第十二章機械能和內(nèi)能教材分析

第十二章機械能和內(nèi)能

教材分析常州市田家炳實驗中學(xué)分校沙洲燕2004.09本章在教材中的位置

學(xué)生曾經(jīng)了解了機械功、分子運動的概念，本章提出了機械能、內(nèi)能、熱量等新概念，并對動能勢能與哪些要素有關(guān)，能之間如何轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化進展研討，使學(xué)生對前面的力學(xué)和熱學(xué)的學(xué)習(xí)構(gòu)成了一個完好的知識體系和才干構(gòu)造框架。機械能知識是機械功的引伸，是對前面所學(xué)知識的提高和深化，它不僅是初中物理的重要內(nèi)容，也為學(xué)生進入高中階段學(xué)習(xí)打好根底。內(nèi)能是學(xué)生在學(xué)過物質(zhì)構(gòu)造的初步知識、能、機械能知識的根底上，從分子動實際出發(fā)，運用類比的方法建立內(nèi)能的概念，了解改動內(nèi)能的方式。內(nèi)能是一個重要的熱學(xué)概念，是學(xué)生今后進一步學(xué)習(xí)熱學(xué)知識所必需的。本章重點：能的概念，熱量的概念，能之間的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移本章難點：能的概念，影響動能、勢能、內(nèi)能的要素

教學(xué)要求比較

[大綱要求]1、了解動能、重力勢能，知道彈性勢能2、了解動能、勢能可以相互轉(zhuǎn)化3、知道物體的內(nèi)能4、知道熱傳送可以改動物體的內(nèi)能5、知道做功可以改動物體的內(nèi)能6、知道熱量及其單位、知道燃料的熱值7、知道熱機中能量的轉(zhuǎn)化8、知道四沖程內(nèi)燃機的構(gòu)造和原理9、知道熱機的效率[規(guī)范要求]一、能用實例闡明物體的動能和勢能以及它們的轉(zhuǎn)化能用實例闡明機械能和其他方式能的轉(zhuǎn)化<規(guī)范>對這兩點在知識和才干上都屬于“了解〞程度包括：了解動能、勢能和機械能的概念；動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化；機械能與其他方式能的轉(zhuǎn)化。都是要求用實例來闡明，這既是從初中學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知程度出發(fā)的，同時也體現(xiàn)了“從生活走向物理〞的理念。二、了解內(nèi)能的概念。能簡單描畫溫度與內(nèi)能的關(guān)系。第一點是了解程度。這里要求從物體內(nèi)一切分子的動能和勢能之和來定義內(nèi)能。要經(jīng)過實例讓學(xué)生了解內(nèi)能是能量的一種重要方式，他與人們的生活息息相關(guān)。從知識點看要求降低了，但才干要求提高了。不僅要了解，而且要簡單論述。第二點是“能簡單描畫溫度與內(nèi)能的關(guān)系〞知道物體的溫度越高，內(nèi)能越大；溫度越低，內(nèi)能越小。這里應(yīng)經(jīng)過生活中的實例，讓學(xué)生了解內(nèi)能、溫度及其相互關(guān)系，不要求作出更嚴(yán)厲的定義。

三、從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值<規(guī)范>的要求屬于“認(rèn)識〞程度。由于人類利用燃料是把燃料儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能，從運用燃料的價值出發(fā)。要求從能的轉(zhuǎn)化角度來認(rèn)識燃料的熱值，既表達(dá)了對知識和技藝的要求，也表達(dá)了情感態(tài)度價值觀的要求。四、了解內(nèi)能的利用在人類社會開展史上的重要意義使學(xué)生關(guān)懷科學(xué)技術(shù)的新進展與新思想，知道內(nèi)能的利用在人類開展史上的重要意義，有將科學(xué)知識效力于人類的使命感與責(zé)任感。五、了解熱量的概念熱量是在熱傳送過程中，物體吸收、放出熱的多少，是內(nèi)能變化的量度。要經(jīng)過實例，讓學(xué)生了解熱量的物理意義和單位。知道物體吸熱時內(nèi)能添加，放熱時內(nèi)能減少。雖然規(guī)范對了解程度的不要求計算，但對比熱容有要求。課時建議

一、動能勢能機械能3課時二、內(nèi)能熱量1課時三、內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化2課時復(fù)習(xí)與總結(jié)1課時機動1課時導(dǎo)圖闡明

學(xué)生對汽車并不陌生，從兒時的玩具汽車，到重要的交通工具，有的學(xué)生從小就對汽車充溢獵奇，盼望揭開其中的奧妙，而汽車的行駛過程和發(fā)動機的任務(wù)過程，與燃料的熄滅、機械能與內(nèi)能及其相互轉(zhuǎn)化都有著親密的關(guān)系，因此，汽車的發(fā)動機是本章組織教學(xué)的良好載體。本章導(dǎo)言圍繞的發(fā)動機提出了一些問題，這些問題能夠在有的同窗頭腦中曾經(jīng)存在了很久，意在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；這些問題也將通過本章的學(xué)習(xí)得到處理。本章導(dǎo)圖是一輛在沙漠中疾駛的賽車，由于路途的不平，正在上下顛簸，既顯示出動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化，又能闡明汽車具有強勁的發(fā)動機。在導(dǎo)圖的背景中隱含著一個鐘表，意在學(xué)生由汽車發(fā)動機聯(lián)想到其他機械安裝同樣也具有“發(fā)動機〞。實踐上，任何一個機械安裝的發(fā)動機，其任務(wù)本質(zhì)都是能量的轉(zhuǎn)化———將其他方式的能轉(zhuǎn)化為動能。

一動能勢能機械能

1、本節(jié)編寫思緒動能——活動⑴：探求動能的大小與哪些要素有關(guān)勢能——活動⑵：卡片為什么會跳起來——活動⑶：模擬打樁——探求重力勢能與哪些要素有關(guān)能的轉(zhuǎn)化——活動⑷：察看擺球的動能和勢能的轉(zhuǎn)化由于動能、重力勢能、彈性勢能的概念在8年級的教學(xué)中曾經(jīng)出現(xiàn)，有關(guān)與它們的一些景象學(xué)生并不陌生。因此，本節(jié)教材從學(xué)生沒有接觸過的“公路限速〞和“滑板下滑〞兩個實驗提出問題。既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時有提示了本節(jié)要研討的內(nèi)容——動能、勢能及相互轉(zhuǎn)化。“一個物體假設(shè)可以對另一個物體做功，這個物體就具有能量〞這僅是對能量概念一個粗略的定義。在初中階段不用追求概念的嚴(yán)密性。〔關(guān)于能量的引入，可以運用滬科版的三個實驗，既生動又表達(dá)了動能、重力勢能、彈性勢能三種不同的能〕本節(jié)教材安排了三個活動，都用到了“控制變量法〞，活動過程的設(shè)計很放開，意在培育學(xué)生的實驗才干。對動能定義及活動⑴的闡明

一個物體假設(shè)可以對另一個物體做功，這個物體就具有能量，即物體做功的身手叫作能〔或能量〕。物體能做多少功，就說它具有多少能。教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過實例分析“物體具有的能量〞與“物體做功〞之間的關(guān)系，使學(xué)生知道：物體具有的能不一定都用來做功，在能量轉(zhuǎn)化過程中，可以出現(xiàn)其他方式的能〔如發(fā)熱等〕。當(dāng)一個物體由于運動而能對其他物體做功，這個物體就具有動能。物體動能的大小如何量度呢？可以經(jīng)過它對另一物體做功的大小來比較。從這個角度引出活動⑴就比較自然，否那么就顯的突厄，知識上學(xué)生不易遷移。實驗中的小車假設(shè)效果不好，可以換用鋼球。學(xué)生實驗中可換用5號電池充任小車，學(xué)生手邊的硬面抄封面充任斜面，選火柴盒充任桌面上的被碰撞物。關(guān)于“信息快遞〞中“質(zhì)量不同的小車從一個斜坡的同一高度釋放，運動到程度面時速度一樣〞，可以經(jīng)過實驗得出。實驗中盡量留意兩個不同小車的重心在同一高度。機械能

動能和勢能通稱為機械能。應(yīng)經(jīng)過實例闡明，一個物體既可以單獨具有動能，也可單獨具有勢能，也可以同時具有動能和勢能。本節(jié)內(nèi)容中沒有提出機械能轉(zhuǎn)化與守恒定律，可做適當(dāng)?shù)难a充：在只需重力做功的情況下，物體的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時總的機械能堅持不變?！菜窃诳茖W(xué)發(fā)展的歷程中人們對能量轉(zhuǎn)化與守恒定律認(rèn)識最早的一種詳細(xì)方式〕對www中第4題的解釋；第5題“可以進一步研討的問題：

比較不同種類球的彈性，籃球彈起的高度與球內(nèi)充氣的多少有何關(guān)系〞的解釋。

二、內(nèi)能熱量1、內(nèi)能是指物體內(nèi)一切分子做無規(guī)那么運動的動能和分子勢能的總和。因此在引導(dǎo)學(xué)生了解這個概念時，可以用類比的方法物體的動能————分子的動能；物體的重力勢能————分子勢能經(jīng)過實例闡明物體內(nèi)能與物體機械能是兩種不同方式的能2、實驗：在分別盛有冷水和熱水的兩個玻璃杯中各滴入一滴墨水，看一看，哪杯水中的墨水分散得快？這里可適當(dāng)闡明分散的定義，分散的條件?？山?jīng)過：溫度高→分散快→分子運動快→分子動能大→物體內(nèi)能大分析溫度對內(nèi)能的影響，在www中第2題，還提出物體的質(zhì)量對內(nèi)能的影響。3、熱傳送——改動內(nèi)能的一種方式分析思緒：判別物體的溫度變化——物體的內(nèi)能變化——內(nèi)能的轉(zhuǎn)移4、熱量物體在熱傳送過程中轉(zhuǎn)移能量的多少叫做熱量，闡明熱量與熱傳送是密不可分的，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識，熱量在熱傳送過程中才出現(xiàn)，讓學(xué)生知道“物體具有多少熱量〞這種說法的錯誤所在。使學(xué)生對熱量和能量的關(guān)系有初步的了解。

關(guān)于“實驗闡明，物體在吸熱或放熱過程中，物體的質(zhì)量越大，它的比熱容越大、溫度的變化越大，物體吸收或放出的熱量就越多。〞這一結(jié)論的獲得，可以由學(xué)生結(jié)合生活閱歷了解總結(jié)出，不宜教師給出。三、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化活動⑴做功——改動物體內(nèi)能的另一種方式前一節(jié)曾經(jīng)學(xué)過熱傳送可以改動物體的內(nèi)能，這節(jié)課可以從這一知識點入手，引入新課，這樣也有助于學(xué)生認(rèn)識兩種改動內(nèi)能方式的異同點。實驗：①反復(fù)彎折鐵絲②用砂紙摩擦鐵絲③空氣緊縮引火儀討論的思緒：物體的溫度變化——物體的內(nèi)能變化——能量是如何轉(zhuǎn)化的?；顒英蒲菔军c火爆炸——將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能實驗：①教材實驗②水蒸氣沖開瓶塞討論思緒：先研討做功的過程——兩個物體的能量的變化——能量的轉(zhuǎn)化熱機

熱機原理熱機的構(gòu)造熱機的四沖程及其中的能量轉(zhuǎn)化熱機中重點引見了汽油機，柴油機放在信息庫中，這樣既突出重點又?jǐn)U展知識面。對柴油機吸氣沖程中吸入的物質(zhì)進展了引見，點火方式?jīng)]有引見。熄滅后產(chǎn)生的燃?xì)獾臏囟群蛪簭娮隽岁U明。在STS中，熱機的開展歷程，引見時重點在科學(xué)技術(shù)對社會開展的推進以及社會提高對科技開展的