2019高中物理第七章5內(nèi)能教學案含解析新人教版.docx

5內(nèi)能學習目標1.知道分子熱運動的動能跟溫度的關(guān)系，知道溫度是分子熱運動平均動能的標志滲透統(tǒng)計的方法. 2.知道分子勢能的概念以及分子勢能與分子間距離變化的關(guān)系，知道分子勢能與物體體積有關(guān)(難點) 3.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度和體積的關(guān)系(重點) 4.能夠區(qū)分內(nèi)能和機械能知識點一分子動能1分子動能做熱運動的分子跟運動的物體一樣也具有動能，這就是分子動能2分子的平均動能熱現(xiàn)象研究的是大量分子運動的宏觀表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，叫做分子平均動能3溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運動平均動能的標志思考運動的鐵球速度越來越大，則鐵分子的平均動能越來越大，對嗎？【提示】不對鐵球的速度變大，是指其機械運動的速度，即其機械運動的動能變大，而分子平均動能是指分子熱運動的動能，與溫度有關(guān)判斷1某種物體的溫度是0 ，說明物體中分子的平均動能為零()2物體溫度升高時，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多()3一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變()知識點二分子勢能1分子勢能由于分子間存在著相互作用力，所以分子間也有相互作用的勢能，這就是分子勢能2影響分子勢能大小的因素微觀上，分子勢能的大小由分子間距離決定；宏觀上，分子勢能的大小跟物體的體積有關(guān)思考分子勢能與以前學過的哪種能量具有相似的特點？【提示】分子勢能同重力勢能、電勢能相似，是由于分子間或物體間、電荷間存在相互作用，又由其相對位置決定的能量判斷1當分子間的距離為r0時，分子勢能最小()2分子力做負功時，分子勢能一定減小()3當分子間距離為rr0時，分子力為斥力，這時減小分子間的距離，分子勢能增大()知識點三物體的內(nèi)能1定義物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能2決定因素(1)分子總個數(shù)由物體物質(zhì)的量決定(2)分子熱運動的平均動能由溫度決定(3)分子勢能宏觀上與物體的體積有關(guān)(4)物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定思考0 的冰熔化為0 的水時，內(nèi)能是否發(fā)生變化？【提示】0 的冰熔化為0 的水，溫度不變，分子的平均動能不變，但由于冰的體積減小，變成水后分子勢能發(fā)生變化，故內(nèi)能發(fā)生變化判斷1物體的機械能可以為零，內(nèi)能也可以為零()2物體的溫度降低體積變大時，物體的內(nèi)能一定變大()3物體的溫度和體積變化時，內(nèi)能一般要發(fā)生改變()考點一對分子動能的理解(深化理解)1單個分子的動能(1)物體由大量分子組成，每個分子都有分子動能且不為零(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動，每個分子動能大小不同并且時刻在變化(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計結(jié)果，個別分子的動能沒有實際意義2分子的平均動能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義溫度升高，分子平均動能增大，但不是每一個分子的動能都增大個別分子動能可能增大也可能減小，個別分子甚至幾萬個分子熱運動的動能大小與溫度是沒有關(guān)系的，但總體上所有分子的動能之和一定是增加的(2)理想氣體的分子平均動能大小只由溫度決定，與物質(zhì)種類、質(zhì)量、壓強、體積無關(guān)，即只要溫度相同，任何分子的平均動能都相同由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子運動平均速率大小一般不相同【例題1】關(guān)于分子動能，正確的說法是()A某種物體的溫度是0 說明物體中分子的平均動能為零B物體溫度升高時，每個分子的動能都增大C物體溫度升高時速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多D物體的運動速度越大，則物體的溫度越高【答案】C【規(guī)律總結(jié)】分子動能的理解要點1溫度有統(tǒng)計的意義，反映的是大量分子平均動能的大小，不能反映單個分子的動能大小，同一溫度下，各個分子的動能不盡相同2分子平均動能與宏觀上物體的運動速度無關(guān)【及時訓練】1當物體的溫度升高時，下列說法中正確的是()A每個分子的溫度都升高B每個分子的熱運動都加劇C每個分子的動能都增大D物體分子的平均動能增大【答案】D2(2015長沙高二檢測)關(guān)于溫度的概念，下列說法正確的是()A溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，則分子平均動能越大B溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，則每一個分子的動能都增大C當某物體的內(nèi)能增加時，則該物體的溫度一定升高D甲物體的溫度比乙物體的溫度高，則甲物體分子平均速率比乙物體分子平均速率大【答案】A 考點二對分子勢能的理解(深化理解)1分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子間距離rr0rr0rr0分子力等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功分子間距增大時，分子力做負功分子間距減小時，分子力做負功分子勢能最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2.影響因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與體積有關(guān)(2)微觀上：分子勢能與分子之間的相對位置有關(guān)【例題2】(多選)(2014蘭州檢測)如圖752所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示F0為斥力，F(xiàn)0為引力a、b、c、d為x軸上四個特定的位置現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大【答案】BC【規(guī)律總結(jié)】分子勢能圖象問題的解題技巧1首先要明確分子勢能、分子力與分子間距離關(guān)系圖象中拐點意義的不同分子勢能圖象的最低點(最小值)對應的距離是分子平衡距離r0，而分子力圖象的最低點(引力最大值)對應的距離大于r0.分子勢能圖象與r軸交點的距離小于r0，分子力圖象與r軸交點表示平衡距離r0.2其次要把圖象上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問題【及時訓練】1下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是()A當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小【答案】C2(2013福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是_(選填圖下方的字母)【答案】B考點三對內(nèi)能的理解(拓展延伸)1內(nèi)能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個因素決定(2)從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定2內(nèi)能與機械能的區(qū)別內(nèi)能是由大量分子的熱運動和分子間的相對位置所決定的能；機械能是物體做機械運動和物體形變所決定的能物體具有內(nèi)能的同時又具有機械能物體的機械能在一定的條件下可以等于零，但物體的內(nèi)能不可能等于零，這是因為組成物體的分子在永不停息地做著無規(guī)則的熱運動，分子之間彼此有相互作用在熱現(xiàn)象的研究中，一般不考慮物體的機械能3內(nèi)能與熱量的區(qū)別內(nèi)能是一個狀態(tài)量，一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能，而熱量是一個過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量如果沒有熱傳遞，就無所謂熱量，但此時物體仍有一定的內(nèi)能例如，我們不能說“某物體在某溫度時具有多少熱量”【例題3】下列敘述正確的是()A分子的動能與分子的勢能之和，叫做這個分子的內(nèi)能B物體的內(nèi)能由物體的動能和勢能決定C物體做加速運動時，其內(nèi)能也一定增大D物體的動能減少時，其溫度可能升高【答案】D【規(guī)律總結(jié)】對內(nèi)能理解的要點1內(nèi)能是一種與分子熱運動及分子間相互作用相關(guān)的能量形式，與物體宏觀有序運動狀態(tài)無關(guān)，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)；2溫度是分子平均動能的標志，與單個分子的動能，以及物體的動能無任何關(guān)系【及時訓練】1氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的 ()A溫度和體積B體積和壓強C溫度和壓強D壓強和溫度【答案】A2容器中盛有冰水混合物，冰的質(zhì)量和水的質(zhì)量相等且保持不變，則容器內(nèi)()A冰的分子平均動能大于水的分子平均動能B水的分子平均動能大于冰的分子平均動能C水的內(nèi)能大于冰的內(nèi)能D冰的內(nèi)能大于水的內(nèi)能【答案】C【學法指導】內(nèi)能與機械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義內(nèi)能的大小跟物體的機械運動狀態(tài)無關(guān).內(nèi)能機械能對應的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體機械運動能量常見的形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能或彈性勢能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則熱運動和分子間相對位置決定由物體做機械運動、與地球相對位置或物體形變決定影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體做機械運動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)或彈性形變是否為零永遠不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化【例題4】關(guān)于內(nèi)能和機械能的下列說法，正確的是()A機械能增大的物體，其內(nèi)能一定增大B物體的機械能損失時，內(nèi)能卻可能增加C物體的內(nèi)能損失時，機械能必然會減小D物體的機械能不可以為零，內(nèi)能可以為零【答案】B【規(guī)律總結(jié)】對同一物體，不考慮形變時，機械能由其宏觀速度和相對地面的高度決定；內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運動及其分子間距有關(guān)，跟物體整體的宏觀速度和高度無直接關(guān)系【及時訓練】下列說法正確的是 ()A鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B物體運動的速度增大，則物體中分子熱運動的平均動能增大，物體的內(nèi)能增大CA、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能DA、B兩物體的溫度相同時，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同【答案】D【課時作業(yè)】全員參與基礎(chǔ)練1有關(guān)“溫度”的概念下列說法中正確的是()A溫度反映了每個分子熱運動的劇烈程度B溫度是分子平均動能的標志C一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高D溫度升高時物體的每個分子的動能都將增大【答案】B2根據(jù)分子動理論，物體分子之間的距離為r0時，分子所受的斥力和引力相等，以下關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是()A當分子間的距離為r0時，分子具有最大勢能B當分子間的距離為r0時，分子具有最小勢能C當分子間的距離為r0時，引力和斥力都是最大值D當分子間的距離為r0時，引力和斥力都是最小值【答案】B3(多選)當氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時，下列說法中正確的是()A兩種氣體分子的平均動能相等B氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C兩種氣體分子熱運動的總動能相等D兩種氣體分子熱運動的平均速率相等【答案】AB4下列說法中正確的是()A物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大B物體的機械能為零時內(nèi)能也為零C物體的體積減小溫度不變時，物體內(nèi)能一定減小D氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大【答案】D5(多選)下列有關(guān)溫度與分子動能、物體內(nèi)能的說法中正確的是()A溫度升高，每個分子的動能一定都變大B溫度升高，分子的平均速率一定變大C溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小D溫度降低，物體的內(nèi)能可能增大【答案】BD6(多選)一輛運輸瓶裝氧氣的貨車，由于某種原因，司機緊急剎車，最后停下來，則下列說法正確的是()A汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能增加B汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能減小C汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能不變D汽車機械能減小，汽車(輪胎)內(nèi)能增加【答案】CD7(多選)設(shè)分子間的相互作用力的合力為零時的距離為r0，則下列說法正確的是()Arr0時，Ep隨r增大而減小Drr0時，Ep隨r增大而增大【答案】AD8如圖753所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)0為斥力，F(xiàn)0為引力a、b、c、d為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a移動到d的過程中，兩分子間的分子力和分子勢能同時都增大的階段是()A從a到bB從b到cC從b至dD從c到d【答案】D超越自我提升練9(多選)把一個物體豎直下拋，下列哪種情況是在下落的過程中發(fā)生的(不考慮空氣阻力) ()A物體的動能增加，分子的平均動能也增加B物體的重力勢能減少，分子勢能卻增加C物體的機械能保持不變D物體的內(nèi)能保持不變【答案】CD10甲、乙兩個分子相距較遠，它們間的分子力為零，在它們逐漸接近到不能再接近的全過程中，分子力大小的變化和分子勢能大小的變化情況正確的是()A分子力先增大，后減小；分子勢能一直減小B分子力先增大，后減小；分子勢能先減小，后增大C分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢能先減小，再增大，后又減小D分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢能先減小，后增大【答案】D11甲、乙兩名同學對0 的水和0 的冰進行了如下爭論：甲說：“冰和水的溫度相同，所以分子平均動能相等質(zhì)量相同時，冰的體積大，因此冰的分子勢能大，所以說冰的內(nèi)能大于水的內(nèi)能”乙說：“0的水變成0的冰需要向外界放出熱量，在質(zhì)量相同的情況下，水的內(nèi)能大于冰的內(nèi)能”請你判斷一下甲、乙兩名同學誰的說法是正確的？【答案】乙同學的說法是正確的甲同學認為冰的體積大，分子勢能大，這是錯誤的說法(冰的體積大的主要原因在于宏觀的冰晶粒間空隙大)分子勢能大小與體積有關(guān)，