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1、物体的内能第七章A一、教学任务分析是继机械能之后学习的另一种形式的能。学习内能既认 识了微观世界的分子具有能量，也为以后学习能的转化和能 量守恒定律等知识奠定基础。学习需要以分子动理论、物体的动能、势能、机械能等 知识为基础。以实验创设情景，通过对问题的讨论，弓I入学习，以及 与温度、体积和状态的关系。通过DIS实验和学生实验，使学生知道“外力对物体做 功，增加”，“物体对外做功，内能减少”的变化规律。通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量关系的研究。在学习分子势能时，与重力做功、重力势能变化类比， 使学生体验“类比”的方法；在学习时，感受初步的统计规 律概念；在研究做功使物体内能发生变化的过
2、程中，感受“实验探究”的方法，培养学生的观察、分析、判断、推理、归 纳等能力；在学习焦耳对热与功当量关系的研究中，体验科 学家在探究真理过程中的科学精神。二、教学目标.知识与技能知道分子的动能，知道温度是分子热运动平均动能的标知道分子势能，知道分子势能跟物体的状态和体积有 关。知道。知道内能变化的两个途径：做功和热传递。知道做功和 热传递对改变是等效的。.过程与方法通过学习分子势能，认识“类比”的科学方法。通过学习内能的概念，感受统计规律的研究方法。通过研究做功使物体内能发生变化的学习过程，认识 “实验探究”的方法。.情感、态度价值观通过观察和动手操作实验，体验乐于科学探究的情感。 通过对焦耳
3、的简单介绍，感悟科学家在探究真理过程中 的科学精神。三、教学重点与难点重点和难点：；内能变化的两个途径。四、教学资器材演示实验： 分别装有冷、热水的杯子各一只，温差电池、小电扇 铜管、绳子、温度传感器、数据采集器、计算机 圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。学生实验： 烧杯两只、红墨水、冷、热水。 酒精灯、试管、试管夹、活塞。:柴油机的结构及工作过程 flash 。五、教学设计思路本设计内容包括三个方面：一是；二是内能变化的两个 途径；三是做功和热传递对改变是等效的。本设计的基本思路是：以实验创设情景，激发学生的好奇心。通过对问题的讨论，引入学习，以及与温度、体积和状态的关系。通过结合日常生活经验进行交
4、流讨论，在实验 的基础上，得出改变物体内能的两个途径。通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量关系的研究，知道做功和热传递对改 变是等效的。本设计要突出的重点和要突破难点是：和内能变化的两个途径。方法是：以实验和分析为基础，根据学生在初中和 前阶段学习时已经掌握的知识，结合学生的亲身体会，应用 实验和动画演示对实例进行分析，掌握和内能变化的两个途 径，从而突出重点，并突破难点。本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴 随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其 分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受“类比”、 “实验探究
5、”、“归纳推理”等科学方法；感悟科学家的探 究精神，提咼学习的兴趣。完成本设计的内容约需 1课时。六、教学流程教学流程图流程图说明情景演示实验1内装一定质量、不同水温的上、下两只杯子，杯体上标 明水的温度值。其中，上方的杯底有一块半导体材料制成的 温差电池，电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的 温度不同时，风扇会不停转动。设问1:驱动风扇运转的能量来自何处？活动I学生实验1取两杯温度不同、体积相同的清水，分别滴入一滴红墨 水，观察发生的变化。活动II大家谈列举内能发生变化的实际事例。设问2:如何使内能发生变化？活动III演示实验2DIS实验用温度传感器研究摩擦与热的关系。观察温度变化曲线
6、，分析拉动次数和对应的温度变化情况。活动W演示实验3演示压缩空气，硝化棉燃烧。播放柴油机的结构及工作过程的flash。活动V学生实验2用酒精灯加热试管中的水，沸腾时，可以看到活塞被冲出，试管壁上有小水珠生成。活动W历史回眸介绍焦耳对热与功当量关系的研究。教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。环节，通过实验观察与讨论，归纳得出物体内能的概念， 以及与温度、体积和状态的关系。第二环节，通过 DIS实验和学生实验的研究，认识改变 物体内能的两条途径。第三环节，通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量 关系的研究，知道做功和热传递对改变是等效的。七、教案示例情景引入：观察演示实验1,提出问题演示实
7、验1:内装一定质量、不同水温的上、下两只杯 子，杯体上标明水的温度值。其中，上方的杯底有一块半导 体材料制成的温差电池，电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的温度不同时，风扇会不停转动。设问1:驱动风扇运转的能量来自何处？导入新我们可以用这节课学习的知识来回答上面的问题。物体由大量分子组成，分子在不停地做无规则的热运 动。分子动能学生实验1:取两杯温度不同、体积相同的清水，分别 滴入一滴红墨水，观察发生的变化。结论：温度越高，分子的无规则运动越剧烈。温度是物体分子热运动平均动能的标志。分子势能分子势能随分子间距离的变化而变化，分子势能与物体 的状态和体积有关。类比：重力做正功，重力势能减少
8、，重力做负功，重力 势能增加。分子间作用力做正功，分子势能减少，分子间作用力做 负功，分子势能增加。热现象是大量分子热运动的宏观表现，是大量分子运动 的统计结果。内能与温度的区别。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。内能与机械能的区别。定义决定量值测量内能物体内所有分子动能和势能之和由物体温度、体积 和状态决定任何物体都有内能，不为零无法测量机械能物体的动能，重力势能和弹性势能统
9、称跟宏观运 动状态，参照系和零势能点的选取有关可以为零可测量大家谈：列举内能发生变化的实际事例。设问2:如何使发生变化？改变内能的途径做功可以改变外界克服摩擦力做功，使增加。演示实验2:用温度传感器研究摩擦与热的关系。铜管 内插入温度传感器，拉动绳子，观察软件界面上温度变化曲 线，分析拉动次数和对应的温度变化情况。结论：摩擦做功越多温度升高越大，摩擦做功越快温度 升高越快。克服摩擦力做功，物体温度升高，内能增加。压缩气体做功，气体内能增加。演示实验3 :活塞压缩玻璃管内的空气，硝化棉燃烧。结论：压缩空气做功，使空气温度升高，内能增大，达到硝化棉的燃点使棉花燃烧。播放柴油机的结构及工作过程的fl
10、ash，进一步认识压缩气体做功可以使气体内能增加。气体对外做功，内能减少。学生实验2:用酒精灯加热试管中的水，沸腾时，可以看到活塞被冲出，试管壁上有小水珠生成。结论：试管内的气体推动活塞做功时，气体内能减少，温度降低，使试管内水蒸气液化成小水滴。热传递可以改变做功和热传递对改变是等效的介绍“历史回眸”栏目中焦耳对热与功当量关系的研究， 知道做功和热传递对改变是等效的，感悟科学家的探究精 神。应用回顾新课导入时创设的情景，解释小风扇转动的原因： 上下两个杯子的水温相同时，风扇没有转动；而当两个杯子 水温相差较大时，风扇在很快转动。实际上是利用温差来发 电，从而使马达旋转，这个实验说明在一定条件下可以转化 为电能。总结作业布置