功和内能教学设计

第一篇：功和内能教学设计

功和内能

【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．知道改变物体内能的两种方法。

3．知道热传递过程中，所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事例。

二、过程与方法

1．通过探究、观察、实验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和内能变化的关系。3．通过分析、类比、学会用类比的方法研究问题。培养良好的科学态度和求实精神，帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向。

【教学重难点】

重点：内能概念的建立；改变物体内能的方法。难点：正确理解内能的概念。

关键：做好探究实验，从实验中分析，总结完成知识的建构。

【教学准备】

多媒体电脑、PowerPoint课件、网络视频、酒精灯、铁丝、钳子、布、火柴、热功互换器、压缩空气引火仪、铅笔、砂纸、冰块等

【教学过程】

一、引入新课

分子动理论告诉我们，分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物体具有动能一样，也具有动能。分子动理论还告诉我们：分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。

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二、新课教学

（1）物体的内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动，都受分子作用力，但每单个分子的动能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动，是否被举高，这只能影响钢球的机械能，并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢？

（2）内能的变化：物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大。上节课我们曾进过：物体的温度升高，其内部分子的无规则运动加剧。科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。

实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。

实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈。

因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。

（3）一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能。

（4）内能和机械能

通过机械能和内能的对比，进一步帮助学生理解内能概念。分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。

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第二篇：10.1功和内能(教案)

第十章

热力学定律

单元教材分析

本章以焦耳的实验为基础，研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系，总结出做功和热传递是改变系统内能的两种方式，两种方式对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式又存在着重要区别。在此基础上，进一步提出了热力学第一定律和能量守恒定律。能量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成，使我们认识到一切与热现象有关的客观自然过程都是不可逆的，热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律。热力学第二定律的两种表述是等价的，同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成。熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质，能量在数值上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性，因而我们要合理开发能源，要节约能源，减小能源利用过程中对环境的破坏，保护环境，树立可持续发展的观念，开发清洁、高效的新能源。

本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的自然现象，了解熵是反映系统无序程度的物理量。

第1节

功和内能

目标导航

1．知道什么是绝热过程。

2．从热力学的角度认识内能的概念。3．理解做功与内能改变的数量关系。4．知道内能和功的单位是相同的。

诱思导学

1．绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程。即系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量。2．功与系统内能改变的关系。

做功可以改变系统的内能。①外界对系统做功，系统的内能增加

在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功 即ΔU=U2-U1=W ②系统对外界做功，系统的内能减少。

在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少 即W=-ΔU

3．功是系统内能转化的量度。

4．在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳(J)。

典例探究

例1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能 A.用热水袋取暖

B.用双手摩擦给手取暖 C.把手放在火炉旁取暖

D.用嘴对手呵气给手取暖

解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能。选项B正确。

答案：B 友情提示：注意分清做功和热传递两个过程的不同 例2 一个系统内能增加了20J。如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系统做多少功？ 解析：由功与系统内能改变的关系，则W=ΔU=20J 答案：20J 友情提示：注意功与内能改变的关系。课后问题与练习点击

1．解析：在分子动理论中，系统中所有分子热运动动能和分子间相互作用的分子势能的总和，叫做系统的内能；在热力学中，存在一个只与依赖于系统自身状态的物理量，由于这个物理量在两个状态之间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系，而功是能量转化的量度，我们把这个物理量称为系统的内能。

由于在绝热过程中对系统做功，系统的温度、体积等状态就要发生变化，所有分子热运动的动能和分子间相互作用的分子势能就要发生变化，系统的内能就要发生变化，因此分子动理论是从微观的角度来定义内能，热力学是从宏观的角度来定义内能，但两者是一致的。

2．解析：如钻木取火；用铁锉来锉工件，工件和铁锉都会变热；用铁锤来打击铁块，铁锤和铁块都会变热等都说明做功可以改变系统的内能。

3．解析：在图10.1-2中，是机械能转化为内能；在图10.1-3中，是电能转化为内能。4．解析：气体在真空中绝热膨胀时对外界不做功。

气体在空气中绝热膨胀时对外界做功。做功所需的能量来源于气体原来储存的内能

基础训练

1．下列实例中，属于做功来增加物体内能的是

（）A.铁棒放在炉子里被烧红

B.锯条锯木头时会发热 C.古时候的猿人钻木取火 D.冬天在阳光下取暖

2．下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是

（）A.放在火炉边的物体温度升高了 B.把一杯热水放在冷水中冷却 C.用铁锤锻打工件，工件会发热 D.拉弯的弓把箭射出去

3．下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是

（）A.把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高 B.烧开水时，蒸汽将壶盖顶起 C.铁块在火炉中被加热

D.铁球从空中自由下落（不计空气阻力）

4．用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是（）A.搓搓手会感到手暖和些

B.汽油机气缸内被压缩的气体 C.车刀切下的炽热的铁屑

D.物体在阳光下被晒热

多维链接

1．用打气筒打气时，过一会筒壁会热起来，这是为什么？

解析：打气时活塞压缩空气做功，使筒内空气内能增加，温度升高；同时克服活塞与筒壁间的摩擦做功也使筒壁内能增加，温度升高。

2．焦耳与热力学

焦耳，英国物理学家。出身于曼彻斯特附近索尔福一个啤酒厂主家庭。青年时经常用业余时间进行有关电的、化学的相互作用和机械作用之间联系的实验，并得到化学家道尔顿的鼓励和支持。焦耳的贡献主要有三个方面。①首先研究了电流的热效应，指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平方之积成正比。由于不久楞次也独立地发现了同样的规律，所以被称为焦耳——楞次定律②从1840~1879年用了近40年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系，最后得到的热功当量数值是1卡=4.2焦耳。焦耳的实验工作以大量确凿的证据否定了热质说，为能量守恒与转化定律奠定了实验基础，因此焦耳是能量守恒与转化定律的发现者之一。③为了研究气体的内能，焦耳于1845年做了焦耳气体自由膨胀实验。发现一般气体的内能是温度和体积的函数，而理想气体的内能仅仅是温度的函数，与体积无关。为了纪念焦耳对科学发展的贡献，国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。

3.课本P62“做一做”

提示：研究对象是瓶内被封闭的气体；在瓶塞跳出的过程中，系统对外界做功；这个过程中系统的内能减少；从瓶塞跳出获得动能可以推断出它的内能减少。

1.解析：锯条锯木头与钻木取火时都会做功从而使物体的内能增加，故B、C正确。答案：B、C 2.解析：用铁锤锻打工件，铁锤对工件做功，使它的内能增加，选C 答案：C 3.解析：选项B是系统对外界做功，内能减小，选项C是吸热使内能增加，而选项D内能不变。故选A。

答案：A 4.解析：选项D是吸热使内能增加，A、B、C正确。答案：A、B、C

第三篇：内能教学设计

c《13.2内能》教学设计

一

情景导入

【视频】装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里?引入新课。

二 新课教学

探究点一 内能

活动1：【ppt展示】运动的篮球与运动的分子对比。引出分子具有动能。

活动2：【演示】两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。弹簧形变时具有势能，两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。引出分子势能。

总结：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。

【创设情境】这个凳子放在地面上，以地面为参照物有没有机械能?又没有内能？（拿起来）现在有没有机械能?还有没有内能？内能增加了吗？

总结：内能是不同于机械能的另一种形式的能。【讨论交流】

1.0℃的冰、高温的火焰是否具有内能? 你认为温度的高低与是否具有内能有关吗？ 2.据此你能发现什么规律？

结论：一切物体在任何情况下都有内能

1.0℃的水温度升高到30℃内能是否发生变化？而100℃的水温度降低到30℃呢？ 2.据此你能归纳出内能与温度的关系吗？

----物体的内能与物体温度有关，物体温度升高时内能增加；温度降低时内能减少。教师在此说明：我们就可以通过物体温度的升降来判定内能的变化情况。探究点二 物体内能的改变

热传递改变内能

现有冷开水和滚烫的开水各一杯，要想立即喝到温口的开水，你有什么办法？在这个过程中温度分别是如何变化的，内能呢？

归纳总结：（1）定义:

（2）条件：存在温度差

（3）方向：高温物体向低温物体。

（4）在热传递过程中，传递能量的多少，叫做热量。其单位是焦耳，符号是J。（5）实质：能量的转移。

做功改变内能

【演示实验】1：擦火柴，观察火柴是如何着火。

【演示实验】2；在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察硝化棉燃烧。

总结：对物体做功，物体的内能增加。（机械能转化为内能）【演示实验】3：演示烧瓶内盛有少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。总结：物体对外做功，物体的内能减少。（内能转化为机械能）

【首尾呼应】那么同学们解释一下课前的视频中，推动瓶塞的能量来自哪里？

【回归生活】一根钢锯条温度升高了？它内能是怎么变化的?可能是哪些方法使它内能增大的？

总结：在改变内能方面，做功和热传递是等效的。【科学世界】【视频播放】地球的温室效应。

看来这个视频，思考并结合自己的生活谈体会。

课堂小结

当堂检测（交换式白板展示答案）+动手动脑学物理第一次（展示台展示）

板书设计

13.2内能

一 内能 1概念 2单位：J 3一切物体都有内能 二 物体内能的给改变 1热传递物体吸热 内能增加 物体放热 内能减少 实质：内能的转移 2做功

对物体做功，物体内能增加 物体对外做功，物体内能减少 实质:机械能与内能的相互转化

当堂检测

1．在温度为0℃时,静止在桌面上的铁块（）

A．只具有内能

B．只具有机械能

C．既具有机械能又具有内能 D．既没有机械能又没有内能 2．物体温度降低时,下列说法中错误的是（）

A．分子无规则运动的速度变慢 B．物体的内能减小 C．物体运动的动能不变

D．物体运动的动能减小

3.小明同学把金属勺放在热汤中，过一会儿，发现金属勺的温度升高了，它的________增加;把金属勺从热汤中拿出来，过一段时间后，金属勺的温度降低了，它的内能________了，于是李文静同学得出结论：通过_____________可以改变物体的内能．

4.下列现象中，利用做功改变物体内能的是：_____________，其余是通过____________（1）冬天，人们用双手反复摩擦取暖（2）在古代，人类钻木取火

（3）冬天，人们用嘴对着双手“呵气”取暖（4）把烧红的铁块放到冷水中，冷水变热

（5）晒太阳时会感到很热（6）用锤子反复打击一块铁片，它的温度会升高（7）多次弯折一根铁丝，弯折处会发烫。

第四篇：内能教学设计

5.3 内能

一、教学目标

1、知识与技能  知道内能的含义。

 知道物体的内能与温度等因素有关。 知道改变物体内能的两种方式。

2、过程与方法

 通过观察与实验，关注改变内能的两种方式，感受比较、归纳、综合的科学方法。

3、情感、态度与价值观

 在探究改变物体内能方式的实验中，提高团队合作意识，激发探究热情；  通过运用物理知识解释实际生活中的一些物理现象，激发自身的成就感。

二、教学重点

 改变内能的两种方式。

三、教学难点

 做功可以改变物体的内能。

四、教学准备

学生实验器材（每四人一套）：铁丝、气球、温度计、泡沫塑料、砂纸等。演示实验器材：可固定的薄铜筒、拉绳、软木塞、乙醚、压缩发火仪、硝化棉等。自制模拟演示PPT幻灯片、分子扩散实验理论解释

五、教学过程

（一）引入

1、复习

根据分子动理论，分子在做怎样的运动? 永不停息的无规则运动。

运动的分子具有_______能。动能

固体很难被压缩或拉伸，说明分子之间存在______________。相互作用力 分子之间的相互作用力，使分子之间具有_______能 势能

（一）新课

2、内能：物体内所有分子动能和分子势能的总和 单位：焦耳

思考：一切物体都具有内能吗？你能说出理由吗？

3、物体的内能大小可能与哪些因素有关？（1）温度：说说你的结论。物体的温度越高，内能越大。想一想：一个温度为10 ℃的铅球以5米/秒的速度被抛出，跟它静止在地面上被加热到25 ℃相比较，哪一种情况下它的内能大？哪一种情况下它的机械能大？

（2）物体内能还与物体体积、状态有关 想一想：

相同质量，100 ℃的水和100 ℃水蒸气哪个内能大？ 相同质量，0℃的水和冰呢？

相同温度，2千克的水和1千克的水呢？ 想一想：对于一物体

4、如何改变内能

黑板列出改变内能的具体方法。上升到理论高度 做功 热传递

教师演示空气压缩仪和做功改变内能演示

让学生放出气球中的气体：说明物体对外做功，物体内能减少。做功与热传递在能量的转化上有什么区别？ 一个是能量的转化，一个是能量的转移

5、研究恐龙的灭绝中内能的转变。

（三）作业布置

后记

第五篇：《内能》教学设计

《内能》教学设计

《内能》教学设计

重庆市秀山高级中学冉勇岗

教材分析：

本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子，其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象，学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的，而内能的概念也非常抽象，内能概念的建立是本节的一个重点和难点；物体的内能与温度有关，两个温度不同的物体会发生热传递，在热传递过程中转移能量的多少就是热量，它不是物体内部所含有的量，而是一个变化量，要区分温度、内能、热量之间的关系，所以对热量概念的建立也是本节重点之一；另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。

一、教学目标

（一）知识与技能

1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。2．知道热量的概念及单位。

3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。

4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。

（二）过程与方法

会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

（三）情感态度和价值观

了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。

二、教学重难点

重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径。难点：用类比的方法建立内能的概念。

三、教学策略

内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解。在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能。内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化。内能改变有两种方法：做功和热传递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结

《内能》教学设计

出内能改变的两种方法。热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移。做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等。做功改变物体的内能是能量的转化。

四、教学资源准备

多媒体课件、空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。

五、教学过程 情景导入：

演示：给一个回力玩具汽车上紧发条，使其在水平桌面上运动。小汽车的动能是怎么来的？

演示：从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观察瓶塞。

推动瓶塞的能量来自哪里？

水蒸气具有能量，这就是我们要研究的内能。新知探究： 内能

展示具有动能的物体的图片和视频。

物体由于运动而具有的能量是动能。分子具有动能吗？ 展示具有势能的物体的图片和视频。

弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还具有弹性势能。分子间有分子势能吗？

我们把动能和势能统称为机械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能。

内能和机械能是同种能量吗？你能说出它们的异同点吗？

小结：内能是与机械能不同的一种能量。物体可以没有机械能，但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。

内能的大小

猜想：内能大小可能与哪些因素有关？请说说你的猜想依据。小结：

1．内能的大小与物体的温度有关。同一物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。

2．内能还与物体的质量、状态等有关。3．一切物体都具有内能。

《内能》教学设计

判断下列物体内能的变化。

1．太阳下的一瓶水，温度升高。2．一杯水喝掉一半。3．水结成冰。

物体内能的改变──热传递

如何判断一个物体内能大小的变化？

把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中，判断鸡蛋和水的内能的变化。并说出理由。

鸡蛋和水的内能发生了改变，它们之间发生了热传递，通过热传递改变了鸡蛋和水的内能。

热会从高温物体传递给低温物体；高温物体的温度会降低内能减少，低温物体的温度会升高，内能增加。在鸡蛋和水的例子中，热传递的方向？ 热量：

1．定义：在热传递中，传递能量的多少。2．单位：焦耳（J）。

3．物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。

4．内能反映的是热传递过程中内能的变化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等词描述。5．热传递中转移的是热量，不是温度。

你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗？ 交流展示：

结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点。

一个物体的温度升高，它的内能增加。物体内能增加，温度是否一定升高？举例说明。

小结：内能是能量的一种形式，也是某一时刻的状态量，一切物体都具有内能；热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述。物体内能的改变──做功

除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？

投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？ 交流展示：

分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？

器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等

学生讨论实验方法，并尝试完成实验。分析论证：你能给这些方法进行分类吗？

你还能举出一些利用做功改变物体内能的一些实例吗？

《内能》教学设计

得出结论：改变物体内能有两种方式：热传递和做功。演示实验

1．在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。（1）实验中硝化棉的作用（2）实验中谁对谁做功？

通过实验可以知道，对物体做功，物体的内能会增加，把机械能转化为内能。

利用打气筒给自行车车胎打气，请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度，形成此现象的原因？ 由此可见，压缩空气做功使空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因，摩擦在这里是次要的。

2．在烧瓶内盛少量水。利用打气筒给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。

（1）描述观察到的实验现象，此现象形成的原因是什么？（2）瓶内放水的作用是什么？（3）实验中谁对谁做功？

本实验中通过水蒸气液化形成水雾来反映气体对外做功时内能减少、温度降低的，也是利用了转化的物理方法。

通过实验可以知道，物体对外做功，内能会减少，把内能转化为机械能。

综合运用：

你能再举出一些物体对外做功内能减少的例子吗？ 讨论：

1．利用热传递和做功都可以改变物体的内能，你能说说这两种方法的异同吗？

2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？ 整合提升：

1．通过这节课你学到了什么？

2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系。3．温度、内能与热量这三个物理量的关系。4．改变物体内能的方法。测检巩固： 完成PPT练习.课后练习：

完成《动手动脑学物理》第1、2题。