高，物體的內(nèi)能越大C.溫度為0℃的冰塊沒(méi)有內(nèi)能D.溫度高的物體內(nèi)能不一定大解：A、物體的內(nèi)能與物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、物體的內(nèi)能與物體被舉高的高度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、溫度為0℃的冰塊具有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、溫度高的物體內(nèi)能不一定大；質(zhì)量和物態(tài)相同時(shí)，溫度高的物體內(nèi)能大，故D正確。故選：D。D探究新知4.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別機(jī)械能內(nèi)能宏觀物體微觀分子研究對(duì)象物體動(dòng)能和勢(shì)能的總和物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子間相互作用的勢(shì)能的總和。概念大小取決于物體整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與物體的速度、相對(duì)于地面的高度及彈性形變程度等因素有關(guān)。取決于分子所處的狀態(tài)內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能。探究新知討論交流1.正在空中飛行的氣球具有哪些能量？機(jī)械能氣球在運(yùn)動(dòng)有動(dòng)能氣球有高度有勢(shì)能物質(zhì)是由分子構(gòu)成的分子在運(yùn)動(dòng)有分子動(dòng)能分子之間有力作用有分子勢(shì)能內(nèi)能探究新知石頭內(nèi)部所有的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以石頭具有內(nèi)能。靜止在水平地面上的石頭石頭速度為0沒(méi)有動(dòng)能石頭高度為0沒(méi)有勢(shì)能機(jī)械能為02.靜止在水平地面上的石頭具有哪些能量？一切物體無(wú)論是否具有機(jī)械能，由于分子熱運(yùn)動(dòng)的存在，所以一定具有內(nèi)能。探究新知3.熾熱的鐵水具有內(nèi)能嗎？冰冷的冰山具有內(nèi)能嗎？一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熾熱的鐵水具有內(nèi)能，冰冷的冰山，溫度雖然低，但其中的水分子仍然在做熱運(yùn)動(dòng)，所以也具有內(nèi)能。探究新知北極的冰山也有內(nèi)能靜止的石頭有內(nèi)能熾熱的鐵水有內(nèi)能運(yùn)動(dòng)的足球有內(nèi)能5.一切物體都具有內(nèi)能一切物體，不論溫度高低，不論是否運(yùn)動(dòng)、都具有內(nèi)能。探究新知穿棉襖搓手烤火電烤爐改變內(nèi)能的方式有哪些呢？冬天雙手感覺(jué)很冷，如何讓雙手暖和起來(lái)？討論交流探究新知熱傳遞和內(nèi)能的改變1.熱傳遞①概念：溫度不同的物體互相接觸時(shí)，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低，我們把這個(gè)過(guò)程叫做熱傳遞。②熱傳遞條件：存在溫度差和相互接觸。③熱傳遞方向：從高溫物體到低溫物體，?或者從物體的高溫部分到低溫部分。探究新知2.熱量①概念：熱傳遞過(guò)程中傳遞能量的多少，我們稱(chēng)為熱量。符號(hào)為Q。②熱量的單位：焦耳(簡(jiǎn)稱(chēng)焦，用J表示)探究新知高溫物體低溫物體內(nèi)能內(nèi)能減少內(nèi)能增加溫度降低溫度升高能量3.熱傳遞改變物體的內(nèi)能①熱傳遞改變物體的內(nèi)能的實(shí)質(zhì)能量的轉(zhuǎn)移②熱傳遞的過(guò)程：內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過(guò)程。內(nèi)能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移。（注意：不是傳遞溫度）燒熱的工件放到冷水中，工件涼下來(lái)，冷水會(huì)變熱，在此過(guò)程中發(fā)生了熱傳遞。探究新知爐子燒水4.熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)例哈氣取暖太陽(yáng)能熱水器熱水器取暖除了熱傳遞，還有什么途徑可以改變物體的內(nèi)能？探究新知【學(xué)習(xí)任務(wù)三】熱傳遞改變物體的內(nèi)能下列實(shí)例中，屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（）A.用鋸條鋸木頭時(shí)鋸條的溫度升高B.兩手相互摩擦?xí)r手的溫度升高C.電鉆打孔時(shí)鉆頭溫度升高D.熱雞蛋放入冷水中溫度降低解：A、鋸木頭是克服摩擦做功，鋸條溫度升高，是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能；B、兩手相互摩擦?xí)r，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過(guò)做功的方式改變物體的內(nèi)能；C、電鉆打孔是克服摩擦做功，鉆頭溫度升高，是通過(guò)做功改變物體內(nèi)能的；D、放入冷水中的熱雞蛋放出熱量，溫度降低，是通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能，故D正確。故選：D。D探究新知討論交流鉆木取火從滑梯下滑時(shí)屁股感覺(jué)很燙摩擦可以產(chǎn)生熱，這部分內(nèi)能是從哪里來(lái)的呢？摩擦?xí)r物體克服摩擦力做了功，這部分內(nèi)能是物體克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化而來(lái)的。探究新知實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)脫脂棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?【實(shí)驗(yàn)】做功改變內(nèi)能脫脂棉燃燒起來(lái)機(jī)械能內(nèi)能對(duì)氣體壓縮做功活塞壓縮空氣做功達(dá)到脫脂棉的燃點(diǎn)燃燒空氣內(nèi)能增大，溫度升高演示實(shí)驗(yàn)探究新知實(shí)驗(yàn)2：在燒瓶?jī)?nèi)盛少量水，并蓋緊瓶塞。向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。向瓶?jī)?nèi)打氣瓶塞跳起，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白氣。瓶?jī)?nèi)氣體推動(dòng)瓶塞做功（瓶塞挑起）瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能減少，瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低水蒸氣液化為小水滴(出現(xiàn)白氣)內(nèi)能機(jī)械能氣體膨脹做功探究新知做功和內(nèi)能的改變外界壓縮氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加。氣體膨脹對(duì)外界做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減少。機(jī)械能內(nèi)能氣體膨脹做功機(jī)械能內(nèi)能對(duì)氣體壓縮做功1.內(nèi)容：外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少，溫度降低。2.做功的實(shí)質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化探究新知飛船返回艙穿越大氣層時(shí)，克服空氣阻力做功，內(nèi)能增加，溫度太高，表面燃燒。3.做功改變內(nèi)能的實(shí)例搓手取暖——通過(guò)雙手摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高?；鸩衽c打磨涂層摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，火柴點(diǎn)燃。探究新知【學(xué)習(xí)任務(wù)四】熱傳遞改變物體的內(nèi)能下列事例中，通過(guò)做功的方式改變物體內(nèi)能的是（）A.冬天用熱水袋暖手B.兩手相互摩擦發(fā)熱C.冬天室內(nèi)用電爐取暖D.用火爐燒水解：A、冬天，用熱水袋暖手，手的溫度升高，是通過(guò)熱傳遞改變了物體的內(nèi)能，故A不符合題意；B、兩手相互摩擦，手的溫度升高，是手克服摩擦力做功，屬于做功改變物體的內(nèi)能，故B符合題意；C、冬天室內(nèi)用電爐取暖，溫度升高，是通過(guò)熱傳遞改變了物體的內(nèi)能，故C不符合題意；D、用火爐燒水，水的溫度升高，是水吸收了熱量，屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故D不符合題意。故選：B。B探究新知改變物體內(nèi)能的途徑是做功和熱傳遞特別注意：在分析能量及溫度變化的過(guò)程中，注意方向。功、熱量和內(nèi)能有相同的單位，都是焦耳（J）做功熱傳遞等效改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移探究新知1.熱量是過(guò)程量；溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量2.表述區(qū)別溫度只能說(shuō)“是、降低、升高”熱量只能說(shuō)“吸收、放出”內(nèi)能只能說(shuō)“有、具有、改變”溫度、熱量、內(nèi)能的聯(lián)系

溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別溫度（升高）（吸收）熱量?jī)?nèi)能（增加）一定不一定不一定不一定不一定不一定探究新知探究新知關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.炙熱的鐵水一定比冰冷的冰塊含有的熱量多B.熱量可以從內(nèi)能小的物體傳向內(nèi)能大的物體C.物體溫度降低時(shí)內(nèi)能減少，溫度升高時(shí)內(nèi)能增加D.冰塊溫度雖然低，但其分子仍在不停運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)任務(wù)五】溫度、內(nèi)能、熱量的關(guān)系解：A、熱量是一個(gè)過(guò)程量，不能說(shuō)含有多少熱量，故A錯(cuò)誤；B、發(fā)生熱傳遞時(shí)，總是由高溫物體向低溫物體傳遞熱量或從一個(gè)物體的高溫部分傳向低溫部分，內(nèi)能小的物體溫度可能會(huì)高于內(nèi)能大的物體，所以?xún)?nèi)能小的物體可能會(huì)將熱量傳給內(nèi)能大的物體，故B正確；C、物體溫度降低時(shí)，它的內(nèi)能一定減少，物體溫度升高時(shí)，它的內(nèi)能一定增加，故C正確；D、水凝結(jié)成冰，但分子熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有停止，故D正確。故選：A。A探究新知【變式訓(xùn)練】熱傳遞和做功對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的下列關(guān)于功、內(nèi)能、熱量及能量的轉(zhuǎn)化的描述中正確的是（）A.火山具有內(nèi)能，冰山不具有內(nèi)能B.溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體含有的熱量多C.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳通給內(nèi)能小的物體D.做功和熱傳遞改變內(nèi)能是等效的解：A、任何物體都具有內(nèi)能，冰山和火山都有內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、物體的內(nèi)能除了與溫度有關(guān)以外，還和物質(zhì)的種類(lèi)、質(zhì)量等因素有關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、熱傳遞的條件是存在溫度差，熱量總是從溫度高物體傳遞給溫度低的物體，故C錯(cuò)誤。D、做功和熱傳遞改變內(nèi)能是等效的，故D正確；故選：D。D課堂小結(jié)內(nèi)能內(nèi)能熱傳遞改變內(nèi)能概念物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫物體的內(nèi)能；單位是焦（J）影響內(nèi)能大小的因素物體溫度、質(zhì)量、狀態(tài)、體積、種類(lèi)做功改變內(nèi)能熱傳遞熱傳遞改變內(nèi)能概念條件和方向有溫度差相互接觸實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化（機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化）課堂練習(xí)1.（2021秋?成都期末）關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．內(nèi)能是構(gòu)成物體所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和B．一切物體都具有內(nèi)能，0℃的物體也具有內(nèi)能C．物體的溫度不變，它的內(nèi)能一定不變D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能點(diǎn)評(píng)：理解內(nèi)能概念、影響因素和改變內(nèi)能的方法，是解答此題的關(guān)鍵。解：A、內(nèi)能是構(gòu)成物體所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和，故A正確；B、一切物體都具有內(nèi)能，0℃的物體也具有內(nèi)能，故B正確；C、物體的溫度不變，它的內(nèi)能可能不變，也可能增大，如晶體熔化過(guò)程中吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增大，故C錯(cuò)誤；D、做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，故D正確。故選：C。C課堂練習(xí)2.（2016秋?龍海市校級(jí)期中）關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體運(yùn)動(dòng)的越快，物體的內(nèi)能越大B．物體舉得越高，物體的內(nèi)能越大C．溫度為-40℃的冰塊沒(méi)有內(nèi)能D．內(nèi)能為零的物體不存在點(diǎn)評(píng)：此題考查了對(duì)內(nèi)能的理解，內(nèi)能是內(nèi)部分子所具有的能量，是微觀粒子所具有的能量，機(jī)械能是宏觀物體所具有的能量，應(yīng)注意區(qū)別。解：A、內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，物體運(yùn)動(dòng)的快，其動(dòng)能大，內(nèi)能不一定大。故A錯(cuò)誤；B、物體被舉得越高，其重力勢(shì)能大，內(nèi)能不一定大。故B錯(cuò)誤；C、溫度為-40℃的冰塊，其分子也在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，也有內(nèi)能。故C錯(cuò)誤；D、一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能，所以?xún)?nèi)能為零的物體不存在。故D正確。故選：D。D課堂練習(xí)3.（2025?建鄴區(qū)二模）下列關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能說(shuō)法正確的是（）A．物體的溫度升高，一定吸收了熱量B．物體從外界吸收熱量，溫度不一定升高C．物體的溫度越高，其所含有的熱量越多D．熱傳遞中熱量總是從內(nèi)能多的物體傳向內(nèi)能少的物體點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)內(nèi)能、溫度、熱傳遞等知識(shí)的理解和應(yīng)用，是熱學(xué)的難點(diǎn)；要特別注意：溫度升高，內(nèi)能一定增加；但是，內(nèi)能增加，溫度不一定升高。解：A、物體溫度升高，不一定吸收了熱量，也可能是外界對(duì)它做了功，故A錯(cuò)誤；B、物體吸收熱量，溫度可能不變，如晶體熔化時(shí)，吸熱溫度不變，故B正確；