?第13.2節(jié) 內(nèi)能（導(dǎo)學(xué)案）（解析版）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解內(nèi)能的概念；能簡單地描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系；
2.知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能；知道熱量的概念及單位；
3.知道做功可以改變物體的內(nèi)能；
4.學(xué)會區(qū)分溫度、熱量、內(nèi)能；理解做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
改變物體內(nèi)能的方法。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
熱量的概念。
【自主學(xué)習(xí)】
預(yù)習(xí)課本第7-第10頁，回答下列問題：
知識點(diǎn)一：內(nèi)能
1.內(nèi)能定義：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動的 分子動能　與 分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。?
2.單位： 焦耳，簡稱 焦　，符號 J 。
3.內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別：內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能，相互之間沒有必然的聯(lián)系。機(jī)械能與整個物體的機(jī)械運(yùn)動情況有關(guān)，內(nèi)能與物體內(nèi)部的分子的 熱運(yùn)動　和分子之間的 相互作用力　有關(guān)。
4.內(nèi)能和溫度之間的關(guān)系：物體的溫度降低時，內(nèi)能 減少　；物體的溫度升高時，內(nèi)能 增加　。但是物體的內(nèi)能增加，溫度不一定升高，比如：晶體熔化時，吸熱，但是溫度不變。
知識點(diǎn)二：物體內(nèi)能的改變
5.當(dāng)我們感覺到冷的時候，我們通過烤火可以使我們暖和；冷水放到爐子上燒，冷水會變熱。把燒熱的鐵塊放到冷水中，鐵塊的溫度會下降，冷水會變成熱水。在這些過程中都發(fā)生了 熱傳遞　。熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，發(fā)生熱傳遞時高溫物體內(nèi)能減少，低溫物體內(nèi)能 增加　。?
6.熱量
（1）熱量概念：在熱傳遞的過程中，傳遞能量的多少叫做熱量。
（2）熱量單位：焦耳。
（3）在熱傳遞的過程中，物體吸收熱量，內(nèi)能 增大　；物體放出熱量，內(nèi)能 減小　。
7.通過做功的方式同樣可以改變物體的內(nèi)能。外界對物體做功，物體的內(nèi)能增大；氣體膨脹對外做功， 內(nèi)能減小。
8.改變物體內(nèi)能的方法有兩種，分別是 做功　和 熱傳遞　。一個物體的內(nèi)能增大了，如果我們沒有看到過程，我們就不知道是通過哪一種方法使內(nèi)能增大的。因?yàn)樽龉蜔醾鬟f在改變物體內(nèi)能上是 等效 　的。
【合作探究】
探究一：引入內(nèi)能的概念
通過閱讀課文，分組討論利用動能和勢能概念，引入分子動能和分子勢能，認(rèn)識到物體的內(nèi)能是所有分子動能和分子勢能的總和?；卮鹣铝袉栴}：
1.運(yùn)動的物體具有_動能_，分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動，所以分子也具有動能；
2.發(fā)生彈性形變的物體，由于有作用力具有_彈性勢能_；分子間也有相互作用的引力和斥力，所以分子間也有勢能_，物體內(nèi)所有分子，其運(yùn)動的動能與分子勢能的總和叫做內(nèi)能。
3.分子的熱運(yùn)動與溫度有關(guān)，溫度越高，分子的運(yùn)動越劇烈，分子動能越大_，內(nèi)能越大_。
4.物體的溫度低時，分子的熱運(yùn)動__不會停止__（停止嗎？），所以一切物體__都有內(nèi)能_。
討論：內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別：
1.內(nèi)能是與分子運(yùn)動相對應(yīng)的能量，是物體內(nèi)部分子動能與分子勢能之和，是與物體內(nèi)部分子數(shù)、溫度、分子間距離有關(guān)的能量；
2.機(jī)械能是與整個物體的機(jī)械運(yùn)動相對應(yīng)的能量，是物體動能與勢能之和，是由物體質(zhì)量、整個運(yùn)動狀態(tài)和相對位置決定的能量。
探究二：物體內(nèi)能的改變
1．小實(shí)驗(yàn)一：用力搓手，手心的感覺是發(fā)熱。
這是因?yàn)槟Σ亮ψ龉Γ刮矬w內(nèi)能增加，物體（手）溫度升高，這種改變內(nèi)能的方法是通過做功的方式實(shí)現(xiàn)的。
2．演示實(shí)驗(yàn)二：如圖，實(shí)驗(yàn)時厚玻璃筒內(nèi)先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)空氣。要求仔細(xì)觀察空氣的內(nèi)能有無增加。為了看到空氣內(nèi)能的增加與否，要放入易燃的硝化棉（或蘸了乙醚的棉球）。回答下列問題：

（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對象是 空氣　。?
（2）實(shí)驗(yàn)中，放入棉花的目的是 通過棉花燃燒顯示空氣溫度升高 。?
（3）實(shí)驗(yàn)中你看到了什么?說明了什么?
答：看到棉球燃燒起來。說明對物體做功，會使物體的內(nèi)能增加。
（4）在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象 硝化棉燃燒 ，
原因：?活塞壓縮空氣，對空氣做功，空氣的能能增大沒溫度升高，達(dá)到硝化棉的著火點(diǎn) ，
說明：?對物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高 。
小結(jié)：外界對物體做功，內(nèi)能 增大 ，溫度 升高 ， 實(shí)質(zhì)是 機(jī)械能 能轉(zhuǎn)化為 內(nèi) 能；物體對外，內(nèi)能 減少 ，溫度 降低 ，實(shí)質(zhì)是 內(nèi)能 能轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能。
3．演示實(shí)驗(yàn)三：觀察太陽能熱水器和在煤氣灶上燒水圖片?？偨Y(jié)思考，并回答下列問題：
（1）太陽能熱水器里的水，吸收太陽能，水的內(nèi)能增大，溫度升高。
（2）水壺里的水，吸收熱能，水的內(nèi)能增大，水很快就會燒開。
（3）閱讀課本，知道這種改變物體內(nèi)能的方式叫熱傳遞。
（4）發(fā)生熱傳遞的條件是：相互接觸的兩個物體，有溫度差。
（5）熱傳遞過程中傳遞能量的方向是從高溫物體傳遞給低溫物體。物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減小。
（6）熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量；單位焦耳（J）。
探究活動四：分組討論，辨析溫度、熱量、內(nèi)能三個物理量：
內(nèi)能和溫度的關(guān)系：
（1）物體溫度的變化（會、不會）引起內(nèi)能的變化？會 。
（2）物體溫度不變，其內(nèi)能（可能、不可能）改變？可能。如晶體的熔化。
內(nèi)能和熱量的關(guān)系:
（1）物體內(nèi)能的變化（一定、不一定）伴隨著吸收或放出熱量？不一定，也可能做功
（2）物體吸收或放出熱量（一定、不一定）會引起內(nèi)能的變化？不一定，還可能吸放熱同時做功，內(nèi)能不變。
熱量和溫度的關(guān)系:
物體吸收或放出熱量（一定、不一定）會引起物體溫度的變化？不一定
【歸納總結(jié)】
1.物體內(nèi)所有分子，其運(yùn)動的分子動能與分子勢能的總和叫做內(nèi)能。
2.影響物體內(nèi)能大小的因素是：物體的溫度、質(zhì)量、種類、體積和物態(tài)。
3.任何物體，在任何溫度下都有內(nèi)能。
4.改變物體內(nèi)能的方式有兩種：熱傳遞和做功，且在改變物體的內(nèi)能上是等效的。熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；做功的實(shí)質(zhì)內(nèi)能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。
5.在熱傳遞過程中，高溫物體 放出 熱量，溫度 降低 ，內(nèi)能 減少 ；低溫物體吸收 熱量，溫度 升高 ，內(nèi)能 增加 。（熱傳遞的條件：存在 溫度差 ）而熱量是物體在熱傳遞過程中_內(nèi)能變化_的量度。
【課堂檢測】
1.下列關(guān)于內(nèi)能的說法中，正確的是（ ）。
A.一個分子做無規(guī)則運(yùn)動而具有的能；
B.內(nèi)能就是物體含有的熱量；
C.0°C時的物體沒有內(nèi)能；
D.任何一個物體在任何時刻都具有內(nèi)能
【答案】D。
【解析】內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動所具有的分子動能和分子勢能的總和。一切物體都具有內(nèi)能，0℃的物體也有內(nèi)能；熱量是一個過程量，不能說含有熱量；故ABC錯誤，D正確。
2.水的內(nèi)能與下列哪個因素?zé)o關(guān)（ ）。
A.質(zhì) 量 B.溫 度 C.狀態(tài) D.形狀
【答案】D。
【解析】因?yàn)閮?nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動所具有的動能和分子勢能的總和，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，分子越多，其具有的分子動能和勢能就越大，因此，影響物體內(nèi)能的因素有溫度、物體內(nèi)部分子的多少、種類、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等；物體的內(nèi)能與形狀無關(guān)。
3.同種物質(zhì)組成的甲、乙兩物體，甲物體比乙物體的溫度高，這說明（ ）。
A.甲物體的內(nèi)能大；
B.乙物體的內(nèi)能大；
C.甲、乙兩物體的內(nèi)能一樣大；
D.甲物體的分子熱運(yùn)動劇烈
【答案】D。
【解析】ABC．內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、溫度等因素有關(guān)，雖然甲物體的溫度比乙物體的溫度高，但質(zhì)量、狀態(tài)不確定，所以無法確定內(nèi)能的大小，故A、B、C錯誤；
D．溫度越高，分子運(yùn)動越劇烈，已知甲物體的溫度比乙物體的溫度高，即說明甲物體中分子的無規(guī)則運(yùn)動比乙物體劇烈，故D正確。
4.下列用做功的方式使冰熔化的是（　　）。
A．太陽照射 B．相互摩擦 C．浸入熱水 D．爐火加熱
【答案】B。
【解析】太陽輻射、浸入熱水、爐火加熱，都是通過熱傳遞的方式改變冰的內(nèi)能，相互摩擦是通過做功改變冰的內(nèi)能，故選B。
5.改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，如下列現(xiàn)象：①用砂輪磨刀，有火星迸出；②反復(fù)捶打鐵片；③用柴火把壺中的水燒開；④用打氣筒給輪胎打氣。其中，屬于做功改變物體內(nèi)能的是（ ）。
A.①②③ B.①②④ C.①② D.③④
【答案】B。
【解析】①用砂輪磨刀時，有火星迸出，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于做功改變物體的內(nèi)能；
②反復(fù)捶打鐵片，錘對鐵片做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于做功改變物體的內(nèi)能；
③用柴火把壺中水燒開，水吸收熱量、溫度升高，屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能；
④用打氣筒給輪胎打氣，是壓縮空氣做功，屬于做功改變物體的內(nèi)能。故①②④符合題意，選擇B項。
6.如圖所示是街頭的傳統(tǒng)的手搖“爆米花機(jī)”，這喚起了人們童年的記憶。爆米花是將玉米放入密閉的鐵鍋內(nèi)，邊加熱邊翻動一段時間后，當(dāng)鐵鍋突然打開時，隨著“砰”的一聲，玉米變成玉米花。下列說法正確的是（ ）。

A.玉米粒主要通過翻動鐵鍋對其做功，使其內(nèi)能增加；
B.玉米粒主要通過與鐵鍋間的熱傳遞，使其內(nèi)能增加；
C.玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對粒殼做功爆開，內(nèi)能不變；
D.玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對粒殼做功爆開，內(nèi)能增加
【答案】B。
【解析】A．玉米粒爆開前通過熱傳遞增加內(nèi)能，不是做功改變內(nèi)能，不符合題意；
B．玉米粒爆開前通過熱傳遞增加內(nèi)能，符合題意；
C．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對粒殼做功爆開，內(nèi)能會減少，不是不變，不符合題意；
D．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對粒殼做功爆開，內(nèi)能會減少，不是增加，不符合題意。
7.下列說法中的“熱”字，其中指“熱量”的是（　?。?br /> A．熱脹冷縮 B．開水很熱 C．天熱極了 D．熔化吸熱
【答案】D。
【解析】熱脹冷縮、開水很熱、天熱極了中的熱都是指溫度高，熔化吸熱中的熱指熱量。
8.下列描述的現(xiàn)象中，是利用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的是（　?。?。
A.天冷時，人們通過相互搓手讓手發(fā)熱；
B.冬天，用熱水泡腳變得暖和；
C.將鐵絲反復(fù)彎折，彎折處發(fā)熱；
D.鉆木取火
【答案】B。
【解析】天冷時，人們通過相互搓手讓手發(fā)熱，屬于做功改變物體的內(nèi)能；
冬天，用熱水泡腳變得暖和，是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能；
將鐵絲反復(fù)彎折，彎折處發(fā)熱，是對鐵絲做功增加了鐵絲的內(nèi)能，屬于做功改變物體的內(nèi)能；
鉆木取火，屬于摩擦生熱，是克服摩擦力做功增加了物體的內(nèi)能，屬于做功改變物體內(nèi)能，故選B。
9.關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法正確的是（　?。?br /> A.0 ℃的冰沒有內(nèi)能；
B.冰熔化時雖然溫度保持不變，但它的內(nèi)能增加；
C.物體的溫度越高，所含的熱量越多；
D.只要物體的溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變
【答案】B。
【解析】任何物體在任何溫度下都具有內(nèi)能，0 ℃的冰也有內(nèi)能，故A錯誤；
冰是晶體，晶體熔化過程中，吸收熱量，溫度不變，但內(nèi)能增加，故B正確；
描述熱量的術(shù)語只能用“吸收”或“放出”，不能用“具有、所含”，故C錯誤；
內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、狀態(tài)和溫度都有關(guān)系，所以單憑溫度不變，不能確定物體的內(nèi)能就不變，故D錯誤。
10.在100g冰熔化成水的過程中，分子動能 ；內(nèi)能 （以上兩空均選填“增大”、“減小”或“不變”）。南極冰山的內(nèi)能比一杯熱水具有的內(nèi)能 （選填“多”或“少”）。
【答案】不變；增大；多。
【解析】在100g冰熔化成水的過程中，需要吸收熱量，因此，其內(nèi)能會增大。從微觀角度來講，內(nèi)能是指物質(zhì)內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動具有的分子動能和分子勢能的總和，由于冰熔化時溫度保持不變， 溫度又是分子平均動能的標(biāo)志，所以分子動能保持不變，而分子勢能是變大的，即冰熔化成水的過程中，內(nèi)能會增大。物體的內(nèi)能不僅與分子勢能有關(guān)，還和物體的分子數(shù)目有關(guān)，南極冰山比一杯熱水分子數(shù)目大很多，因此內(nèi)能更多。
11.生活中所說的“熱”可以有溫度、熱量和內(nèi)能多種含義，請在下列橫線上寫出“熱”字的含義。
（1）用氣筒打氣時筒壁會發(fā)熱： ；（2）北京這幾年的夏天很熱： 。
【答案】內(nèi)能；溫度。
【解析】打氣筒打氣時內(nèi)部摩擦，是外力做功轉(zhuǎn)換成物體內(nèi)能的過程，物體內(nèi)能增加，溫度升高。北京的夏天很熱是冷熱程度，故而是溫度。
12.我們感到冷時,有時會搓手,有時會對著手哈氣,前者是通過　　 的方式取暖,后者是通過　 ?的方式取暖,兩種方式都能增加物體的內(nèi)能。
【答案】做功；熱傳遞。
【解析】搓手時,兩手相互摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過做功的方式改變物體內(nèi)能的；
對著手哈氣,手吸收熱量、溫度升高,是通過熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的。


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第2節(jié) 內(nèi)能

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