初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 内能教案配套课件ppt

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 内能教案配套课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了第3节内能，影响内能大小的因素，做功改变空气的内能等内容，欢迎下载使用。
瓶塞弹起来是因为瓶内水蒸气膨胀对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为了瓶塞的机械能。
我们举高一个物体，即对物体做功，会改变该物体的机械能。这是机械运动中与能量有关的现象。在热现象中，保持一个物体不动，对其加热或者做功 (例如摩擦该物体)，这个物体的能量会不会发生改变呢?如果有能量的改变，这种能量以什么形式存在呢?
我们知道，运动的物体具有动能，运动的分子也同样具有动能(图13.3-1)。构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。
除此之外，由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能。这种势能叫作分子势能 (图13.3-2)。
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能 (internal energy)。内能的单位也是焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳。
飞在空中的足球，由于离开地面而具有重力势能，由于在空中飞行还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能，同时还具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
一切物体，不论温度高低，都具有内能。炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，但是其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能(图13.3-3)。
内能和机械能的区别与联系
如果把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热，这是因为在此过程中发生了热传递。发生热传递时，高温物体放出热量、内能减少，低温物体吸收热量、内能增加。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。热传递可以改变物体的内能。
冬天用热水袋取暖，人体逐渐感觉暖和，热水袋慢慢凉下来。人轻度发热时用冷毛巾给头部降温，过一段时间后，毛巾温度升高，头部温度降低。这些都是热传递改变物体内能的例子。
除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能?结合图13.3-4 思考、讨论。
图13.3-4 所示的情形说明摩擦可以产生热这部分内能是从哪里来的呢?
摩擦时物体克服摩擦力做了功，这部分内能是物体克服摩擦力做功转化而来的。
1.如图13.3-5 甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉把活塞迅速压下去，观察发生的现象。
2.如图 13.3-5 乙所示，在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。
在上述实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能?
在图13.3-5甲所示的实验中，脱脂棉燃烧起来是因为活塞压缩气体做功，使空气的内能增加，温度升高，达到脱脂棉的燃点。在
在图13.3-5乙所示的实验中，瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气；当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低。
类似的现象还有通过搅拌让水温升高，通过捶打使铁块变热等。这些过程都伴随着做功。由此可见，做功也可以改变物体的内能。
有了内能的概念后，我们就能理解，对一个物体加热或者做功，就是使能量“流入”了物体的内部，物体的内能增加。能量通过这种方式被储存起来。反过来，物体也可以对外放热或者做功，从而释放内能。
❶ 张老师在火车站乘电梯时随自动扶梯匀速上行，他所携带的背包的重力势能增大背包的内能是否也增大?为什么?他在高速列车中将书放在小桌板上，列车启动后的一段时间内车速越来越大，书的动能增大，它的内能是否也增大?为什么?
背包和书的内能都不增大，因为物体内能的大小与物体的温度、状态等有关，影响内能的这些因素都没有变化。
❷ 在以下过程中，小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小? 机械能是在增大还是在减小? (1) 小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高。
小孩的内能增大，机械能减小。
(2) 火箭在从地面向上发射的过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。 (3) 子弹击中一块木板，子弹温度升高。
火箭的内能增大，机械能增大。
子弹的内能增大，机械能减小。
❸ 请说明“烤火取暖”和“钻木取火”分别通过什么方式改变物体的内能。
“烤火取暖”是通过热传递的方式使内能增加，温度升高；“钻木取火”是克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，温度升高。
❹ 把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化，并解释发生这种变化的原因。(操作时要注意安全!)
摩擦后的图钉钉帽变热，是因为通过克服摩擦力做功，机械能转化成了内能，图钉钉帽的内能增大，温度升高，这是通过做功的方式来改变物体的内能。
1. (多选) 下列关于内能的说法正确的是 ( )A. 温度为 0℃ 的物体没有内能B. 温度高的物体内能一定大C. 物体的内能增加，它的温度一定升高D. 物体的温度升高，它的内能就增加E. 具有机械能的物体不一定具有内能F. 物体具有内能也可以同时具有机械能
2. (山西太原期中) 将热水倒进玻璃杯中，玻璃杯会变热，下列关于热水和玻璃杯的说法正确的是 ( )A. 水将温度传给了玻璃杯B. 水含有的热量减少C. 玻璃杯增加的内能小于水减少的内能D. 当它们温度相同时，内能也相同
3. (湖南岳阳二模)下列生活实例中，利用热传递改变物体内能的是 ( )
4. (中考整合)以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是 ( )A. 物体内能增大，温度一定升高B. 物体温度升高，一定吸收了热量C. 物体温度升高，内能一定增大D. 物体内能增大， 定吸收了热量E. 温度越高的物体含有的热量越多，所以 0℃ 的冰没有热量F. 物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
❶ 1mL水大约有 20 滴，每滴水大约含有2×1021 个水分子。如果我们1s数3个水分子，多少年才能数完1mL水中所含的水分子?
❷ 在做图13.2-5所示的实验时，测得两个铅柱的接触面积为15cm，当下方悬桂 20kg 的重物时，铅柱仍然未被拉开。请根据实验数据说明，大气压的作用不是铅柱能悬吊重物的主要原因。
作用在铅柱上的大气压力F＝pS＝1×105Pa×1.5×10－4 m2＝15 N20 kg 重物的重力 G＝20 kg×9.8 N/kg＝196 N。
由计算可知大气压的作用下铅柱只能悬吊 15 N 的重物，远小于铅柱所吊重物的重力，故大气压的作用不是铅柱悬吊重物的主要原因。
❸ 用相同的电加热器同时加热质量相等的水和另一种液体，二者初温均为20℃。一段时间后，测得水的温度为 40℃，另一种液体的温度为 42.1℃。另一种液体的比热容是多少?
3.8×103J/(kg·℃)
解析：由题知 m水＝m液，Q吸水＝Q吸液，c水＝4.2×10J/(kg·℃)，由 Q吸＝cm(t－t0)可得 4.2×103J/(kg·℃)×m水×(40℃－20 ℃) ＝ c液×m液×(42.1℃－20℃)， 解得 c液＝3.8×103J/(kg·℃)。
❹ 某同学做实验时所用的电加热器 1s 内放出的热量为 700J。加热1min 能使 200g 的水温度升高多少?
❺ 地球上海水的总质量约为1.4×1021 kg，比热容约为4.2×103 J/(kg·℃)。如果这些海水温度降低 1℃，放出的热量约是多少? 这些热量约是全球年发电量的多少倍?已知全球年发电量约为1×1020J。
5.88×1024J ；5.88×104 倍。
❻ 图13-1是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。在你看来，“透火焙干”涉及哪些物理知识?
“透火焙干”过程涉及以下物理知识：(1) 热传递：生火使砖的温度升高，热量通过传导的方式从火传递到砖，再由砖传递给湿纸膜，使湿纸膜的温度升高为水分蒸发提供热量。(2) 物态变化：湿纸膜上的水由液态变为气态，发生了汽化现象。