第十五章 熱和能
課程標準的要求
1.通過觀察和實驗,初步了解分子動理論的基本觀點,并能用其解釋某些熱現象。
2.了解內能的概念。能簡單描述溫度和內能的關系。
3.從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
4.了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意義。
5.了解熱量的概念。
6.通過實驗,了解比熱容的概念,嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象。
7.通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體,不同形式的能量可以相互轉化。知道做功的過程就是能量轉移的過程。
8.知道能量守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉化與守恒的觀點分析物理現象的意識。
9.通過能量的轉化和轉移,認識效率。
一、本章的主要內容
本章在學習第十四章“機械能”的基礎上,把對能量的研究拓展到內能。首先引導學生學習分子動理論,并進一步通過推理用物質微觀結構的知識來解釋宏觀現象,為從分子結構觀點理解物體內能的本質打下基礎。引導學生得出內能的概念并進一步探究內能的改變。從內能的改變引入熱量的概念,通過探究來比較不同物質的吸熱能力,進一步引出比熱容這個物理量。在此基礎上,理論聯系實際,講述內能的利用,介紹內燃機的基本工作原理,并最終得出能量守恒定律。
本章的主要教學內容有:
1.分子熱運動:物質是由分子組成的,一切物質的分子都在作不停的無規則運動,分子之間存在著相互作用力等。
2.內能:內能的概念,通過探究活動及演示實驗歸納出改變物體內能的方法,熱量的概念等。
3.比熱容:探究比較不同物質的吸熱能力,比熱容及其單位,各種物質的比熱容,理解水的比熱容大這種特性的應用,熱量的計算等。
4.熱機:內能的利用,熱機中能量轉化的基本過程,四沖程汽油機的基本工作過程,熱值的概念,熱機的發展等。
5.能量守恒定律:能量守恒定律的內容等。
二、 本章教材特點
1.貼近學生的生活
新教材強調“以人為本”,要求課程要面向學生,面向生活,面向社會,提出初中物理尤其要學習反映現實生活的內容。因此本章增加了與日常生活和社會實踐緊密聯系的內容,密切了知識與社會生活的聯系。教材從學生的生活實際出發,以生活中最常見、最普通的物理現象作為討論問題的切入點,激發學生學習的興趣和進一步學習的欲望,使學生愛學、樂學。如本章設置的“導言”以優美的語言,生動地描述了“神奇的火”給人類文明帶來的巨大的物質文明和精神文明,并聯系生活實際,從能量的角度設計問題,引導和激發學生思維。又如第一節分子熱運動中用一幅圖展現生活中的實際問題:打開香皂,很快就會聞到香味,引出對擴散現象的思考,進一步得出分子在不停的做無規則的運動。再如第二節通過裝著開水的暖瓶有時會把瓶蓋彈起來這一生活中的現象,引導學生思考推動瓶蓋的能量從哪里來的,這樣學生就很容易接受內能的概念。第三節首先讓學生根據生活中燒水的經驗,來討論水吸收的熱量與水的質量、水溫升高的多少的關系,這樣學生比較容易得出定性的結論。還有根據學生的經驗,比較相同質量的不同燃料燃燒時放出的熱量,進而引出燃料的熱值。通過擺動的秋千、掉在地上的彈性小球的能量轉化分析的現象,去思考能量是否守恒等。