導(dǎo)學(xué)案：13.2 內(nèi)能【學(xué)生版】-同步備課系列

學(xué)而優(yōu)教有方第2節(jié)內(nèi)能（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會(huì)用類比的方法建立內(nèi)能的概念，能簡(jiǎn)單描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系。2.知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。3.知道熱量的概念和單位。4.知道做功可以使物體內(nèi)能增加或減少的一些實(shí)例?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.內(nèi)能、熱量概念的建立。2.改變物體內(nèi)能的兩種途徑?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】用類比的方法建立內(nèi)能的概念?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.內(nèi)能的概念：分子由于不停地做熱運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫做；分子之間由于存在類似彈簧形變時(shí)的相互作用力而具有的勢(shì)能叫做。構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的與的總和叫做物體的內(nèi)能。內(nèi)能的單位是，各種形式能量的單位都是焦耳。2.內(nèi)能的影響因素：物體的內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)和分子之間的相互情況有關(guān)。一切物體都具有內(nèi)能，當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，內(nèi)能；溫度降低時(shí)，內(nèi)能。此外，物體的內(nèi)能還與物體的質(zhì)量、等因素都有關(guān)。3.熱傳遞改變物體的內(nèi)能：在熱傳遞過程中，傳遞的多少叫做熱量，熱量的單位是。發(fā)生熱傳遞時(shí)，高溫物體熱量，內(nèi)能；低溫物體熱量，內(nèi)能。4.做功改變物體的內(nèi)能：對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能會(huì)。（均選填“增大”或“減小”）【合作探究】探究一、內(nèi)能1.分子具有動(dòng)能與勢(shì)能（1）分子動(dòng)能【想一想】運(yùn)動(dòng)的物體（如籃球、車輛等）具有能；物體內(nèi)的分子在做熱運(yùn)動(dòng)，是否也具有能量？【結(jié)論】運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能，叫作能。（2）分子勢(shì)能【想一想】一根被壓縮的彈簧各部分互相排斥，被拉伸的彈簧各部分互相吸引，具有能。分子間既相互吸引又相互排斥，是否也具有能量？【結(jié)論】分子間也具有勢(shì)能，叫作。2.內(nèi)能（1）構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的與分子的總和，叫做物體的內(nèi)能。（2）內(nèi)能的單位是（J）。（3）飛在空中的足球，具有重力勢(shì)能；足球在空中飛行，還具有動(dòng)能?？罩羞\(yùn)動(dòng)的足球除了整體具有機(jī)械能外，同時(shí)還具有內(nèi)能。機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，而內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子之間的相互作用情況有關(guān)，內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能。（4）一切物體，不論溫度高低，都具有內(nèi)能。炙熱的鐵水具有內(nèi)能；冰冷的冰塊，溫度雖然低，其中的水分子仍然在做熱運(yùn)動(dòng)，所以也具有內(nèi)能。3.影響內(nèi)能大小的因素【想想議議】物體內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)？（1）內(nèi)能大小與溫度的關(guān)系對(duì)一杯水加熱時(shí)，水的溫度越高，水內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)越，內(nèi)能越。反之，溫度越低，內(nèi)能越小.（2）內(nèi)能大小與質(zhì)量的關(guān)系【想一想】溫度相同、質(zhì)量不同的水，內(nèi)能相同嗎？為什么？【分析】溫度相同、質(zhì)量不同的水，質(zhì)量越大，水分子數(shù)目越（多/少），所以分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和也會(huì)越大，即水的內(nèi)能也。所以在溫度相同、狀態(tài)相同時(shí)，物質(zhì)的質(zhì)量越大，內(nèi)能。（3）內(nèi)能大小與狀態(tài)（體積）的關(guān)系【想一想】一塊0℃的冰熔化成0℃的水時(shí)內(nèi)能是否改變?【分析】因?yàn)?℃的冰熔化成0℃的水時(shí)，要熱量（吸收/放出），體積變小，分子間的距離變，作用力變，所以水的內(nèi)能變?？梢娢矬w的內(nèi)能跟物體的（體積）有關(guān).【結(jié)論】物體的內(nèi)能跟物體的、、等因素有關(guān).4.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別內(nèi)能機(jī)械能概念物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和物體所具有的動(dòng)能和勢(shì)能的總和影響因素物體的溫度、體積、質(zhì)量、狀態(tài)等物體的質(zhì)量、速度、高度（或形變程度）研究對(duì)象微觀世界的大量分子宏觀世界的所有物體存在條件永遠(yuǎn)存在運(yùn)動(dòng)或在高處或發(fā)生彈性形變【例題1】（多選）四只相同的燒杯中裝有水，水量及溫度如圖所示。關(guān)于四只燒杯中水的內(nèi)能的大小，下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)燒杯中水的內(nèi)能大于b燒杯中水的內(nèi)能B．c燒杯中水的內(nèi)能大于d燒杯中水的內(nèi)能C．c燒杯中水的內(nèi)能大于a燒杯中水的內(nèi)能D．d燒杯中水的內(nèi)能大于c燒杯中水的內(nèi)能探究二、物體內(nèi)能的改變【想一想】寒冷的冬天，為什么人們喜歡抱熱水袋？人從熱水袋中得到了什么？【分析】這是因?yàn)榘l(fā)生了，熱水把傳遞給人，人們獲得了內(nèi)能，而熱水減少了內(nèi)能。1.熱量（1）在熱傳遞過程中，傳遞的多少叫熱量，單位是。（2）發(fā)生熱傳遞的一些實(shí)例：用火燒水做飯；冬天對(duì)手呵氣感到暖和；棉被太陽曬得暖呼等.2.熱傳遞改變物體的內(nèi)能（1）發(fā)生熱傳遞時(shí)，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能；高溫物體放出熱量，內(nèi)能（均選填“增大”或“減小”）。物體吸收或放出的熱量越多，它的內(nèi)能改變?cè)健＃?）熱傳遞的過程：實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)移的過程。內(nèi)能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移?？梢姛醾鬟f可以改變物體的內(nèi)能。3.做功改變物體的內(nèi)能【思考】除了熱傳遞外，還有什么途徑可以改變物體的內(nèi)能？（1）實(shí)例分析：人從滑梯下滑時(shí)的情景?！痉治觥咳藦幕菹禄瑫r(shí)屁股有點(diǎn)發(fā)燙，說明摩擦可以產(chǎn)生熱，這部分內(nèi)能是哪里來的呢？很明顯這部分內(nèi)能并不是熱傳遞得到的。原來，人下滑時(shí)要克服摩擦力做功，把一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能?？梢?，也可以改變物體的內(nèi)能。（2）演示實(shí)驗(yàn)①如圖所示，在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。【分析】棉花會(huì)燃燒起來，是因?yàn)榛钊麎嚎s氣體，使空氣的內(nèi)能，溫度，達(dá)到硝化棉的?？梢妼?duì)物體做功，可以物體的內(nèi)能（選填“增大”或“減小”）。②如圖所示，燒瓶（或可樂瓶）內(nèi)盛少量水。給瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。在上述實(shí)驗(yàn)中，通過什么途徑改變了玻璃筒和燒瓶?jī)?nèi)空氣的內(nèi)能？【分析】圖中瓶?jī)?nèi)水上方存在著無色透明、無法看到的；當(dāng)塞子跳起來時(shí)，可以看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)，說明水蒸氣液化成了可以看到的。在這個(gè)過程中，氣體膨脹對(duì)外做功，溫度，內(nèi)能?？梢?，物體對(duì)外做功，內(nèi)能（選填“增大”或“減小”）。結(jié)論：外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能。（3）生活及自然界中利用做功改變內(nèi)能的現(xiàn)象①冬天人們搓手感到暖和；②從滑梯下滑時(shí)屁股有點(diǎn)發(fā)燙；③汽車急剎車時(shí)，輪胎克服地面間的摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，輪胎表面被燒焦；④流星穿越大氣層時(shí)，克服空氣阻力做功，內(nèi)能增加，溫度太高，達(dá)到流星燃點(diǎn)，流星燃燒?！纠}2】如圖的實(shí)驗(yàn)或事例都揭示了一定的物理知識(shí)，關(guān)于它們的說法正確的是（）A．甲圖中，使小孩臀部發(fā)熱是通過熱傳遞的方式來實(shí)現(xiàn)的B．乙圖中，人搓手發(fā)熱說明物體對(duì)外做功，內(nèi)能增大C．丙圖鉆木取火過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．丁圖中水蒸氣將塞子沖出的過程中，水蒸氣通過做功的方式使自己內(nèi)能增大【例題3】如圖所示，在燒瓶?jī)?nèi)盛少量水。給瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起來時(shí)，可以看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了____，說明水蒸氣_______（填物態(tài)變化名稱）成了可以看到的小水滴。在這個(gè)過程中，氣體膨脹對(duì)外_____，溫度______內(nèi)能______。探究三、溫度、熱量與內(nèi)能1.溫度、熱量與內(nèi)能（1）溫度溫度表示物體的程度。是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)一定的溫度。描述溫度時(shí)，一般說“物體的溫度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天氣熱，這個(gè)“熱”表示.（2）內(nèi)能內(nèi)能表示物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能和能的總和。是一個(gè)狀態(tài)量，所有物體都有內(nèi)能。描述物體的內(nèi)能一般說“物體具有內(nèi)能、改變了內(nèi)能、傳遞了內(nèi)能等”。例如：“摩擦生熱”，表示克服摩擦力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以這個(gè)“熱”表示.（3）熱量熱量表示熱傳遞過程中傳遞的多少。熱量是一個(gè)過程量，只有發(fā)生熱傳遞時(shí)，才能用熱量來量度內(nèi)能的變化量（物體吸收或放出的能量的多少）。不發(fā)生熱傳遞，講熱量就沒有意義。描述熱量時(shí)，只能說物體“吸收、放出”熱量，不能講“物體具有熱量”。2.溫度與熱量（1）物體吸收熱量，溫度變化（選填“一定”或“不一定”）。晶體熔化時(shí)，吸收熱量，溫度不變。晶體凝固時(shí)，放出熱量，溫度不變。（2）物體溫度變化時(shí)，不一定要吸收或放出熱量。物體溫度降低，可能是物體對(duì)外界做功。物體溫度升高，可能是外界對(duì)物體做功。3.溫度與內(nèi)能（1）物體溫度變化時(shí)，內(nèi)能變化（選填“一定”或“不一定”）。物體溫度降低，內(nèi)能減少；物體溫度升高，內(nèi)能增加。（2）物體內(nèi)能變化時(shí)，溫度不一定變化。晶體熔化時(shí)，吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不變。晶體凝固時(shí)，放出熱量，內(nèi)能減少，溫度不變。4.熱量與內(nèi)能（1）物體吸熱或放熱，會(huì)引起內(nèi)能的變化（選填“一定”或“不一定”）。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，內(nèi)能減少。（2）物體內(nèi)能改變，不一定是由于物體吸收或放出熱量。物體內(nèi)能增加，可能是外界對(duì)物體做功。物體內(nèi)能減少，可能是物體對(duì)外界做功?！纠}4】關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B．一杯水的內(nèi)能比一桶水的內(nèi)能小C．物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加D．水放出熱量凝固成冰過程中，溫度不變，內(nèi)能減小【精講點(diǎn)撥】1.內(nèi)能是指物體內(nèi)部大量分子所具有的內(nèi)能，而不是單個(gè)分子的內(nèi)能，一切物體無論溫度高低都具有內(nèi)能。2.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別：機(jī)械能是描述宏觀物體具有的能量，與物體質(zhì)量、高度、速度等有關(guān)；而內(nèi)能是描述微觀物體（分子）具有的能量，與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)。3.做功和熱傳遞對(duì)內(nèi)能改變的效果是等效的。一個(gè)物體的溫度升高，內(nèi)能變大，可能是熱傳遞，也可能是外界對(duì)物體做了功?！練w納整理】?jī)?nèi)能內(nèi)能①熱傳遞——實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.用熱量來量度內(nèi)能的變化量.②做功——內(nèi)能與其它能的轉(zhuǎn)化.用功來量度內(nèi)能的變化量.熱傳遞和做功改變物體的內(nèi)能是等效的.①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.②一個(gè)物體溫度升高時(shí)，它的內(nèi)能就增加；一個(gè)物體溫度降低時(shí)，它的內(nèi)能就減少.③影響內(nèi)能大小的因素：物體溫度、質(zhì)量、狀態(tài).內(nèi)能【課堂練習(xí)】1．仔細(xì)觀察圖中甲、乙兩杯水。下列說法正確的是（）A．甲杯中水的內(nèi)能多B．乙杯中水的內(nèi)能多C．甲杯和乙杯中水的內(nèi)能一樣多D．無法判斷2.在下圖中，屬于熱傳遞改變內(nèi)能的是（）AABCDA．兩手相互摩擦能發(fā)熱 B．用火給水壺里的水加熱C．鋸木頭鋸子發(fā)燙 D．壓縮空氣引火3.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．物體溫度升高，一定是吸收了熱量B．物體吸收熱量，溫度一定升高C．0℃的冰塊，內(nèi)能一定不為零D．溫度高的物體含有的熱量多4.如圖1所示，在氣缸A中密封有壓縮空氣，B是一個(gè)被銷釘K鎖住的活塞，C是一支溫度計(jì)。若活塞與氣缸壁間沒有摩擦，當(dāng)把銷釘拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)，氣缸A內(nèi)氣體對(duì)外做功，溫度計(jì)的示數(shù)________。圖圖1圖25.如圖2所示，試管內(nèi)裝有水，用塞子塞緊試管口，用酒精燈加熱試管底部，一段時(shí)間后，塞子從試管口被管內(nèi)氣體推出，試管口附近伴隨有白霧出現(xiàn)，這是因?yàn)樵嚬軆?nèi)的氣體對(duì)塞子______時(shí)，將管內(nèi)氣體的______能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，導(dǎo)致氣體溫度降低所致