改變內(nèi)能的兩種方式教案設(shè)計(jì)
改變內(nèi)能的兩種方式教案設(shè)計(jì)
目的
1．通過實(shí)例和演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩個(gè)物理過程。
2．了解做功和熱傳遞就改變內(nèi)能的效果說雖然是等效的，但它們之間是有本質(zhì)區(qū)別的。
3．理解熱傳遞和做功在改變物體內(nèi)能時(shí)里等效的物理意義，并能計(jì)算有關(guān)問題。
教 具
熱功互換器；壓縮空氣引火儀。
重點(diǎn)
熱功當(dāng)量。
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)舊知識(shí)
提問：正在繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星具有哪幾種能量？這幾種能量的大小與哪些因素有關(guān)？
應(yīng)答：衛(wèi)星具有內(nèi)能和機(jī)械能——衛(wèi)星的動(dòng)能跟衛(wèi)星跟地球及其他星球間的相互作用的勢(shì)能。動(dòng)能的大小決定于衛(wèi)星的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度，衛(wèi)星的勢(shì)能決定于它的質(zhì)量和與地球或其他星球間的距離，衛(wèi)星的內(nèi)能大小與它的溫度和體積有關(guān)。
提出：衛(wèi)星的速度和與地球間的距離變化了，衛(wèi)星的動(dòng)能和勢(shì)能就變化，衛(wèi)星的內(nèi)能能否改變呢？
二、引入新課
1．教師以實(shí)例說明物體的內(nèi)能是可以改變的。如將一鐵釘在火上燒，鐵釘?shù)臏囟壬吡耍鋬?nèi)能也隨著增加了。因?yàn)槲矬w受熱時(shí)膨脹，使分子間距加大，分子勢(shì)能增加，同時(shí)分子運(yùn)動(dòng)加快，使得物體內(nèi)分子平均動(dòng)能增加。
又如將一杯水放在室內(nèi)，水溫逐漸降低，物體的內(nèi)能減小了。
演示：在熱功互換器內(nèi)裝一半乙醚，用軟木塞蓋緊，并將銅管固定后用軟繩與銅管摩擦，管內(nèi)乙醚不久便會(huì)沸騰將軟木塞頂開。
分析：乙醚蒸氣會(huì)將塞子沖開是因?yàn)槿丝朔Σ磷隽斯Γ构茏雍鸵颐褱囟壬�，�?nèi)能增加的結(jié)果。
再請(qǐng)學(xué)生舉一些內(nèi)能改變的實(shí)例，并回答衛(wèi)星的內(nèi)能是否能改變的問題。
2．教師引導(dǎo)學(xué)生研究，通過怎樣的物理過程才使物體的內(nèi)能改變？
請(qǐng)學(xué)生分析上述實(shí)例、實(shí)驗(yàn)及他們自己所舉的例子，歸納出，象鐵釘、熱水是通過熱傳遞使物體內(nèi)能改變的，熱功互換器的實(shí)驗(yàn)是通過做功使物體內(nèi)能改變的。
小結(jié)：能夠改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種：做功和熱傳遞。
3．教師用壓縮空氣引火儀，將活塞拿出，在原玻璃筒內(nèi)放入一塊硝化棉。
提問：用什么方法可以將這塊硝化棉點(diǎn)燃？
應(yīng)答：可用火柴點(diǎn)燃（熱傳遞的方法）。
演示：將活塞向下猛按，使管內(nèi)空氣急劇壓縮而溫度升高，硝化棉被點(diǎn)燃（外力做功的方法）。
小結(jié)：以上說明做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上可以收到相同的效果。
5.提問：做功和熱傳遞對(duì)改變物體內(nèi)能上是等效的，它們?cè)诒举|(zhì)上是否一樣呢？
分析做功是通過物體的宏觀位移完成的，所起的作用是物體的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換，從而改變物體內(nèi)能。
熱傳遞是通過分子之間的相互作用完成的。所起的作用是系統(tǒng)以外物體的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)移，從而改變物體的內(nèi)能。
由此可見，它們的區(qū)別也就是做功使物體內(nèi)能的改變是其他形式的能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，熱傳遞則是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
三、鞏固練習(xí)
1．初中學(xué)過“熱量是物體吸收或放出熱的多少�！睂W(xué)過本節(jié)后你對(duì)熱量有什么新的認(rèn)識(shí)？
應(yīng)答：物體吸熱或放熱的過程是熱傳遞的過程，也就是物體內(nèi)能增減的過程，物體內(nèi)能改變了多少可用熱量顯度。
四、布置作業(yè) 略
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