[高二物理教案114]_高二物理教案114

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[高二物理教案11-4] 11.42 物体的内能 热量

一、教学目标

1．知识目标：

（1）了解内能改变的两种方式：做功和热传递

（2）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功当量的意义。

（3）能举出生活中用做功、热传递改变物体内能的实例。2．能力目标：

在培养学生能力方面，这节课中要让学生掌握：做功与热传递在改变物体内能上的关系。培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

3．物理学方法教育目标：

在做功与热传递关系上渗透归纳推理的方法。

二、重点、难点分析

1．教学重点是使学生理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功当量的意义。

2．理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但两种方式的物理实质是不同的。

三、教学方法

教师讲解，课件演示

四、教具

1．压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。2．计算机、大屏幕、自制多媒体课件

五、教学过程（－）引入新课

上节课我们学习了物体的内能，知道了什么是物体的内能及物体的内能跟温度和体积有关。那么怎样的物理过程可以改变物体的内能呢？这节课我们就来学习改变物体内能的有关知识。

【板书】第五节

改变内能的两种方式

（二）进行新课

1．做功可以改变物体的内能

【生活实例】列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

【演示】演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。2．热传递可以改变物体的内能

【生活实例】在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。【板书】

1、做功和热传递是改变物体内能的两种方式 3．做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。【板书】2．做功和热传递对改变物体的内能是等效的 4．做功和热传递的区别

虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

（三）课堂练习

1．用做功的方法来改变物体的内能，实际上是______能和______能的相互转化。2．锯木头，锯条发热，这是用______的方法使锯条内能；用铁锤多次敲打铁块后，铁块的温度会升高，这是通过______的方法增加了它的内能。

3．煮稀饭时，锅盖被水蒸气顶起，水蒸气对锅盖做了______，水蒸气的内能______。4．古人用“钻木取火”的方法产生火，这种方法的道理是______。

5．火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用______的方法使火柴燃烧，后者是用______的方法使火柴燃烧，两种方法都可以改变物体的内能。

6．冬天人们常用嘴往手上呵手，手感到暖和，是用______的方法改变手的内能；用双手相互搓擦同样使手感到热，这是用______的方法改变手的内能。7．在下列过程中，通过热传递增加物体内能的是

[ ] A． 火车经过铁轨后铁轨的温度升高 B．压缩筒内乙醚，使其燃烧 C．铁棒被太阳晒热 D.汽车刹车后，轮胎变热

8．下列说法中正确的是

[ ] A．高温物体比低温物体热量多 B．高温物体比低温物体的内能大

C．热量从温度高的物体向温度低的物体传递

9．物体的内能增加这是因为

[ ] A．一定是由于物体吸收了热量 B．一定是由于对物体做了功

C．可能是由于物体吸收了热量，也可能是由于对物体做了功 10．气体膨胀对外做功的过程是

[ ] A．机械能转化为内能，气体温度升高 B．内能转化为机械能，气体温度降低 C．气体内能增加，是消耗了内能

11．一个物体温度升高了，则

[ ] A．它一定吸收了热量 B．一定是对它做功 C．它含有的热量增加 D．它的内能一定增加 12．说明下列各题中内能改变的方法：(1)一盆热水放在室内，一会就凉了，______；

(2)高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______。(3)铁块在火炉上加热，一会儿热得发红，______；(4)打气筒给车胎打气，过一会筒壁发热，______’(5)冬天人们往手上呵气取暖，______；(6)两手互相摩擦取暖，______。

13．关于热量，下列说法正确的是

[ ] A．热水比冷水含的热量多 B．一大桶水比一小桶水含的热量多 C．一个物体内能越多，它具有的热量越多 D．热量是在热传递过程中内能的改变量

（四）课件演示，课堂小结

通过本节课的学习，我们知道了做功和热传递是改变物体内能的两种方式，而且做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（课件演示，形象直观）

（五）布置作业

1．复习本节课文。

2．把练习五第（1）、（2）、（3）题做在练习本上。教学建议：

1．在讲述本节内容时，要以实验或生活中学生常见的实例为基础，做好“外力对物体做功，物体的内能增加”和“物体对外做功，内能减少”及“热传递改变物体的内能”三个实验。

2．通过教师引导，让学生理解做功和热传递改变物体内能的实质。

3．要使学生知道，由于做功和热传递都可以改变物体的内能，因此，就物体的内能发生改变来说，功和热量是等效的。

参考资料

焦耳和热功当量的实验测定

焦耳(J.P.Joule英1818～1889)在1840年到1878年的30余年热功转换实验工作中，积累了大量精确的数据，测得了热功当量。这项成果彻底否定了热质说，为能量转换和守恒定律的建立奠定了坚实的基础。

1841年，焦耳测量电流通过电阻线发出的热量时，发现在一定时间内发出的热量与电路中的电阻成正比，与电路中电流的平方成正比，这就是焦耳定律。

1843年，焦耳利用重物下落时重力势能的减少而作出的机械功去开动发电机，发电机发出的电又去加热浸在水中的电阻线，电阻线发出的热来加热水使其温度升高。他根据13组实验数据取平均值，求得热功当量的值为每卡4.511焦耳。

1845年，焦耳测定了压缩空气向大气扩散时产生的冷却效应，和压缩空气将另一容器中的水排出时所作的功，由此求得热功当量的值为4.29焦耳/卡。

1849年，焦耳完成了测定热功当量最著名的实验：他在一个盛满水或水银的量热器中插一根轴，轴的下面装有叶片，轴的上端绕有细绳，细绳通过滑轮悬挂重物。让重物下落来带动叶片搅拌水，在叶片与水摩擦时产生热使水温升高。经过多次实验和精确测量，他得出热功当量的值为4.158焦耳/卡，这与现在所采用的4.186焦耳/卡相差无几。