2019-2020年高一物理 第七章 A 物體的內(nèi)能1教案 滬科版.doc

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2019-2020年高一物理 第七章 A 物體的內(nèi)能1教案 滬科版 一、教學(xué)任務(wù)分析 物體的內(nèi)能是繼機(jī)械能之后學(xué)習(xí)的另一種形式的能。學(xué)習(xí)內(nèi)能既認(rèn)識(shí)了微觀世界的分子具有能量，也為以后學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律等知識(shí)奠定基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能需要以分子動(dòng)理論、物體的動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能等知識(shí)為基礎(chǔ)。 以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論，引入學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。 通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生知道“外力對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加”，“物體對(duì)外做功，內(nèi)能減少”的變化規(guī)律。 通過(guò)“歷史回眸”，介紹焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究。 在學(xué)習(xí)分子勢(shì)能時(shí)，與重力做功、重力勢(shì)能變化類比，使學(xué)生體驗(yàn)“類比”的方法；在學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能時(shí)，感受初步的統(tǒng)計(jì)規(guī)律概念；在研究做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的過(guò)程中，感受“實(shí)驗(yàn)探究”的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、判斷、推理、歸納等能力；在學(xué)習(xí)焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究中，體驗(yàn)科學(xué)家在探究真理過(guò)程中的科學(xué)精神。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 （1）知道分子的動(dòng)能，知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。 （2）知道分子勢(shì)能，知道分子勢(shì)能跟物體的狀態(tài)和體積有關(guān)。 （3）知道物體的內(nèi)能。 （4）知道內(nèi)能變化的兩個(gè)途徑：做功和熱傳遞。知道做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 2．過(guò)程與方法 （1）通過(guò)學(xué)習(xí)分子勢(shì)能，認(rèn)識(shí)“類比”的科學(xué)方法。 （2）通過(guò)學(xué)習(xí)內(nèi)能的概念，感受統(tǒng)計(jì)規(guī)律的研究方法。 （3）通過(guò)研究做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的學(xué)習(xí)過(guò)程，認(rèn)識(shí)“實(shí)驗(yàn)探究”的方法。 3．情感、態(tài)度價(jià)值觀 （1）通過(guò)觀察和動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)樂(lè)于科學(xué)探究的情感。 （2）通過(guò)對(duì)焦耳的簡(jiǎn)單介紹，感悟科學(xué)家在探究真理過(guò)程中的科學(xué)精神。 三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)和難點(diǎn)：物體的內(nèi)能；內(nèi)能變化的兩個(gè)途徑。 四、教學(xué)資源 1、器材 （1）演示實(shí)驗(yàn)： ① 分別裝有冷、熱水的杯子各一只，溫差電池、小電扇 ②銅管、繩子、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。 ③圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。 （2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)： ①燒杯兩只、紅墨水、冷、熱水。 ②酒精燈、試管、試管夾、活塞。 2、課件：柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程flash課件。 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是物體的內(nèi)能；二是內(nèi)能變化的兩個(gè)途徑；三是做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 本設(shè)計(jì)的基本思路是：以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的好奇心。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論，引入學(xué)習(xí)物體的內(nèi)能，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。通過(guò)結(jié)合日常生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行交流討論，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出改變物體內(nèi)能的兩個(gè)途徑。通過(guò)“歷史回眸”，介紹焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)和要突破難點(diǎn)是：物體的內(nèi)能和內(nèi)能變化的兩個(gè)途徑。方法是：以實(shí)驗(yàn)和分析為基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)生在初中和前階段學(xué)習(xí)時(shí)已經(jīng)掌握的知識(shí)，結(jié)合學(xué)生的親身體會(huì)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫演示對(duì)實(shí)例進(jìn)行分析，掌握物體的內(nèi)能和內(nèi)能變化的兩個(gè)途徑，從而突出重點(diǎn)，并突破難點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)問(wèn)題討論、交流討論、實(shí)驗(yàn)研究、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策略的應(yīng)用，重視概念、規(guī)律的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的科學(xué)方法的教育。通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與，培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、歸納概括的能力，使之感受“類比”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“歸納推理”等科學(xué)方法；感悟科學(xué)家的探究精神，提高學(xué)習(xí)的興趣。 完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需1課時(shí)。 六、教學(xué)流程 1、教學(xué)流程圖 情景 演示實(shí)驗(yàn)1 設(shè)問(wèn)1 分子動(dòng)能 活動(dòng)I 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1 分子勢(shì)能 決定分子 勢(shì)能因素 分子平均 動(dòng)能標(biāo)志 物體的內(nèi)能 內(nèi)能與溫 度的區(qū)別 內(nèi)能與機(jī) 械能區(qū)別 熱傳遞 改變物體 內(nèi)能 活動(dòng)II 大家談 設(shè)問(wèn)2 活動(dòng)III 演示實(shí)驗(yàn)2 DIS實(shí)驗(yàn) 活動(dòng)Ⅳ 演示實(shí)驗(yàn)3 flash動(dòng)畫 活動(dòng)V 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2 物體克服 摩擦做功， 內(nèi)能增加 壓縮氣體 做功， 內(nèi)能增加 氣體對(duì)外 做功， 內(nèi)能減少 做功 改變物體 內(nèi)能 內(nèi)能變化 的途徑 活動(dòng)Ⅵ 歷史回眸 熱與功 當(dāng)量關(guān)系 的研究 應(yīng) 用 總 結(jié) 2、流程圖說(shuō)明 情景 演示實(shí)驗(yàn)1 內(nèi)裝一定質(zhì)量、不同水溫的上、下兩只杯子，杯體上標(biāo)明水的溫度值。其中，上方的杯底有一塊半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，電池兩極與一只小風(fēng)扇構(gòu)成回路。當(dāng)上下杯水的溫度不同時(shí)，風(fēng)扇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)。 設(shè)問(wèn)1：驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的能量來(lái)自何處？ 活動(dòng)I 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1 取兩杯溫度不同、體積相同的清水，分別滴入一滴紅墨水，觀察發(fā)生的變化。 活動(dòng)II 大家談 列舉內(nèi)能發(fā)生變化的實(shí)際事例。 設(shè)問(wèn)2：如何使內(nèi)能發(fā)生變化？ 活動(dòng)III 演示實(shí)驗(yàn)2 DIS實(shí)驗(yàn) 用溫度傳感器研究摩擦與熱的關(guān)系。觀察溫度變化曲線，分析拉動(dòng)次數(shù)和對(duì)應(yīng)的溫度變化情況。 活動(dòng)Ⅳ 演示實(shí)驗(yàn)3 演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。 播放柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程的flash課件。 活動(dòng)V 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2 用酒精燈加熱試管中的水，沸騰時(shí)，可以看到活塞被沖出，試管壁上有小水珠生成。 活動(dòng)Ⅵ 歷史回眸 介紹焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為三個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。 第一環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與討論，歸納得出物體內(nèi)能的概念，以及物體的內(nèi)能與溫度、體積和狀態(tài)的關(guān)系。 第二環(huán)節(jié)，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的研究，認(rèn)識(shí)改變物體內(nèi)能的兩條途徑。 第三環(huán)節(jié)，通過(guò)“歷史回眸”，介紹焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。 七、教案示例 （一）情景引入: 1、觀察演示實(shí)驗(yàn)1，提出問(wèn)題 演示實(shí)驗(yàn)1：內(nèi)裝一定質(zhì)量、不同水溫的上、下兩只杯子，杯體上標(biāo)明水的溫度值。其中，上方的杯底有一塊半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，電池兩極與一只小風(fēng)扇構(gòu)成回路。當(dāng)上下杯水的溫度不同時(shí)，風(fēng)扇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)。 設(shè)問(wèn)1：驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的能量來(lái)自何處？ 2、導(dǎo)入新課 我們可以用這節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)回答上面的問(wèn)題。 （二）物體的內(nèi)能 紅墨水的擴(kuò)散 物體由大量分子組成，分子在不停地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。 1、分子動(dòng)能 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：取兩杯溫度不同、體積相同的清水，分別滴入一滴紅墨水，觀察發(fā)生的變化。 結(jié)論：溫度越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）越劇烈。 溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。 2、分子勢(shì)能 分子勢(shì)能隨分子間距離的變化而變化，分子勢(shì)能與物體的狀態(tài)和體積有關(guān)。 類比：重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。 分子間作用力做正功，分子勢(shì)能減少，分子間作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加。 3、物體的內(nèi)能 （1）熱現(xiàn)象是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 （2）內(nèi)能與溫度的區(qū)別。 溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，對(duì)于個(gè)別分子或幾十個(gè)、幾百個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小與溫度是沒(méi)有關(guān)系的。我們知道，溫度這個(gè)物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。 （3）內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別。 定義 決定 量值 測(cè)量 內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢(shì)能之和 由物體溫度、體積和狀態(tài)決定 任何物體都有內(nèi)能，不為零 無(wú)法測(cè)量 機(jī)械能 物體的動(dòng)能，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱 跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，參照系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān) 可以為零 可測(cè)量 大家談：列舉內(nèi)能發(fā)生變化的實(shí)際事例。 設(shè)問(wèn)2：如何使物體的內(nèi)能發(fā)生變化？ （三）改變內(nèi)能的途徑 1、做功可以改變物體的內(nèi)能 摩擦與熱 （1）外界克服摩擦力做功，使物體的內(nèi)能增加。 演示實(shí)驗(yàn)2：用溫度傳感器研究摩擦與熱的關(guān)系。銅管內(nèi)插入溫度傳感器，拉動(dòng)繩子，觀察軟件界面上溫度變化曲線，分析拉動(dòng)次數(shù)和對(duì)應(yīng)的溫度變化情況。 做功點(diǎn)火 結(jié)論：摩擦做功越多溫度升高越大，摩擦做功越快溫度升高越快?？朔Σ亮ψ龉Γ矬w溫度升高，內(nèi)能增加。 （2）壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加。 演示實(shí)驗(yàn)3：活塞壓縮玻璃管內(nèi)的空氣，硝化棉燃燒。 結(jié)論：壓縮空氣做功，使空氣溫度升高，內(nèi)能增大，達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn)使棉花燃燒。 播放柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程的flash課件，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)壓縮氣體做功可以使氣體內(nèi)能增加。 加熱做功 （3）氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：用酒精燈加熱試管中的水，沸騰時(shí)，可以看到活塞被沖出，試管壁上有小水珠生成。 結(jié)論：試管內(nèi)的氣體推動(dòng)活塞做功時(shí)，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，使試管內(nèi)水蒸氣液化成小水滴。 2、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能 （四）做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的 介紹“歷史回眸”欄目中焦耳對(duì)熱與功當(dāng)量關(guān)系的研究，知道做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的，感悟科學(xué)家的探究精神。 （五）應(yīng)用 回顧新課導(dǎo)入時(shí)創(chuàng)設(shè)的情景，解釋小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的原因：上下兩個(gè)杯子的水溫相同時(shí)，風(fēng)扇沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)；而當(dāng)兩個(gè)杯子水溫相差較大時(shí)，風(fēng)扇在很快轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際上是利用溫差來(lái)發(fā)電，從而使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在一定條件下物體的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為電能。 （六）總結(jié)（略） （七）作業(yè)布置（略）