1、第十二章第十二章 内能与热机内能与热机12.1 12.1 认识内能认识内能逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结作业作业提升提升学习目标学习目标课时讲解1课时流程2u内能内能u改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式课时导入课时导入图图1 是一些常见的交通工具，它们在运动时具有动能，是一些常见的交通工具，它们在运动时具有动能，这些动能是由燃料（汽油、柴油等）燃烧释放的内能转化这些动能是由燃料（汽油、柴油等）燃烧释放的内能转化而来的。而来的。什么是内能？它如何转化为动能呢？什么是内能？它如何转化为动能呢？课时导入课时导入物理眼光物理眼光能量观：能量观：会从能量的角度去认识物体。会从能量的角度去
2、认识物体。1.1.根据各种能量的概念，辨析物体具有的能量种类：运动的根据各种能量的概念，辨析物体具有的能量种类：运动的物体具有动能、被举高的物体具有重力势能等。物体具有动能、被举高的物体具有重力势能等。2.2.能根据物体具有的各种能量的多少变化，判断能量的转化能根据物体具有的各种能量的多少变化，判断能量的转化方式、转移路径。例：做竖直上抛运动的物体在上升过程方式、转移路径。例：做竖直上抛运动的物体在上升过程中动能减少、重力势能增多，动能转化为重力势能。中动能减少、重力势能增多，动能转化为重力势能。思想方法思想方法类比法：类比法：将未知事物与已知事物进行比较，根据它们的将未知事物与已知事物进行比
3、较，根据它们的相同或相似，推测未知事物也可能有某种相似的属性，这是相同或相似，推测未知事物也可能有某种相似的属性，这是科学研究的一种重要方法。科学研究的一种重要方法。知识点知识点内能内能知知1 1讲讲感悟新知感悟新知11.回顾旧知识回顾旧知识分子动理论分子动理论物质是由大量分子组成的，物质是由大量分子组成的，分子间是有间隙的；分子间是有间隙的；分子在不分子在不停地停地_；分子间存在着；分子间存在着_。2.学习新知识学习新知识内能：类比分子和物体的特点。内能：类比分子和物体的特点。做无规则运动做无规则运动相互作用的引力和斥力相互作用的引力和斥力知知1 1讲讲感悟新知感悟新知知知1 1讲讲感悟新知
4、感悟新知内能：物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做内能：物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能。物体的动能大小与物体的质量、速度有关，内能的大物体的动能大小与物体的质量、速度有关，内能的大小与什么因素有关？小与什么因素有关？不是分子的内能不是分子的内能类比模型类比模型已知相似类比未知相似已知相似类比未知相似知知1 1讲讲感悟新知感悟新知3.影响物体内能大小的因素影响物体内能大小的因素思维流程思维流程根据内能的概念，推导出影响物体内能大小的因素。根据内能的概念，推导出影响物体内能大小的因素。内能概念内能概念关键词关键词物体内所有的物体内所有的分子动能分子动能分子势能分
5、子势能影响因素影响因素（微观）（微观）分子数目的多少分子数目的多少分子无规则分子无规则运动的快慢运动的快慢分子间的引力和斥力分子间的引力和斥力的大小的大小影响因素影响因素（宏观）（宏观）物体的质量物体的质量物体的温度物体的温度物体的体积物体的体积和物态和物态总结总结物体的质量、温度、体积和物态影响物体内能的多少物体的质量、温度、体积和物态影响物体内能的多少知知1 1讲讲感悟新知感悟新知如晶体的熔化或凝固如晶体的熔化或凝固知知1 1讲讲感悟新知感悟新知分析出影响物体内能大小的因素之后，我们来分析一分析出影响物体内能大小的因素之后，我们来分析一下同一物体（质量不变）的内能是怎样发生变化的。下同一物
6、体（质量不变）的内能是怎样发生变化的。内能具有不可测量性，但在某些情内能具有不可测量性，但在某些情况下可以比较物体内能的多少况下可以比较物体内能的多少知知1 1练练感悟新知感悟新知例 1观察下面四幅图（图观察下面四幅图（图2），回答下列问题（），回答下列问题（a）容器内水质量最小，（容器内水质量最小，（b）、（）、（c）、（）、（d）内水的）内水的质量相同质量相同知知1 1练练感悟新知感悟新知（1）在（）在（a）、（）、（b）、（）、（c）中，）中，_ 杯中水的内杯中水的内能最大；能最大；（2）在（）在（b）、（）、（c）、（）、（d）中，）中，_杯中水的内杯中水的内能最大；能最大；（3）你能
7、不能比较（）你能不能比较（a）、（）、（b）中，哪杯水的内能较）中，哪杯水的内能较大：大：_。（c）（d）不能不能知知1 1练练感悟新知感悟新知思路导引思路导引：影响影响物体内能的因素主要有温度、质量、体积和物体内能的因素主要有温度、质量、体积和物态物态。在。在物态不变时，我们通过控制变量法分析物态不变时，我们通过控制变量法分析物体内能大小：物体内能大小：用控制变量法比较物体内能的大小用控制变量法比较物体内能的大小物体内能与质量、温度、体积和物体内能与质量、温度、体积和物态有关，在根据一个因素判断物体物态有关，在根据一个因素判断物体内能大小时，要控制其他因素不变。内能大小时，要控制其他因素不变
8、。知知1 1练练感悟新知感悟新知（1）（）（a）、（）、（c）两杯水，温度相同，（）两杯水，温度相同，（c）杯中水质量较大）杯中水质量较大，所以所以（c）杯中水的内能较大；（）杯中水的内能较大；（b）、（）、（c）两杯水，水质量）两杯水，水质量相同相同，(c)杯中水温度较高，所以（杯中水温度较高，所以（c）杯中水的内能最大；）杯中水的内能最大；（2）（）（b）、（）、（c）、（）、（d）三杯水质量相同，（）三杯水质量相同，（d）杯水温度）杯水温度最高最高，所以，所以（d）杯中水的内能最大；）杯中水的内能最大；（3）由于（）由于（b）杯中水的质量较大、（）杯中水的质量较大、（a）杯中水的温度较高
9、）杯中水的温度较高，所以所以根据已知条件无法比较它们的内能大小。根据已知条件无法比较它们的内能大小。知知1 1练练感悟新知感悟新知 本溪模拟本溪模拟 在研究改变物体内能的方法时，小慧在研究改变物体内能的方法时，小慧做几个小实验。做几个小实验。例2知知1 1练练感悟新知感悟新知（1）如图如图3 甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，可以看到化棉，迅速向下压活塞，可以看到_，说，说明筒内气体的温度明筒内气体的温度_。这个实验说明：。这个实验说明：_，可以增加物体的内能。可以增加物体的内能。硝化棉被点燃硝化棉被点燃升高升高对物体
10、做功对物体做功通过做功改变物体的内能通过做功改变物体的内能（1 1）通过做功增加或减通过做功增加或减少气体的内能：少气体的内能：知知1 1练练感悟新知感悟新知（2）如图乙所示中，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，如图乙所示中，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强大到一定程度时，瓶并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强大到一定程度时，瓶塞就会跳起来，这是塞就会跳起来，这是_（填（填“水水”“”“水蒸气水蒸气”或或“玻璃瓶玻璃瓶”）的内能转化为瓶塞的机械能。同时会看到瓶）的内能转化为瓶塞的机械能。同时会看到瓶口出现大量口出现大量“白气白气”，这是，这是_现象（填物态变化）。现象
11、（填物态变化）。水蒸气水蒸气液化液化（2 2）做功增加固体内能的方式：）做功增加固体内能的方式：使物体之间产生摩擦；弯折物体；使物体之间产生摩擦；弯折物体；锻打物体。锻打物体。知知1 1练练感悟新知感悟新知（3）如图丙所示，小慧将温度计的玻璃泡立在泡沫上，用如图丙所示，小慧将温度计的玻璃泡立在泡沫上，用手来回搓动温度计，使温度计的玻璃泡与泡沫不断地手来回搓动温度计，使温度计的玻璃泡与泡沫不断地摩擦，她发现温度计的示数摩擦，她发现温度计的示数_，这个过程的能量，这个过程的能量转化与图转化与图_（填（填“甲甲”或或“乙乙”）相同。）相同。升高升高甲甲知知1 1练练感悟新知感悟新知思路导引：思路导引
12、：（1）活塞压缩气体做功，气体的内能增加，筒内）活塞压缩气体做功，气体的内能增加，筒内气体气体温度升高，硝化棉被点燃，说明外界对物体做功，物体温度升高，硝化棉被点燃，说明外界对物体做功，物体内能增加内能增加。（。（2）往瓶内打气，瓶内气压增大，瓶内气体对瓶）往瓶内打气，瓶内气压增大，瓶内气体对瓶塞做功，塞做功，气体气体内能减少，温度降低，瓶口周围的水蒸气液化内能减少，温度降低，瓶口周围的水蒸气液化成小水滴飘散在成小水滴飘散在空中空中，形成白雾，是液化现象，说明物体对，形成白雾，是液化现象，说明物体对外界做功，物体内能减少外界做功，物体内能减少。（。（3）用手来回搓动温度计，使温）用手来回搓动温
13、度计，使温度计的玻璃泡与泡沫不断度计的玻璃泡与泡沫不断地摩擦地摩擦，机械能转化为内能，能量，机械能转化为内能，能量转化与图甲相同。转化与图甲相同。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知知识点知识点改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式2寒冷的冬天，我们使手变暖经常用到的两种方法：寒冷的冬天，我们使手变暖经常用到的两种方法：搓手和哈气。分别是通过做功和热传递的方式改变手搓手和哈气。分别是通过做功和热传递的方式改变手的内能的。的内能的。1.做功改变物体内能做功改变物体内能（1）对物体做功，使物体内能增加）对物体做功，使物体内能增加知知2 2讲讲感悟新知感悟新知举例举例摩擦金属块摩擦金属块金属块变热金
14、属块变热弯折铁丝弯折铁丝铁丝变热铁丝变热筒内装有浸透乙醚的筒内装有浸透乙醚的棉花，压缩空气，棉棉花，压缩空气，棉花燃烧花燃烧分析分析结论结论对物体做功，物体温度对物体做功，物体温度_，内能，内能_升高升高增加增加知知2 2讲讲感悟新知感悟新知思想方法思想方法转换法判断物体内能的改变：转换法判断物体内能的改变：内能不易直接测量，内能不易直接测量，又由于同一个物体的内能通常与温度有关，所以我们又由于同一个物体的内能通常与温度有关，所以我们通过物体温度的变化间接判断物体内能的增减。通过物体温度的变化间接判断物体内能的增减。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知事例事例瓶内装有少量水，瓶内装有少量水，密封塞子
15、，打气密封塞子，打气一段时间后，塞一段时间后，塞子弹起，瓶口出子弹起，瓶口出现现“白雾白雾”加热盛有水的试加热盛有水的试管，一段时间后，管，一段时间后，塞子弹起，试管塞子弹起，试管口出现口出现“白雾白雾”分析分析结论结论物体对外做功，物体温度物体对外做功，物体温度_，内能，内能_降低降低减少减少（2）物体对外做功，内能减少）物体对外做功，内能减少知知2 2讲讲感悟新知感悟新知总结：做功可以改变物体内能，实质是机械能总结：做功可以改变物体内能，实质是机械能和内能相互转化。和内能相互转化。做功的多少量度内能的改变量做功的多少量度内能的改变量思想方法思想方法两端分析法：两端分析法：同时分析同时分析“
16、起始的操作起始的操作”“”“结束的现结束的现象象”，通过向中间靠拢，推，通过向中间靠拢，推导物理规律的一种方法。导物理规律的一种方法。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知加热加热方式方式实验实验现象现象加热金属棒左端，加热金属棒左端，右端感觉到热右端感觉到热加热底部的水、空加热底部的水、空气；上方的水、空气；上方的水、空气会变热气会变热高温的太阳，辐高温的太阳，辐射的太阳光使盆射的太阳光使盆内的水变热内的水变热分析分析内能从金属棒高内能从金属棒高温的左端转移到温的左端转移到低温的右端低温的右端内能从底部高温的内能从底部高温的空气、水转移到上空气、水转移到上部低温的空气、水部低温的空气、水内能从高温的
17、太内能从高温的太阳阳转移到低温的水转移到低温的水共同共同之处之处内能从高温物体转移到低温物体，或者从物体的高温部分内能从高温物体转移到低温物体，或者从物体的高温部分转移到低温部分转移到低温部分结论结论热传递可以改变物体内能，实质是能量的转移热传递可以改变物体内能，实质是能量的转移（2）物体对外做功，内能减少）物体对外做功，内能减少能量的形式没有改变能量的形式没有改变知知2 2讲讲感悟新知感悟新知“热传递热传递”的条件：发生热传递的两个物的条件：发生热传递的两个物体或一个物体的不同部分之间必须有温度差。体或一个物体的不同部分之间必须有温度差。在热传递在热传递中，被转中，被转移的是内移的是内能，而
18、不能，而不是温度是温度思想方法思想方法对比归纳法：对比归纳法：1.1.对比：三种热传递方式不同对比：三种热传递方式不同（1 1）传导：需要介质，介质不移动；）传导：需要介质，介质不移动；（2 2）对流：需要介质，介质移动；）对流：需要介质，介质移动；（3 3）辐射：不需要介质。）辐射：不需要介质。2.2.归纳：共同点内能从高温物体（或部分）转移到归纳：共同点内能从高温物体（或部分）转移到低温物体（或部分）。低温物体（或部分）。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知3.两种改变内能的方式是等效的两种改变内能的方式是等效的如果只知道铁块温度变高了，而没有看见铁块温如果只知道铁块温度变高了，而没有看见铁块温
19、度升高的过程，并不能判断是利用哪种方式改变的铁度升高的过程，并不能判断是利用哪种方式改变的铁块温度。块温度。总结：做功和热传递两种方式对于改变物体的内总结：做功和热传递两种方式对于改变物体的内能是等效的。能是等效的。内能单位：与功单位一样，是焦耳（内能单位：与功单位一样，是焦耳（J）。）。知知2 2练练感悟新知感悟新知把盛有冷水的铝壶放到太阳灶上加热，则发生热把盛有冷水的铝壶放到太阳灶上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（传递三种方式的先后顺序应该是（）A.对流、辐射、传导对流、辐射、传导 B.传导、对流、辐射传导、对流、辐射C.传导、辐射、对流传导、辐射、对流 D.辐射、传导、对流辐
20、射、传导、对流D例 3知知2 2练练感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：热传递的路径为：热从太阳灶传递到铝壶，热传递的路径为：热从太阳灶传递到铝壶，不需要介质、主要是通过辐射的方式；整个不需要介质、主要是通过辐射的方式；整个铝壶变热，铝壶本身没有流动，主要是通过铝壶变热，铝壶本身没有流动，主要是通过传导的方式；水变热时，水在上下对流，主传导的方式；水变热时，水在上下对流，主要是通过对流方式。要是通过对流方式。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知判断热传递类型的方法判断热传递类型的方法是否需要介质是否需要介质介质是否移动介质是否移动传导传导需要需要不移动不移动对流对流需要需要移动移动辐射辐射不需要不需
21、要知知2 2练练感悟新知感悟新知 中考中考莆田改编莆田改编 如图如图4 所示是古人锻造铁器的过程。所示是古人锻造铁器的过程。例4知知2 2练练感悟新知感悟新知（1）加温和淬火属于加温和淬火属于_，锻打属于，锻打属于_。（均填。（均填“做功做功”或或“热传递热传递”）（2）锻打使铁器内能锻打使铁器内能_；淬火使铁器内能；淬火使铁器内能 _。在只把铁器举高的过程中对铁器在只把铁器举高的过程中对铁器 _（填（填“做功做功”或或“没做功没做功”），铁器的内能），铁器的内能_（填（填“增加增加”或或“没增加没增加”），由此可见，对物体做功，），由此可见，对物体做功，_（填（填“一定一定”或或“不一定不一
22、定”）是增加了内能。）是增加了内能。热传递热传递做功做功增加增加减少减少做功做功没增加没增加不一定不一定知知2 2讲讲感悟新知感悟新知辨别改变物体内能的方式辨别改变物体内能的方式课堂小结课堂小结认识内能认识内能定义定义内能内能改变方式改变方式做功做功热传递热传递影响因素影响因素课堂小结课堂小结1.区别内能与热量的关键点：区别内能与热量的关键点：内能是属于某个物体的能内能是属于某个物体的能 量，而热量则是热传递过量，而热量则是热传递过 程中传递的能量，不能说某个物体具有多少热量。程中传递的能量，不能说某个物体具有多少热量。2.影响内能大小的因素：影响内能大小的因素：温度，物体质量、体积和状态等。温度，物体质量、体积和状态等。3.改变物体内能的方法：改变物体内能的方法：做功和热传递。做功和热传递。两种方法在改变物体内能上是等效的。两种方法在改变物体内能上是等效的。认识内能认识内能
