人教版九年级物理上册-【第2课时 改变内能的两种方式(教案)】.docxVIP

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人教版九年级物理上册-【第2课时改变内能的两种方式(教案)】

一、导入新课

(1)为了引入今天的学习内容，我们可以从日常生活中常见的现象入手。例如，在炎炎夏日，我们通常会通过吹风扇或者空调来降低室内的温度，这种过程中，电风扇或空调内部的电能被转化为机械能，进而使空气流动，从而带走热量。这个过程实际上涉及到了能量的转换和内能的变化。据相关数据显示，一台普通家用空调在运行过程中，其电能转换成内能的比例高达80%以上。通过这个实例，我们可以初步了解到改变内能的必要性。

(2)接下来，我们可以进一步探讨另一种改变内能的方式——热传递。以冬季取暖为例，暖气片中的热水通过管道传递到各个房间，当热水与室内空气接触时，热量会通过热传递的方式传递给空气，从而提高室内温度。据统计，一个家庭在冬季使用暖气片的能耗大约占家庭总能耗的30%以上。这种通过热传递改变内能的方式，在我们的生活中随处可见，如烹饪食物、取暖、制冷等。

(3)为了让学生更好地理解改变内能的两种方式，我们可以结合实际案例进行分析。例如，在工业生产中，许多设备在工作过程中会产生大量的热量，如果不及时排除，将会导致设备过热甚至损坏。因此，许多设备都配备了散热装置，如散热片、散热风扇等。这些散热装置通过将设备内部的热量传递到外部环境，从而降低设备温度，保证设备的正常运行。据相关资料显示，一个工厂在一年内的散热能耗大约占总能耗的20%左右。通过这些案例，我们可以深入理解改变内能的两种方式在实际生产生活中的应用和重要性。

二、基本概念

(1)在物理学中，内能是指物体内部所有分子由于运动和相互作用而具有的能量。内能的大小与物体的温度、体积和物质的种类等因素有关。温度是衡量物体分子平均动能的物理量，通常用摄氏度（℃）或开尔文（K）表示。体积则是物体占据空间的大小，与物体的形状和状态有关。不同物质的分子结构和相互作用力不同，因此即使温度和体积相同，不同物质的内能也可能存在差异。例如，在相同温度下，水的内能要大于冰的内能，因为水分子在液态时具有更高的动能。

(2)改变物体内能的方式主要有两种：做功和热传递。做功是指通过外力作用使物体发生位移，从而改变物体的内能。在物理学中，做功的公式为W=F×s，其中W表示做功，F表示作用力，s表示物体在力的方向上移动的距离。例如，当我们用力推一辆自行车时，我们对自行车做了功，使其内能增加。热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。热传递的方式有三种：传导、对流和辐射。传导是指热量通过物体内部的分子或原子之间的碰撞传递；对流是指热量通过流体（如空气、水）的流动传递；辐射是指热量以电磁波的形式传递。例如，太阳的热量通过辐射传递到地球上，使地球表面温度升高。

(3)内能的变化可以通过热力学第一定律来描述，该定律表明，一个系统的内能变化等于系统吸收的热量与系统对外做功的代数和。用数学公式表示为ΔU=Q+W，其中ΔU表示内能变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。在实际应用中，我们可以通过测量热量和做功的数值来计算内能的变化。例如，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为热能，使燃烧产物的内能增加。通过测量燃烧产物的温度变化和燃烧过程中释放的热量，我们可以计算出燃料的内能变化。了解这些基本概念对于深入理解热力学和能量转换具有重要意义。

三、改变内能的两种方式

(1)改变物体内能的第一种方式是做功。当外力作用于物体时，物体发生形变或位移，内能随之改变。例如，在机械加工过程中，高速旋转的切削工具对工件进行加工，工件的内能增加，导致温度上升。此外，在体育运动中，运动员通过肌肉收缩做功，使身体产生热量，这也是做功改变内能的一个典型例子。

(2)另一种改变物体内能的方式是热传递。当两个物体之间存在温度差时，热量会从高温物体传递到低温物体，从而使两个物体的内能发生变化。热传递的方式主要有三种：传导、对流和辐射。例如，在烹饪过程中，锅底的热量通过传导传递到锅内的食物，使食物温度升高，内能增加。再如，在炎热的夏天，我们通过空调制冷，室内空气通过对流将热量传递到空调外机，从而降低室内温度，改变空气的内能。

(3)在实际生活中，做功和热传递两种方式常常同时存在。例如，在发动机工作时，燃料燃烧产生的热量通过传导和对流传递到发动机的各个部件，使部件温度升高，内能增加。同时，发动机在运行过程中对外做功，将内能转化为机械能。这种做功和热传递的共同作用，使得发动机能够持续工作。了解这两种改变内能的方式及其在实际中的应用，有助于我们更好地掌握热力学原理，提高能源利用效率。

四、实例分析

(1)在分析改变内能的实例时，我们可以以汽车发动机为例。汽车发动机在工作过程中，通过燃油的燃烧释放出大量的热量，这些热量通过做功的方式转化为机械能，推动汽车行驶。据数据显示，一辆普通家用