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九年級教案（1822章） 第十三章 熱能 第一節 分子熱運動 教學目標 1 知識與技能 知道物質是由分子組成的，所有物質的分子都是不斷不規則運動的 能夠識別擴散現象，并從分子熱運動的角度來解釋它們 了解分子速度之間的關系熱運動和溫度 知道分子之間存在相互作用力 2 過程和方法 通過演示實驗，學生可以了解分子之間既有排斥力，也有引力
二、教學重點與難點 分子的熱運動是本節的重點，無法直接感知的事實是本節的難點 教學時間：1課時 教學過程：引入新課程 我們生活在物質世界中，我們周圍的環境充滿了物質：水、空氣、石頭、金屬、 動物、植物等都是物質。至于物質是如何構成的古老話題，長期以來一直有各種猜測，有人斷言萬物的源頭是“氣”，也有的斷言萬物的源頭是“火”。公元前5世紀，墨子提出物質的最小單位是“終結”，公元前4世紀，古希臘的德謨克利特認為，宇宙中的萬物都是由大小不一、質量各異的原子組成的，這些原子是不可接近的，不斷運動的。經過近2000年的探索，直到17世紀末，人們才科學地認識到物質是由分子組成的。上新課 （1） 分子和分子運動物質分為幾個部分
3.分子是極小的顆粒。如果把分子看成球形，它的直徑約為1010米，這是一個極小的長度，不僅肉眼看不見，而且用現代顯微鏡也很難看到。由于分子非常小，因此物體中包含的分子數量驚人地大。正常情況下，1 cm3的空氣中大約有2.71019個分子，如果人口數量能達到每秒100億人教版九年級上冊物理，那么這個數字將需要80多年的時間。構成物質的分子在不斷運動。因為分子太小，不可能直接觀察分子的行為，但是我們可以從宏觀的實驗現象來判斷分子的行為。演示實驗：擴散現象 展示一個預先裝滿二氧化氮（或溴）氣體的罐子。表示瓶中的紅褐色氣體為二氧化氮。然后展示一個空罐子，里面實際上裝滿了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子倒入空瓶中
4.這時，我看到紅褐色的氣體流進了空瓶里，開始先沉到瓶底。這種現象表明二氧化氮的密度大于空氣的密度。再取一個“空”瓶子，倒置在裝有二氧化氮氣體的瓶子上，如教科書圖2和圖1所示。這時要強調的是，二氧化氮氣體濃密的瓶子在底部，有空氣的瓶子在頂部，去掉玻璃隔板，二氧化氮氣體不會流入空氣瓶。現在我已經拆下了隔板，沒有二氧化氮氣體流動，我們停一會兒，看看瓶子里發生了什么。在等待期間，組織同學們自己做墨水擴散實驗：學生課桌上的燒杯里裝滿了水，大家不要震動桌子，保持水平靜。請慢慢將一滴墨水倒入水中，觀察墨水的變化。滴落的墨水會下沉，在清水中留下清澈的墨水，過了一會兒，墨水的輪廓會變得模糊，墨水會褪色，每周一次
5.周邊的水色會改變墨水。組織學生觀察之前做過的氣體擴散實驗。此時，儲氣罐呈紅褐色，下方的紅褐色二氧化氮瓶變輕。實驗現象表明，二氧化氮氣體進入空氣，空氣進入二氧化氮氣體。這樣，不同物體相互接觸時相互進入的現象稱為擴散。擴散現象也可能發生在液體之間。請大家再看看剛才大家滴入水中的墨水，沒有明顯的墨水，整杯水都變黑了，說明墨水和水也散開了。為了說明液體的擴散，讓我們再做一個實驗。現在我們看到人教版九年級上冊物理，無色清水和藍色硫酸銅溶液之間有一個清晰的界面，需要很長時間才能觀察到擴散現象。為了節省上課時間，我前幾天做了同樣的實驗，請看幾天前
6.實驗。這些實驗告訴我們，我們靜坐的時間越長，界面就越模糊，彼此之間的接觸就越深。固體之間也會發生擴散。當鉛片和金片壓在一起并放置 5 年后再分開時，您可以看到它們相互滲透約 1 毫米。事實上，在日常生活中，我們也觀察到了固體的擴散。一些脈石原本是石炭紀的，但由于長期與煤的擠壓，其內部也變黑了。有許多事實表明氣體、液體和固體具有擴散性，即使在日常生活中也可以找到許多例子。例如，如果學生擦一些涼油，周圍的學生可以聞到涼油的味道。擴散現象表明，所有物體的分子都在不斷地以不規則的運動運動。只有不斷運動的分子才能相互進入。它還表明分子不是緊密地堆積在一起的，而是
7.彼此之間有差距。（2）分子間作用力 固體和液體分子不斷不規則地運動，分子之間有間隙，為什么分子不飛散，而是聚集在一起？引導學生猜測分子之間可能存在吸引力，這個猜想正確嗎？我們需要通過實驗來證實這一點。演示實驗：分子引力實驗 展示兩個鉛圓柱體，演示分子引力。將它們隨機配對在一起，此時兩個鉛塊不會顯示出吸引力。實驗似乎得出了分子之間沒有引力的結果，但我們不應該輕易放棄我們的猜想，應該進一步分析原因。大家都知道磁鐵可以吸引釘子，但是如果把釘子從磁鐵上移開，磁鐵就不能撿起釘子了（演示），這是為什么呢？（太遠了）。難道是因為剛才兩個鉛塊沒有表現出吸引力，是因為分子彼此不夠接近？所以
8. 我們想讓兩個引線塊更緊密地結合在一起。（再次做實驗時，用刀刮掉兩個鉛塊的表面，然后將兩個鉛塊擠壓在一起）實驗結果可以將兩個鉛塊吸引在一起，并可攜帶500克以上。這表明分子之間的吸引力，只有當分子靠近時才能表現出來。一般來說，分子之間的距離小于109米，以顯示引力。在實際生產中，人們長期以來一直利用分子間吸引來進行金屬焊接。通常，焊接涉及熔化金屬，使分子足夠接近以冷卻并焊接在一起。在現代，還有拋丸焊接技術，就是將金屬表面清洗干凈并傾斜在一起，然后依靠爆炸產生的巨大壓力將兩種金屬壓接在一起。液體分子之間也存在吸引力。教科書圖 2 和 18 中的小實驗說明了液體分子之間的吸引力。實驗證實了我們對分子引力的理解
9.猜想。如果我們再進一步思考，就會發現一個新的矛盾：分子之間有間隙，分子之間有引力，這兩者是矛盾的，分子要想互相吸引，最終應該會彼此靠近，但不應該有縫隙。由于分子之間存在間隙，物體應該很容易壓縮，但事實是固體和液體極難壓縮。我們只能在事實的基礎上加深我們的理解，這些事實表明我們對分子的理解還不夠全面，還有一些方面我們還沒有認識到。事實證明，分子之間仍然存在排斥力。分子之間既有重力又有排斥力，這兩種力會一直相互抵消嗎？當然不是，只有在一定距離r處，分子之間的引力不等于排斥力，而這個距離r就是分子之間通常的距離，大約是1010米。當分子距離小于r時，排斥力和引力均增大，但排斥力迅速增加，分子間作用力表現為排斥力。當分子間距離增加時，排斥力和重力都減小，但
10.排斥力減慢較快，分子間作用力表現為重力。當分子距離增加時，分子引力繼續減小，當分子距離大于10r時，分子間作用力會變得非常弱，可以忽略不計。有了對分子間排斥力的理解，上述矛盾就很容易解決。總結：通過實驗和思考，我們對分子及其運動有了初步的了解，現在讓我們一起回顧一下，看看我們學到了什么。1 物質由分子組成，分子是構成物質的粒子，直徑約為 1010 米。2.分子不規則且不停地移動。3個分子之間存在間隙。4 分子之間有力，相互作用力有兩種，即引力和排斥力。以上幾點是分子動力學理論的基本要點，許多熱現象都可以用這些要點來解釋。作業：基礎訓練 課后筆記：第二節課
11. 能力 教學目標 1 知識與技能 了解內能的概念，并能簡要描述溫度與內能的關系 知道在傳熱過程中，物體
吸收（釋放）熱量，溫度升高（降低），內能發生變化 了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳 了解一些關于功如何增加和減少物體內能的例子 2 過程和方法 通過探索找到改變物體內能的多種方法 證明物體的內能可以通過做功來增加和減少 通過學生尋找信息，了解地球的“溫室效應” 3 情感態度和價值觀 通過探究，讓學生體驗探究的過程，激發學生主動學習的興趣 通過示范實驗，培養學生的觀察能力，通過實驗了解工作與內能變化的關系 鼓勵學生自己尋找信息，培養學生的自學能力能力 教學重點和難點 重點：探索改變物體內能的各種方法
12.難點：內能與溫度有關 授課時間：1課時 教學過程：引入新課 分子運動理論告訴我們，分子永遠不會停止不規則的運動。然后公司也有動能，就像所有移動的物體一樣。分子動力學理論還告訴我們，分子之間存在相互作用力。這反過來又賦予了分子勢能。新課教學（1）物體的內能：物體內不規則運動的分子的動能和勢能之和，稱為物體的內能。物體內部的每個分子都在運動并受到分子力的影響，但每個分子的動能和勢能都不是物體的內能。內能是指不規則運動的物體的所有分子的動能和勢能之和。內能也不同于機械能。物體的動能與物體的速度有關，物體的重力勢能與物體被抬起的高度有關。無論鋼球是否運動，無論是否被抬起，這只會影響鋼球的機械能
13.改變鋼球中分子不規則運動的不是動能和勢能。那么物體的內能與它有什么關系呢？（2）內能的變化：由于物體的內能是物體內部所有分子不規則運動的動能和勢能之和，當分子運動加劇時，物體的內能也隨之增加。在上一課中，我們看到物體的溫度升高，其內部分子的不規則運動加劇。科學斷言必須得到證明，在物理學中，通常使用實驗來證實斷言。今天，我們也用實驗來證實上述斷言。實驗演示：取三個燒杯，分別倒入冷水、溫水和熱水，然后慢慢滴幾滴墨水到三個杯子中，觀察比較墨水在三個杯子中的擴散速度。實驗結果表明，溫度越高，擴散過程越快。快速擴散表明分子不規則運動的速度較大，即分子的不規則運動強烈。因此：物體的內能和溫度
14. 相關。當溫度升高時，物體的內能增加。當溫度降低時，物體的內能降低。正是因為內能與溫度有關，人們往往把物體的內能稱為熱能，而物體內部大量分子的不規則運動則稱為熱運動。（3）所有物體都有內能。這是因為物體內部的分子不規則且不停地移動。熱熱鐵水，溫度很高，分子運動強烈，具有內能。一個冰塊，雖然溫度很低，但它的內部分子仍然不規則地運動，它也有內能。（4）內能和機械能 通過機械能和內能的比較，進一步幫助學生理解內能的概念。分析一塊木頭在水平光滑的桌子上滑動時可以做什么。首先，木塊具有勢能和動能，統稱為機械能。機械能與整個物體的機械運動有關。木塊內部的分子運動不規則，分子之間有力，木塊有內能。內能和物體
15.內部分子的勢能運動與分子之間的相互作用有關。結論 （1）內能不是單個分子所具有的，而是所有分子不規則運動的動能和勢能之和所具有的。（2）內能所指的動能是所有分子進行不規則熱運動的動能之和。這種不規則的熱運動是物體內部分子的“分子運動”，而不是與整個物體一起完成的運動。物體作為一個整體運動所擁有的動能是機械能，而不是內能。（3）內能所指的分子勢能是分子由于分子之間的相互作用而產生的勢能。作為一個整體存在的重力勢能作為與地球相互作用的物質是機械能，而不是內能。所以內能是另一種不同于機械能的能量形式。板書設計 第 2 節 內能 1.物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能之和 1 內能不同于機械能 2 所有（運動的、靜止的、高溫的、低溫的）物體都有內能 3 內能與溫度的關系 2.改變物體內能的方法： 1 傳熱 傳熱：傳熱
