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九年級(jí)教案（1822章） 第十三章 熱能 第一節(jié) 分子熱運(yùn)動(dòng) 教學(xué)目標(biāo) 1 知識(shí)與技能 知道物質(zhì)是由分子組成的，所有物質(zhì)的分子都是不斷不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的 能夠識(shí)別擴(kuò)散現(xiàn)象，并從分子熱運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)解釋它們 了解分子速度之間的關(guān)系熱運(yùn)動(dòng)和溫度 知道分子之間存在相互作用力 2 過(guò)程和方法 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以了解分子之間既有排斥力，也有引力
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 分子的熱運(yùn)動(dòng)是本節(jié)的重點(diǎn)，無(wú)法直接感知的事實(shí)是本節(jié)的難點(diǎn) 教學(xué)時(shí)間：1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程：引入新課程 我們生活在物質(zhì)世界中，我們周?chē)沫h(huán)境充滿(mǎn)了物質(zhì)：水、空氣、石頭、金屬、 動(dòng)物、植物等都是物質(zhì)。至于物質(zhì)是如何構(gòu)成的古老話(huà)題，長(zhǎng)期以來(lái)一直有各種猜測(cè)，有人斷言萬(wàn)物的源頭是“氣”，也有的斷言萬(wàn)物的源頭是“火”。公元前5世紀(jì)，墨子提出物質(zhì)的最小單位是“終結(jié)”，公元前4世紀(jì)，古希臘的德謨克利特認(rèn)為，宇宙中的萬(wàn)物都是由大小不一、質(zhì)量各異的原子組成的，這些原子是不可接近的，不斷運(yùn)動(dòng)的。經(jīng)過(guò)近2000年的探索，直到17世紀(jì)末，人們才科學(xué)地認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是由分子組成的。上新課 （1） 分子和分子運(yùn)動(dòng)物質(zhì)分為幾個(gè)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(gè)極小的長(zhǎng)度，不僅肉眼看不見(jiàn)，而且用現(xiàn)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(shù)量驚人地大。正常情況下，1 cm3的空氣中大約有2.71019個(gè)分子，如果人口數(shù)量能達(dá)到每秒100億人教版九年級(jí)上冊(cè)物理，那么這個(gè)數(shù)字將需要80多年的時(shí)間。構(gòu)成物質(zhì)的分子在不斷運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榉肿犹。豢赡苤苯佑^察分子的行為，但是我們可以從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)判斷分子的行為。演示實(shí)驗(yàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象 展示一個(gè)預(yù)先裝滿(mǎn)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(gè)空罐子，里面實(shí)際上裝滿(mǎn)了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子倒入空瓶中
4.這時(shí)，我看到紅褐色的氣體流進(jìn)了空瓶里，開(kāi)始先沉到瓶底。這種現(xiàn)象表明二氧化氮的密度大于空氣的密度。再取一個(gè)“空”瓶子，倒置在裝有二氧化氮?dú)怏w的瓶子上，如教科書(shū)圖2和圖1所示。這時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是，二氧化氮?dú)怏w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?dú)怏w不會(huì)流入空氣瓶。現(xiàn)在我已經(jīng)拆下了隔板，沒(méi)有二氧化氮?dú)怏w流動(dòng)，我們停一會(huì)兒，看看瓶子里發(fā)生了什么。在等待期間，組織同學(xué)們自己做墨水?dāng)U散實(shí)驗(yàn)：學(xué)生課桌上的燒杯里裝滿(mǎn)了水，大家不要震動(dòng)桌子，保持水平靜。請(qǐng)慢慢將一滴墨水倒入水中，觀察墨水的變化。滴落的墨水會(huì)下沉，在清水中留下清澈的墨水，過(guò)了一會(huì)兒，墨水的輪廓會(huì)變得模糊，墨水會(huì)褪色，每周一次
5.周邊的水色會(huì)改變墨水。組織學(xué)生觀察之前做過(guò)的氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，儲(chǔ)氣罐呈紅褐色，下方的紅褐色二氧化氮瓶變輕。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，二氧化氮?dú)怏w進(jìn)入空氣，空氣進(jìn)入二氧化氮?dú)怏w。這樣，不同物體相互接觸時(shí)相互進(jìn)入的現(xiàn)象稱(chēng)為擴(kuò)散。擴(kuò)散現(xiàn)象也可能發(fā)生在液體之間。請(qǐng)大家再看看剛才大家滴入水中的墨水，沒(méi)有明顯的墨水，整杯水都變黑了，說(shuō)明墨水和水也散開(kāi)了。為了說(shuō)明液體的擴(kuò)散，讓我們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在我們看到人教版九年級(jí)上冊(cè)物理，無(wú)色清水和藍(lán)色硫酸銅溶液之間有一個(gè)清晰的界面，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能觀察到擴(kuò)散現(xiàn)象。為了節(jié)省上課時(shí)間，我前幾天做了同樣的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)看幾天前
6.實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)告訴我們，我們靜坐的時(shí)間越長(zhǎng)，界面就越模糊，彼此之間的接觸就越深。固體之間也會(huì)發(fā)生擴(kuò)散。當(dāng)鉛片和金片壓在一起并放置 5 年后再分開(kāi)時(shí)，您可以看到它們相互滲透約 1 毫米。事實(shí)上，在日常生活中，我們也觀察到了固體的擴(kuò)散。一些脈石原本是石炭紀(jì)的，但由于長(zhǎng)期與煤的擠壓，其內(nèi)部也變黑了。有許多事實(shí)表明氣體、液體和固體具有擴(kuò)散性，即使在日常生活中也可以找到許多例子。例如，如果學(xué)生擦一些涼油，周?chē)膶W(xué)生可以聞到?jīng)鲇偷奈兜馈U(kuò)散現(xiàn)象表明，所有物體的分子都在不斷地以不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。只有不斷運(yùn)動(dòng)的分子才能相互進(jìn)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(guī)則地運(yùn)動(dòng)，分子之間有間隙，為什么分子不飛散，而是聚集在一起？引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)分子之間可能存在吸引力，這個(gè)猜想正確嗎？我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這一點(diǎn)。演示實(shí)驗(yàn)：分子引力實(shí)驗(yàn) 展示兩個(gè)鉛圓柱體，演示分子引力。將它們隨機(jī)配對(duì)在一起，此時(shí)兩個(gè)鉛塊不會(huì)顯示出吸引力。實(shí)驗(yàn)似乎得出了分子之間沒(méi)有引力的結(jié)果，但我們不應(yīng)該輕易放棄我們的猜想，應(yīng)該進(jìn)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(kāi)，磁鐵就不能撿起釘子了（演示），這是為什么呢？（太遠(yuǎn)了）。難道是因?yàn)閯偛艃蓚€(gè)鉛塊沒(méi)有表現(xiàn)出吸引力，是因?yàn)榉肿颖舜瞬粔蚪咏克?span style="display:none">dxc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
8. 我們想讓兩個(gè)引線塊更緊密地結(jié)合在一起。（再次做實(shí)驗(yàn)時(shí)，用刀刮掉兩個(gè)鉛塊的表面，然后將兩個(gè)鉛塊擠壓在一起）實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以將兩個(gè)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(dāng)分子靠近時(shí)才能表現(xiàn)出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，分子之間的距離小于109米，以顯示引力。在實(shí)際生產(chǎn)中，人們長(zhǎng)期以來(lái)一直利用分子間吸引來(lái)進(jìn)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(xiàn)代，還有拋丸焊接技術(shù)，就是將金屬表面清洗干凈并傾斜在一起，然后依靠爆炸產(chǎn)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(shū)圖 2 和 18 中的小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了液體分子之間的吸引力。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我們對(duì)分子引力的理解
9.猜想。如果我們?cè)龠M(jìn)一步思考，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)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(yīng)該會(huì)彼此靠近，但不應(yīng)該有縫隙。由于分子之間存在間隙，物體應(yīng)該很容易壓縮，但事實(shí)是固體和液體極難壓縮。我們只能在事實(shí)的基礎(chǔ)上加深我們的理解，這些事實(shí)表明我們對(duì)分子的理解還不夠全面，還有一些方面我們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到。事實(shí)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(huì)一直相互抵消嗎？當(dāng)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(gè)距離r就是分子之間通常的距離，大約是1010米。當(dāng)分子距離小于r時(shí)，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(xiàn)為排斥力。當(dāng)分子間距離增加時(shí)，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(xiàn)為重力。當(dāng)分子距離增加時(shí)，分子引力繼續(xù)減小，當(dāng)分子距離大于10r時(shí)，分子間作用力會(huì)變得非常弱，可以忽略不計(jì)。有了對(duì)分子間排斥力的理解，上述矛盾就很容易解決。總結(jié)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)和思考，我們對(duì)分子及其運(yùn)動(dòng)有了初步的了解，現(xiàn)在讓我們一起回顧一下，看看我們學(xué)到了什么。1 物質(zhì)由分子組成，分子是構(gòu)成物質(zhì)的粒子，直徑約為 1010 米。2.分子不規(guī)則且不停地移動(dòng)。3個(gè)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(diǎn)是分子動(dòng)力學(xué)理論的基本要點(diǎn)，許多熱現(xiàn)象都可以用這些要點(diǎn)來(lái)解釋。作業(yè)：基礎(chǔ)訓(xùn)練 課后筆記：第二節(jié)課
11. 能力 教學(xué)目標(biāo) 1 知識(shí)與技能 了解內(nèi)能的概念，并能簡(jiǎn)要描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系 知道在傳熱過(guò)程中，物體
吸收（釋放）熱量，溫度升高（降低），內(nèi)能發(fā)生變化 了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳 了解一些關(guān)于功如何增加和減少物體內(nèi)能的例子 2 過(guò)程和方法 通過(guò)探索找到改變物體內(nèi)能的多種方法 證明物體的內(nèi)能可以通過(guò)做功來(lái)增加和減少 通過(guò)學(xué)生尋找信息，了解地球的“溫室效應(yīng)” 3 情感態(tài)度和價(jià)值觀 通過(guò)探究，讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣 通過(guò)示范實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解工作與內(nèi)能變化的關(guān)系 鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找信息，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力能力 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：探索改變物體內(nèi)能的各種方法
12.難點(diǎn)：內(nèi)能與溫度有關(guān) 授課時(shí)間：1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程：引入新課 分子運(yùn)動(dòng)理論告訴我們，分子永遠(yuǎn)不會(huì)停止不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。然后公司也有動(dòng)能，就像所有移動(dòng)的物體一樣。分子動(dòng)力學(xué)理論還告訴我們，分子之間存在相互作用力。這反過(guò)來(lái)又賦予了分子勢(shì)能。新課教學(xué)（1）物體的內(nèi)能：物體內(nèi)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和，稱(chēng)為物體的內(nèi)能。物體內(nèi)部的每個(gè)分子都在運(yùn)動(dòng)并受到分子力的影響，但每個(gè)分子的動(dòng)能和勢(shì)能都不是物體的內(nèi)能。內(nèi)能是指不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的物體的所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和。內(nèi)能也不同于機(jī)械能。物體的動(dòng)能與物體的速度有關(guān)，物體的重力勢(shì)能與物體被抬起的高度有關(guān)。無(wú)論鋼球是否運(yùn)動(dòng)，無(wú)論是否被抬起，這只會(huì)影響鋼球的機(jī)械能
13.改變鋼球中分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的不是動(dòng)能和勢(shì)能。那么物體的內(nèi)能與它有什么關(guān)系呢？（2）內(nèi)能的變化：由于物體的內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能之和，當(dāng)分子運(yùn)動(dòng)加劇時(shí)，物體的內(nèi)能也隨之增加。在上一課中，我們看到物體的溫度升高，其內(nèi)部分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇。科學(xué)斷言必須得到證明，在物理學(xué)中，通常使用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)斷言。今天，我們也用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)上述斷言。實(shí)驗(yàn)演示：取三個(gè)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(gè)杯子中，觀察比較墨水在三個(gè)杯子中的擴(kuò)散速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度越高，擴(kuò)散過(guò)程越快。快速擴(kuò)散表明分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度較大，即分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。因此：物體的內(nèi)能和溫度
14. 相關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，物體的內(nèi)能增加。當(dāng)溫度降低時(shí)，物體的內(nèi)能降低。正是因?yàn)閮?nèi)能與溫度有關(guān)，人們往往把物體的內(nèi)能稱(chēng)為熱能，而物體內(nèi)部大量分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)則稱(chēng)為熱運(yùn)動(dòng)。（3）所有物體都有內(nèi)能。這是因?yàn)槲矬w內(nèi)部的分子不規(guī)則且不停地移動(dòng)。熱熱鐵水，溫度很高，分子運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，具有內(nèi)能。一個(gè)冰塊，雖然溫度很低，但它的內(nèi)部分子仍然不規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，它也有內(nèi)能。（4）內(nèi)能和機(jī)械能 通過(guò)機(jī)械能和內(nèi)能的比較，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解內(nèi)能的概念。分析一塊木頭在水平光滑的桌子上滑動(dòng)時(shí)可以做什么。首先，木塊具有勢(shì)能和動(dòng)能，統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)。木塊內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)不規(guī)則，分子之間有力，木塊有內(nèi)能。內(nèi)能和物體
15.內(nèi)部分子的勢(shì)能運(yùn)動(dòng)與分子之間的相互作用有關(guān)。結(jié)論 （1）內(nèi)能不是單個(gè)分子所具有的，而是所有分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能之和所具有的。（2）內(nèi)能所指的動(dòng)能是所有分子進(jìn)行不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之和。這種不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)是物體內(nèi)部分子的“分子運(yùn)動(dòng)”，而不是與整個(gè)物體一起完成的運(yùn)動(dòng)。物體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)所擁有的動(dòng)能是機(jī)械能，而不是內(nèi)能。（3）內(nèi)能所指的分子勢(shì)能是分子由于分子之間的相互作用而產(chǎn)生的勢(shì)能。作為一個(gè)整體存在的重力勢(shì)能作為與地球相互作用的物質(zhì)是機(jī)械能，而不是內(nèi)能。所以?xún)?nèi)能是另一種不同于機(jī)械能的能量形式。板書(shū)設(shè)計(jì) 第 2 節(jié) 內(nèi)能 1.物體的內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和 1 內(nèi)能不同于機(jī)械能 2 所有（運(yùn)動(dòng)的、靜止的、高溫的、低溫的）物體都有內(nèi)能 3 內(nèi)能與溫度的關(guān)系 2.改變物體內(nèi)能的方法： 1 傳熱 傳熱：傳熱
