2017届高中物理第一章分子动理论第五讲物体的内能教案粤教版选修.docx

第五讲物体的内能目标定位1.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.知道什么是分子势能，分子势能随分子距离变化的关系.理解分子势能与物体的体积有关.3.知道什么是内能，知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关.4.知道理想气体微观模型，知道理想气体的内能只跟温度有关，跟体积无关. 一、分子的动能温度1.分子的动能：由于物体内部的分子永不停息地做无规则运动而具有的能.2.分子的平均动能：物体内所有分子的动能的平均值.3.温度的微观意义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志.二、分子势能1.定义：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能.2.分子势能的决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关.(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关.三、物体的内能1.定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能.2.决定因素：物体所含的分子总数由物质的量决定，分子的热运动平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响.3.理想气体微观模型：在一般情况下，我们可以把气体分子看作没有相互作用的质点.4.理想气体的内能只跟温度有关，温度越高，理想气体的内能越大.想一想在高空中高速飞行的飞机中的物体，内能一定大吗？答案不一定.内能包括分子动能和分子势能，分子动能决定于温度，分子势能决定于体积，物体的内能与机械能是完全不同的概念.物体速度大，高度大，只是机械能大，内能不一定大.物体的内能跟物体的机械运动状态无关.一、对分子动能的理解1.单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义.2.分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的客观表现，具有统计意义，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大、有的分子动能甚至还减小，个别分子的动能大小与温度没有关系，但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加.(2)分子的平均动能只由温度决定，与物质种类、质量、压强、体积无关，只要温度相同，分子的平均动能都相等，由于不同物质的分子质量不同，所以同一温度下，不同物质的分子运动的平均速率大小一般不同.3.温度的意义(1)宏观：描述物体的冷热程度.(2)微观：分子平均动能的标志.例1下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A.某物体的温度是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.物体温度升高时分子平均动能增加D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案C解析某物体温度是0，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动，A错误；当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，B错，C对；物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定高，D错.借题发挥(1)虽然温度是分子平均动能的标志，但是零度(0)时物体中分子的平均动能却不为零.(2)物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度是完全不同的两个概念.针对训练1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AB解析因温度是分子平均动能的标志，所以选项A正确；因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且mH2r0时，分子力表现为引力.当r增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大.(3)当rr0时，靠近时引力做正功，Ep减小；rr0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小B.在rr0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确；在rr0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大.(2)当rr0时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小.经以上分析可知本题D选项正确.5.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能Ep的说法中，正确的是()A.F不断减小，Ep不断减小B.F先增大后减小，Ep不断增大C.F不断增大，Ep先减小后增大D.F、Ep都是先减小后增大答案B解析分子间距rr0时，分子力F0；随r的增大，分子力表现为引力，F0；当r10r0时，F0，所以F先增大后减小.在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确.6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示.图中分子势能的最小值为E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是()图1A.乙分子在P点(xx2)时，加速度最大B.乙分子在P点(xx2)时，其动能为E0C.乙分子在Q点(xx1)时，处于平衡状态D.乙分子的运动范围为xx1答案BD解析分子势能最小时，分子处于平衡位置，所以P点是分子的平衡位置.乙分子在P点的加速度为零，故选项A、C错误，选项B正确；由于两分子所具有的总能量为零，而Q点的分子势能为零，故选项D正确.7.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.分子力先增大，后一直减小B.分子力先做负功，后做正功C.分子动能先增大，后减小D.分子势能先增大，后减小E.分子势能和动能之和不变答案CE8.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.(填选图下方的字母)答案B解析当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大；当rr0时，分子力为零，此时分子势能最小.故选项B正确.题组三物体的内能与机械能9.关于内能和机械能，下列说法正确的是()A.物体的机械能损失时，内能却可能增加B.物体的内能损失时，机械能必然会减小C.物体内能为零时，机械能可以不为零D.物体的机械能为零时，内能可以不为零答案AD解析在空中下降的物体由于克服空气阻力做功，机械能损失，因摩擦物体的温度升高，内能增加，A正确；物体静止时，温度降低，内能减少，而机械能可能不变，B错；分子运动永不停息而且分子间有相互作用，内能不可能为零，但机械能可以为零，C错、D正确.10.关于物体的内能，下列叙述中正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体的体积增大时，内能也增大C.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案D解析温度高的物体与温度低的物体相比较，温度低的物体的分子平均动能小，但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小，即物体的内能不一定小，A错；物体的体积增大时，分子间的距离增大，分子势能发生变化，但不能确定分子势能是增大还是减小.即使分子势能增大，而分子的平均动能不能确定是否变化，也不能说明内能增大，B错；内能相同的物体是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同，而它们的分子平均动能却不一定相同，C错；内能不同的物体，它们的温度却可能相同，即它们的分子平均动能可能相同，D正确.11.关于物体的内能，下列说法中正确的是()A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大C.一定质量的0的水结成0的冰，内能一定减少D.相同质量的两个同种物体，