九年级物理下册《内能》教案

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九年级物理下册《内能》教案
第１课时
教学目标
　　一、知识与技能
　　1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
　　2.知道热传递过程中，物体吸收（或放出）热量，使物体温度升高（或降低），内能改变。
　　3.知道在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
　　4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。
　　二、过程与方法
　　1.通过探究就找到改变物体内能的两种方法。
　　2.通过演示实验说明做功与物体的内能的变化关系。
　　3.通过查找资料，了解地球的“温室效应”。
　　三、情感、态度与价值观
　　1.通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。
　　2.通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
　　3.鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。
　　教学重点：掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。
　　教学难点：区分温度、内能、热量三个物理量，分子势能随分子间距离变化的势能曲线。
　　教学准备：压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。
　　教学过程
第1课时
　　一、引入新课
　　我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。
　　二、新课学习
　　1．分子的动能、温度
　　物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。
　　学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。
　　另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。
　　我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。
　　2．分子势能
　　分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
　　如果分子间距离约为10 -10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

　　当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如上图中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。
　　如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。
　　从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在下图的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

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