内能教案5
教学目的了解物体具有内能。知道分子无规则运动跟温度有关。
教具
两个烧杯、热水、凉水、红墨水、滴管。
教学过程
(一)复习提问
1.分子动理论的基本要点是什么?
2.扩散现象说明了什么?
(二)内能
1.分子动理论指出,物质由大量分子组成,分子永不停息地做无规则运动,分子之间有相互作用的引力和斥力。
由于分子不停的无规则运动,每个分子都具有分子势能。
物体内部大量分子做无规则运动所具有的能的总和,叫作物体的内能。
2.物体的内能存在于物体内部,而且是组成物体的所有分子的能的总和。有限的几个分子的能之和,甚至单个分子的无规则运动的能都不叫内能。
(三)内能和温度的关系
1.根据内能的定义和分子动理论的内容。可以想象,由于分子体积之小,组成物体的分子数目之多以及分子运动的激烈和无规则,我们无法把物体中所有的分子的能逐个求出,更无法相加。所以,某物体中,内能的数值是无法测量和计算的,而且没有任何实际意义。我们只能从整个物体的外在的某些物理量去分析物体的内能。例如物体的温度、体积等。
2.实验:温度越高,扩散现象越快(边演示边讲解)
我们在两个同样大小的烧杯中分别装入大致等量的热水和冷水,再向水中分别轻轻注入一滴红墨水(先往冷水中滴)。请大家观察,红墨水在水中开始扩散,墨水在哪杯水中扩散得快?(学生回答)
显然,墨水在热水中扩散得快!
3.分析实验
(1)扩散现象说明了什么?(学生回答)扩散现象说明分子做无规则运动。实验中的扩散现象说明了冷水、热水以及注入其中的墨水的分子做无规则运动。
(2)热水中扩散得快又说明了什么?(学生回答)热水中扩散得快说明温度越高,分子无规则运动越激烈。我们说分子运动激烈,而不说速度大,那是因为热水中的分子运动的速度也是有大有小的,并不是所有分子的运动速度都大。
4.由于物质分子运动的激烈程度跟物体的温度有关,温度升高,分子运动更激烈。所以,往往把物体内部大量分子的无规则运动叫热运动。
5.物体的内能是大量分子无规则运动的能的总和。所以,当物体温度升高时,分子运动得更激烈,物体的内能增大;反之,温度降低时,物体分子运动的激烈程度有所下降,物体的内能减小。
概括起来,物体的内能大小,可以通过物体的温度高低来反映。温度升高,标志着物体内能增大;温度降低,标志着物体内能减小,所以习惯上也把内能叫作热能。
(四)一切物体都有内能
从分子动理论和内能的定义可知,一切物体都由大量分子组成,分子在不停地做无规则运动,大量分子无规则运动的能的总和叫内能,那么一切物体都有内能。温度高的物体具有内能,温度低的物体也具有内能。固态、液态、气态等不同状态下,物体也都具有内能。
需要明确指出的是,虽然一切物体都具有内能,但是物体内能的数值是无法计算的,也是没有意义的。在物理学中真正有意义的是当物体温度发生变化时,物体的内能的增加量或减少量。
(五)机械能和内能的比较
机械能包括动能和势能,机械能和整个物体的机械运动有关。同一个物体,速度越大,动能越大;被举的越高,重力势能越大;发生的弹性形变越大,弹性势能越大。
内能和物体内大量分子的热运动情况有关,从物体温度是否改变可判断物体内能是否改变。
所以,内能是区别于机械能的另一种形式的能。
如本章开始时所说,一个物体的机械能可以由大变小,甚至机械能消失了,如滚摆不能永无休止地运动。那么机械能哪里去了呢?原来,物体在做机械运动时,总要克服摩擦阻力做功,做功就消耗了机械能,转变成物体的内能。机械能和内能之间的转化问题,留待以后进一步学习。
(六)布置作业
复习课文,重点记住以下几个问题
1.什么是内能?内能的变化跟什么有关?
2.物体的温度变化和内能变化的联系。
3.运动的物体具有什么能?(盛重光)
说明
一、本节内能难度较大,原因是物体内能是抽象的,而且只能采用统计的方法来研究,这对初中学生来说是困难的。教师讲授本节内容时,知识深度和知识面的大小确实不易掌握。
二、物体的宏观量(温度、体积、压强)和物体内部分子运动的微观世界的联系是学习分子物理学的重要方法,教师应注意这种联系。
三、内能是物体状态的函数。两个物体的内能谁多谁少是不好进行比较的,也是没有意义的。真正有意义的是一个物体的内能是否变化,以及变化时内能的改变量。这种变化可以从物体温度的变化来判断。
四、本节内容的教学要求不宜过高,也大可不必作为重点内容进行考查。
【评析】
这个教案比较细致完整,各教学环节安排得当,在做好复习工作的基础上,引入课题,显得自然贴切。实验和讲解的结合不仅有序,而且有机。通过综合性地分析,归纳总结出规律,不仅有助于重点知识的掌握,而且也有利于教学难点的突破。
