二、物體的內(nèi)能 (6)

1、物體的內(nèi)能課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道分子的動(dòng)能、分子的平均動(dòng)能及溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志2知道分子的勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)，分子勢(shì)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(jī)械能重點(diǎn)：使學(xué)生掌握三個(gè)概念(分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能、物體內(nèi)能)，掌握二個(gè)物理規(guī)律(溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系、分子勢(shì)能與分子之間距離的關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系)難點(diǎn)：分子勢(shì)能隨分子間距離變化的勢(shì)能曲線課前自主學(xué)案一、物體的內(nèi)能1分子的動(dòng)能溫度(1)分子動(dòng)能：做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能，各個(gè)分子動(dòng)能_；每個(gè)分子在不同時(shí)刻動(dòng)能也_(2)平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的

2、_(3)溫度與平均動(dòng)能的關(guān)系溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能_，溫度越低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能_溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的_的標(biāo)志不同不相等平均值越大越小平均動(dòng)能2分子勢(shì)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(shì)能(2)分子勢(shì)能的決定因素宏觀上：分子勢(shì)能跟物體的_有關(guān)微觀上：分子勢(shì)能與分子間的_有關(guān)a當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為_(kāi)，若r增大，需克服分子的_做功，分子勢(shì)能增大B當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為_(kāi)，若r減小，需克服分子的_做功，分子勢(shì)能增大C當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能_相對(duì)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(shí)，分子間的_發(fā)生變化，_發(fā)生變化因此，分子勢(shì)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(yùn)動(dòng)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(shí)，分子平均動(dòng)能增加，物體的內(nèi)能_變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，物體的內(nèi)能也會(huì)發(fā)生_距離分子勢(shì)能體積動(dòng)能分子勢(shì)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(shì)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(shì)能呢？提示：分子間存在著相互作用力，所以分子間存在著勢(shì)能新課一、對(duì)于分子動(dòng)能應(yīng)該明確的問(wèn)題1分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但

4、分子是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的，因此各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義，我們主要研究的是大量分子的平均動(dòng)能2分子的平均動(dòng)能是所有分子動(dòng)能的平均值溫度是分子平均動(dòng)能的唯一標(biāo)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(dòng)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(dòng)能一定增大；溫度降低，分子的平均動(dòng)能一定減小；溫度不變，分子的平均動(dòng)能一定不變4物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積特別提醒：(1)溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對(duì)于個(gè)別分子，溫度是沒(méi)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的平均速率大小不盡相同(3)分子做熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不涉及宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能即時(shí)應(yīng)用 1(單選)關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，正確的說(shuō)法是()A某種物體的溫度是0 說(shuō)明物體中分子的平均動(dòng)能為零B物體溫度降低時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都減小C物體溫度升高時(shí)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(yùn)動(dòng)速度越大，則物體的溫度越高解析：選C.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度是0 ，物體中分子的平均動(dòng)能并非為零，因?yàn)榉肿訜o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)不會(huì)停止A錯(cuò)；溫度降低時(shí)分子的平均動(dòng)能減小，并非每個(gè)分子動(dòng)能都減小，B錯(cuò)；物體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)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(xiàng)正確；物體的運(yùn)動(dòng)速率增大，宏觀機(jī)械能(動(dòng)能)增大，但物體內(nèi)分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定加劇，溫度不一定升高，D錯(cuò)二、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系1分子勢(shì)能的變化規(guī)律是：分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力做了多少正功，分子勢(shì)能就減少多少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，克服分子力做了多少功，分子勢(shì)能就增加多少2分子勢(shì)能曲線如圖152所示，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零分子間距離從無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸減小至r0的過(guò)程中，分子間的合力為引力，合力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負(fù)值當(dāng)分子間距離達(dá)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(guò)程中，合力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，其數(shù)值將從負(fù)值逐漸增大至零，然后為正值，故rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小注意分子勢(shì)能最小與分子勢(shì)能為零是不相同的圖1523宏觀上，分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)物體的體積發(fā)生變化時(shí)，分子間的相對(duì)位置也發(fā)生變化，因而分子勢(shì)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(shì)能變化對(duì)應(yīng)于宏觀的物體體積變化例如，同樣是物體體積增大，有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能增大(在rr0范圍內(nèi))，有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能減小(在rr0范圍內(nèi))一般我們說(shuō)，物體體積變化了，其對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能也變化了特別提醒：(1)分子勢(shì)能最小與分子勢(shì)能為零不是一回事分子勢(shì)能的正負(fù)代表大于或小于零勢(shì)能

8、點(diǎn)的分子勢(shì)能，如Ep10 J，Ep0 J，則EpEp.即時(shí)應(yīng)用2(單選)關(guān)于分子勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A分子間表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離越小，分子勢(shì)能越大B分子間表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離越小，分子勢(shì)能越大C當(dāng)r時(shí)，分子勢(shì)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(shì)能越來(lái)越大解析：選A.分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，由此判斷A正確，B錯(cuò)誤從r0到r過(guò)程中，分子力先做正功，后做負(fù)功，勢(shì)能先減小后增大，rr0時(shí)，勢(shì)能最小，C錯(cuò)分子勢(shì)能與重力勢(shì)能無(wú)關(guān)，D錯(cuò)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(gè)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(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定2內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量常見(jiàn)形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間相對(duì)位置決定由于物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)、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(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度(或相對(duì)于零勢(shì)能面的高度)或彈性形變程度是否為零永遠(yuǎn)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(duì)一個(gè)宏觀物體而言，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)法(2)物體的內(nèi)能跟物體

10、的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)(3)組成任何物體的分子都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，分子間都有相互作用，所以任何物體都有內(nèi)能即時(shí)應(yīng)用 3(單選)關(guān)于機(jī)械能和內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是()A機(jī)械能大的物體，其內(nèi)能一定很大B物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可以增加C物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然減少D物體的內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零解析：選B.內(nèi)能和機(jī)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(jī)械能與內(nèi)能之間時(shí)，機(jī)械能的損失才等于內(nèi)能的增加，故A、C錯(cuò)，B對(duì)；因?yàn)槲镔|(zhì)分子總在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故內(nèi)能不可能為零，D錯(cuò)課堂互動(dòng)講練例1溫度與分子平均動(dòng)能、內(nèi)能的關(guān)系 (雙選)下列有關(guān)溫度與分子動(dòng)能

11、、物體內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是()A溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)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(shí)，分子的平均動(dòng)能一定變大，即平均速率增大，但每個(gè)分子的動(dòng)能不一定變大，所以A錯(cuò)、B對(duì)；決定物體內(nèi)能的是組成物體的分子個(gè)數(shù)、溫度和體積三個(gè)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(cuò)，D對(duì)【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(shuō)明每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率變大(2)考慮物體內(nèi)能變化時(shí)應(yīng)考慮影響它的三個(gè)因素而不能僅考慮溫度這一個(gè)因素分子勢(shì)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(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)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(gè)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(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C乙分子由a到b的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小D乙分子由b到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大【精講精析】乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，到c時(shí)速度達(dá)到最大而后受甲的斥力做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)B對(duì)；乙分子由a到b的過(guò)程所受引力做正功，分子勢(shì)能一直減小，C正確而乙分子從b

13、到d的過(guò)程，先是引力做正功，分子勢(shì)能減少，后來(lái)克服斥力做功，分子勢(shì)能增加，故D錯(cuò)【答案】BC【方法總結(jié)】分子受力方向與運(yùn)動(dòng)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(fù)功決定分子勢(shì)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(dòng)能與分子的勢(shì)能之和，叫做這個(gè)分子的內(nèi)能B物體的內(nèi)能由物體的動(dòng)能和勢(shì)能決定C物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)能也一定增大D物體的動(dòng)能減少時(shí)，其溫度可能升高【精講精析】?jī)?nèi)能是大量分子組成的物體具有的，單個(gè)分子無(wú)內(nèi)能可言，A項(xiàng)錯(cuò)；物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，由物體的溫度、體積決定，與整個(gè)物體宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能無(wú)關(guān)

14、，故B錯(cuò)；物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能增大，但內(nèi)能不一定增大，故C錯(cuò)；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減少時(shí)，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(dòng)能減少溫度升高，故D項(xiàng)正確【答案】D【方法總結(jié)】解有關(guān)“內(nèi)能”的題目時(shí)，應(yīng)把握以下幾點(diǎn)：(1)內(nèi)能是一種與分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間相互作用相關(guān)的能量形式，與物體宏觀有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)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(dòng)能的標(biāo)志，與單個(gè)分子的動(dòng)能，以及物體的動(dòng)能無(wú)任何關(guān)系變式訓(xùn)練(雙選)關(guān)于氣體的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是()A某一時(shí)刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B某一時(shí)刻一個(gè)分子速度的大小和方向是偶然的C某一時(shí)刻向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)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(huì)發(fā)生變化解析：選BC.具有某一