2019高中物理第七章5内能教学案（含解析）新人教版.docx

5内能学习目标1.知道分子热运动的动能跟温度的关系，知道温度是分子热运动平均动能的标志渗透统计的方法. 2.知道分子势能的概念以及分子势能与分子间距离变化的关系，知道分子势能与物体体积有关(难点) 3.知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积的关系(重点) 4.能够区分内能和机械能知识点一分子动能1分子动能做热运动的分子跟运动的物体一样也具有动能，这就是分子动能2分子的平均动能热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，叫做分子平均动能3温度的微观解释温度是物体分子热运动平均动能的标志思考运动的铁球速度越来越大，则铁分子的平均动能越来越大，对吗？【提示】不对铁球的速度变大，是指其机械运动的速度，即其机械运动的动能变大，而分子平均动能是指分子热运动的动能，与温度有关判断1某种物体的温度是0 ，说明物体中分子的平均动能为零()2物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多()3一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变()知识点二分子势能1分子势能由于分子间存在着相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能，这就是分子势能2影响分子势能大小的因素微观上，分子势能的大小由分子间距离决定；宏观上，分子势能的大小跟物体的体积有关思考分子势能与以前学过的哪种能量具有相似的特点？【提示】分子势能同重力势能、电势能相似，是由于分子间或物体间、电荷间存在相互作用，又由其相对位置决定的能量判断1当分子间的距离为r0时，分子势能最小()2分子力做负功时，分子势能一定减小()3当分子间距离为rr0时，分子力为斥力，这时减小分子间的距离，分子势能增大()知识点三物体的内能1定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能2决定因素(1)分子总个数由物体物质的量决定(2)分子热运动的平均动能由温度决定(3)分子势能宏观上与物体的体积有关(4)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定思考0 的冰熔化为0 的水时，内能是否发生变化？【提示】0 的冰熔化为0 的水，温度不变，分子的平均动能不变，但由于冰的体积减小，变成水后分子势能发生变化，故内能发生变化判断1物体的机械能可以为零，内能也可以为零()2物体的温度降低体积变大时，物体的内能一定变大()3物体的温度和体积变化时，内能一般要发生改变()考点一对分子动能的理解(深化理解)1单个分子的动能(1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子动能大小不同并且时刻在变化(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义2分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义温度升高，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的(2)理想气体的分子平均动能大小只由温度决定，与物质种类、质量、压强、体积无关，即只要温度相同，任何分子的平均动能都相同由于不同物质的分子质量不尽相同，所以同一温度下，不同物质的分子运动平均速率大小一般不相同【例题1】关于分子动能，正确的说法是()A某种物体的温度是0 说明物体中分子的平均动能为零B物体温度升高时，每个分子的动能都增大C物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D物体的运动速度越大，则物体的温度越高【答案】C【规律总结】分子动能的理解要点1温度有统计的意义，反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映单个分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同2分子平均动能与宏观上物体的运动速度无关【及时训练】1当物体的温度升高时，下列说法中正确的是()A每个分子的温度都升高B每个分子的热运动都加剧C每个分子的动能都增大D物体分子的平均动能增大【答案】D2(2015长沙高二检测)关于温度的概念，下列说法正确的是()A温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子平均动能越大B温度是分子平均动能的标志，温度升高，则每一个分子的动能都增大C当某物体的内能增加时，则该物体的温度一定升高D甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大【答案】A 考点二对分子势能的理解(深化理解)1分子势能与分子间距离的关系分子间距离rr0rr0rr0分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子间距增大时，分子力做负功分子间距减小时，分子力做负功分子势能最小随分子间距的增大而增大随分子间距的减小而增大2.影响因素(1)宏观上：分子势能的大小与体积有关(2)微观上：分子势能与分子之间的相对位置有关【例题2】(多选)(2014兰州检测)如图752所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示F0为斥力，F0为引力a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现把乙分子从a处由静止释放，则()A乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小D乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大【答案】BC【规律总结】分子势能图象问题的解题技巧1首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点意义的不同分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，而分子力图象的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0.分子势能图象与r轴交点的距离小于r0，分子力图象与r轴交点表示平衡距离r0.2其次要把图象上的信息转化为分子间距离，再求解其他问题【及时训练】1下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是()A当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小【答案】C2(2013福建高考)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是_(选填图下方的字母)【答案】B考点三对内能的理解(拓展延伸)1内能的决定因素(1)从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定(2)从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定2内能与机械能的区别内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能；机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能物体具有内能的同时又具有机械能物体的机械能在一定的条件下可以等于零，但物体的内能不可能等于零，这是因为组成物体的分子在永不停息地做着无规则的热运动，分子之间彼此有相互作用在热现象的研究中，一般不考虑物体的机械能3内能与热量的区别内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量如果没有热传递，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能例如，我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”【例题3】下列叙述正确的是()A分子的动能与分子的势能之和，叫做这个分子的内能B物体的内能由物体的动能和势能决定C物体做加速运动时，其内能也一定增大D物体的动能减少时，其温度可能升高【答案】D【规律总结】对内能理解的要点1内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态；2温度是分子平均动能的标志，与单个分子的动能，以及物体的动能无任何关系【及时训练】1气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 ()A温度和体积B体积和压强C温度和压强D压强和温度【答案】A2容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则容器内()A冰的分子平均动能大于水的分子平均动能B水的分子平均动能大于冰的分子平均动能C水的内能大于冰的内能D冰的内能大于水的内能【答案】C【学法指导】内能与机械能的区别与联系内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义内能的大小跟物体的机械运动状态无关.内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动能量常见的形式分子动能、分子势能物体的动能、重力势能或弹性势能能量存在的原因由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定影响因素物质的量、物体的温度和体积物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变是否为零永远不能等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化【例题4】关于内能和机械能的下列说法，正确的是()A机械能增大的物体，其内能一定增大B物体的机械能损失时，内能却可能增加C物体的内能损失时，机械能必然会减小D物体的机械能不可以为零，内能可以为零【答案】B【规律总结】对同一物体，不考虑形变时，机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定；内能则与其内部分子的无规则运动及其分子间距有关，跟物体整体的宏观速度和高度无直接关系【及时训练】下列说法正确的是 ()A铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大CA、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能DA、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同【答案】D【课时作业】全员参与基础练1有关“温度”的概念下列说法中正确的是()A温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B温度是分子平均动能的标志C一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D温度升高时物体的每个分子的动能都将增大【答案】B2根据分子动理论，物体分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是()A当分子间的距离为r0时，分子具有最大势能B当分子间的距离为r0时，分子具有最小势能C当分子间的距离为r0时，引力和斥力都是最大值D当分子间的距离为r0时，引力和斥力都是最小值【答案】B3(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A两种气体分子的平均动能相等B氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C两种气体分子热运动的总动能相等D两种气体分子热运动的平均速率相等【答案】AB4下列说法中正确的是()A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B物体的机械能为零时内能也为零C物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小D气体体积增大时气体分子势能一定增大【答案】D5(多选)下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是()A温度升高，每个分子的动能一定都变大B温度升高，分子的平均速率一定变大C温度降低，物体的内能必然变小D温度降低，物体的内能可能增大【答案】BD6(多选)一辆运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法正确的是()A汽车机械能减小，氧气内能增加B汽车机械能减小，氧气内能减小C汽车机械能减小，氧气内能不变D汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增加【答案】CD7(多选)设分子间的相互作用力的合力为零时的距离为r0，则下列说法正确的是()Arr0时，Ep随r增大而减小Drr0时，Ep随r增大而增大【答案】AD8如图753所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()A从a到bB从b到cC从b至dD从c到d【答案】D超越自我提升练9(多选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力) ()A物体的动能增加，分子的平均动能也增加B物体的重力势能减少，分子势能却增加C物体的机械能保持不变D物体的内能保持不变【答案】CD10甲、乙两个分子相距较远，它们间的分子力为零，在它们逐渐接近到不能再接近的全过程中，分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是()A分子力先增大，后减小；分子势能一直减小B分子力先增大，后减小；分子势能先减小，后增大C分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，再增大，后又减小D分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，后增大【答案】D11甲、乙两名同学对0 的水和0 的冰进行了如下争论：甲说：“冰和水的温度相同，所以分子平均动能相等质量相同时，冰的体积大，因此冰的分子势能大，所以说冰的内能大于水的内能”乙说：“0的水变成0的冰需要向外界放出热量，在质量相同的情况下，水的内能大于冰的内能”请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的？【答案】乙同学的说法是正确的甲同学认为冰的体积大，分子势能大，这是错误的说法(冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大)分子势能大小与体积有关，