二、物體的內(nèi)能 (6)

1、物體的內(nèi)能課標定位學習目標：1.知道分子的動能、分子的平均動能及溫度是分子平均動能大小的標志2知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律3知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪些宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機械能重點：使學生掌握三個概念(分子平均動能、分子勢能、物體內(nèi)能)，掌握二個物理規(guī)律(溫度與分子平均動能關(guān)系、分子勢能與分子之間距離的關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系)難點：分子勢能隨分子間距離變化的勢能曲線課前自主學案一、物體的內(nèi)能1分子的動能溫度(1)分子動能：做無規(guī)則運動的分子具有動能，各個分子動能_；每個分子在不同時刻動能也_(2)平均動能：物體內(nèi)所有分子的動能的

2、_(3)溫度與平均動能的關(guān)系溫度越高，分子熱運動的平均動能_，溫度越低，分子熱運動的平均動能_溫度是物體分子熱運動的_的標志不同不相等平均值越大越小平均動能2分子勢能(1)定義：分子間存在相互作用力，分子間具有由它們的_決定的勢能(2)分子勢能的決定因素宏觀上：分子勢能跟物體的_有關(guān)微觀上：分子勢能與分子間的_有關(guān)a當rr0時，分子力表現(xiàn)為_，若r增大，需克服分子的_做功，分子勢能增大B當rr0時，分子力表現(xiàn)為_，若r減小，需克服分子的_做功，分子勢能增大C當rr0時，分子勢能_相對位置體積距離引力引力斥力斥力最小(3)結(jié)論：物體的體積變化時，分子間的_發(fā)生變化，_發(fā)生變化因此，分子勢能與物體

3、的_有關(guān)3物體的內(nèi)能(1)定義：物體中所有分子做熱運動的_和_的總和(2)相關(guān)因素：物體的內(nèi)能跟物體的_和體積都有關(guān)系_升高時，分子平均動能增加，物體的內(nèi)能_變化時，分子勢能發(fā)生變化，物體的內(nèi)能也會發(fā)生_距離分子勢能體積動能分子勢能溫度溫度增加體積變化(3)理想氣體理想氣體微觀模型：忽略了氣體分子的相互作用力和_理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度越高，理想氣體的內(nèi)能_分子勢能越大思考感悟圖151分子之間也存在著引力和斥力，就像被彈簧連著的小球，那么分子之間是否也存在著勢能呢？提示：分子間存在著相互作用力，所以分子間存在著勢能新課一、對于分子動能應該明確的問題1分子動能是指單個分子熱運動的動能，但

4、分子是無規(guī)則運動的，因此各個分子的動能不盡相同，所以單個分子的動能沒有意義，我們主要研究的是大量分子的平均動能2分子的平均動能是所有分子動能的平均值溫度是分子平均動能的唯一標志，這是溫度的微觀意義，在相同溫度下，各種物質(zhì)分子的平均動能都相同，但平均速率卻可能是不同的3溫度升高，分子的平均動能一定增大；溫度降低，分子的平均動能一定減小；溫度不變，分子的平均動能一定不變4物體內(nèi)分子運動的總動能是所有分子熱運動的動能總和，它等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積特別提醒：(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計的意義，對于個別分子，溫度是沒有意義的(2)同一溫度下，不同物質(zhì)(如鐵、銅、水、木)

5、的分子平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速率大小不盡相同(3)分子做熱運動的平均動能不涉及宏觀物體運動的動能即時應用 1(單選)關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系，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物體溫度降低時，每個分子的動能都減小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，則物體的溫度越高解析：選C.溫度是分子平均動能的標志，溫度是0 ，物體中分子的平均動能并非為零，因為分子無規(guī)則運動不會停止A錯；溫度降低時分子的平均動能減小，并非每個分子動能都減小，B錯；物體溫度升高時，分子的平均動能增大

6、，分子的平均速度增大，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多，C項正確；物體的運動速率增大，宏觀機械能(動能)增大，但物體內(nèi)分子的熱運動不一定加劇，溫度不一定升高，D錯二、分子勢能與分子間距離的關(guān)系1分子勢能的變化規(guī)律是：分子力做正功，分子勢能減小，分子力做了多少正功，分子勢能就減少多少；分子力做負功，分子勢能增加，克服分子力做了多少功，分子勢能就增加多少2分子勢能曲線如圖152所示，規(guī)定無窮遠處分子勢能為零分子間距離從無窮遠處逐漸減小至r0的過程中，分子間的合力為引力，合力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負值當分子間距離達到r0以后再繼續(xù)減小，分子間的合力為斥力，在分子間距

7、離減小的過程中，合力做負功，分子勢能增大，其數(shù)值將從負值逐漸增大至零，然后為正值，故rr0時，分子勢能最小注意分子勢能最小與分子勢能為零是不相同的圖1523宏觀上，分子勢能與物體的體積有關(guān)物體的體積發(fā)生變化時，分子間的相對位置也發(fā)生變化，因而分子勢能也發(fā)生變化由于物體分子間距的變化宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對應于宏觀的物體體積變化例如，同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增大(在rr0范圍內(nèi))，有時體現(xiàn)為分子勢能減小(在rr0范圍內(nèi))一般我們說，物體體積變化了，其對應的分子勢能也變化了特別提醒：(1)分子勢能最小與分子勢能為零不是一回事分子勢能的正負代表大于或小于零勢能

8、點的分子勢能，如Ep10 J，Ep0 J，則EpEp.即時應用2(單選)關(guān)于分子勢能，下列說法中正確的是()A分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越大B分子間表現(xiàn)為引力時，分子間距離越小，分子勢能越大C當r時，分子勢能最小D將物體以一定初速度豎直向上拋出，物體在上升階段其分子勢能越來越大解析：選A.分子力做正功，分子勢能減小，分子力做負功，分子勢能增加，由此判斷A正確，B錯誤從r0到r過程中，分子力先做正功，后做負功，勢能先減小后增大，rr0時，勢能最小，C錯分子勢能與重力勢能無關(guān)，D錯三、物體的內(nèi)能1影響因素(1)宏觀因素：物體內(nèi)能大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定(2)微觀因素

9、：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)別和聯(lián)系項目內(nèi)能機械能對應的運動形式微觀分子的熱運動宏觀物體的機械運動能量常見形式分子動能、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)大量分子的熱運動和分子間相對位置決定由于物體做機械運動、發(fā)生形變或被舉高影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機械運動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)或彈性形變程度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)化特別提醒：(1)內(nèi)能是對一個宏觀物體而言，不存在某個分子內(nèi)能的說法(2)物體的內(nèi)能跟物體

10、的運動狀態(tài)無關(guān)(3)組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運動，分子間都有相互作用，所以任何物體都有內(nèi)能即時應用 3(單選)關(guān)于機械能和內(nèi)能，下列說法中正確的是()A機械能大的物體，其內(nèi)能一定很大B物體的機械能損失時，內(nèi)能卻可以增加C物體的內(nèi)能損失時，機械能必然減少D物體的內(nèi)能為零時，機械能可以不為零解析：選B.內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能量，兩者并不存在必然聯(lián)系只有在系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化形式只發(fā)生在機械能與內(nèi)能之間時，機械能的損失才等于內(nèi)能的增加，故A、C錯，B對；因為物質(zhì)分子總在不停地做無規(guī)則運動，故內(nèi)能不可能為零，D錯課堂互動講練例1溫度與分子平均動能、內(nèi)能的關(guān)系 (雙選)下列有關(guān)溫度與分子動能

11、、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【精講精析】溫度升高時，分子的平均動能一定變大，即平均速率增大，但每個分子的動能不一定變大，所以A錯、B對；決定物體內(nèi)能的是組成物體的分子個數(shù)、溫度和體積三個因素，溫度降低，內(nèi)能可能減小，還有可能不變，甚至增加，所以C錯，D對【答案】BD【方法總結(jié)】(1)溫度升高，表明分子的平均速率變大，而不能說明每個分子的運動速率變大(2)考慮物體內(nèi)能變化時應考慮影響它的三個因素而不能僅考慮溫度這一個因素分子勢能的大小及變化例2 (雙選)如圖153所

12、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()圖153A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【精講精析】乙分子由a運動到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運動，到c時速度達到最大而后受甲的斥力做減速運動，A錯B對；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，C正確而乙分子從b

13、到d的過程，先是引力做正功，分子勢能減少，后來克服斥力做功，分子勢能增加，故D錯【答案】BC【方法總結(jié)】分子受力方向與運動方向相同還是相反決定分子是加速還是減速；分子力做正功還是負功決定分子勢能增加還是減小物體的內(nèi)能及相關(guān)因素例3 (單選)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【精講精析】內(nèi)能是大量分子組成的物體具有的，單個分子無內(nèi)能可言，A項錯；物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能和分子勢能的總和，由物體的溫度、體積決定，與整個物體宏觀機械運動的動能和勢能無關(guān)

14、，故B錯；物體做加速運動時，其動能增大，但內(nèi)能不一定增大，故C錯；當物體運動的動能減少時，其溫度可能升高，如物體在粗糙的水平面上滑行，因摩擦生熱，動能減少溫度升高，故D項正確【答案】D【方法總結(jié)】解有關(guān)“內(nèi)能”的題目時，應把握以下幾點：(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)系變式訓練(雙選)關(guān)于氣體的運動情況，下列說法中正確的是()A某一時刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目相等D某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化解析：選BC.具有某一