物理选修内能学习教案

1、会计学1物理物理(wl)选修内能选修内能第一页，共21页。F斥力斥力(chl)区区引力引力(ynl)区区无力无力(wl)区区rr0r0r10r0区域图区域图分子间作用力与分子间距离的变化规律分子间作用力与分子间距离的变化规律第1页/共21页第二页，共21页。一、分子动能一、分子动能1定义：分子由于永不停息地做定义：分子由于永不停息地做 而具有而具有(jyu)的能的能EK=-2分子平均动能：所有分子运动动能的分子平均动能：所有分子运动动能的EK= 3温度的微观意义：温度是分子温度的微观意义：温度是分子 热运动热运动 的标志。温度相同，任何的标志。温度相同，任何物质平均动能均相同物质平均动能均相同

2、无规则热运动无规则热运动(yndng)1/2mv2平均值1/2mv12+1/2mv22+1/2mv32+.n平均(pngjn)动能 第2页/共21页第三页，共21页。附近，但总是有小部分速度附近，但总是有小部分速度(sd)(sd)很大的和速度很大的和速度(sd)(sd)很小的很小的第3页/共21页第四页，共21页。二、分子二、分子(fnz)势能势能1定义：定义：由分子由分子(fnz)间的分子间的分子(fnz)力和分子力和分子(fnz)间的间的 _决定的势能决定的势能类比重力势能，弹性类比重力势能，弹性(tnxng)势能的势能的产生产生相对(xingdu)位置2.分子力做功跟分子势能变化的关系:

3、 类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加分子势能增加第4页/共21页第五页，共21页。3.分子分子(fnz)势能与分子势能与分子(fnz)间间距离的关系距离的关系当当rr0rr0时，分子时，分子(fnz)(fnz)力表现为力表现为，若，若r r增增大，大，需需 做功，分子做功，分子(fnz)(fnz)势能势能- -引力(ynl)克服引力增大增大FF当当rr0时，分子力表现为时，分子力表现为，若，若r减小需减小需_做功，分子势能做功，分

4、子势能_斥力克服斥力克服斥力增大增大FF当当rr0时，分子势能时，分子势能 最小第5页/共21页第六页，共21页。无限远时分无限远时分子子(fnz)(fnz)势能势能EP=0EP=0分子势能分子势能(shnng)EP与分子间距离与分子间距离r关系关系曲线曲线特别提醒：当特别提醒：当r=r0r=r0时时, ,分子势能最分子势能最小且小于零小且小于零.EP.EP的正负表示的正负表示(biosh)(biosh)大小大小甲甲乙乙10r0第6页/共21页第七页，共21页。F-r与与EP-r图线联系图线联系(linx)与区与区别别拐点：（图象拐点：（图象(t xin)的最低点引力最大值）对的最低点引力最大

5、值）对应的距离大于应的距离大于r0拐点：图象的最低点拐点：图象的最低点（EP最小值）对应的最小值）对应的距离是分子距离是分子(fnz)平衡平衡距离距离r0图象与图象与r r轴交点轴交点表示表示平衡距离平衡距离r r0 0. .分子力分子力为零为零图象与图象与r r轴交点轴交点表示的距离小于表示的距离小于r r0 0第7页/共21页第八页，共21页。结论结论1 1：分子间距离以：分子间距离以r0r0为数值基准，为数值基准，r r不论不论(bln)(bln)减小减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点是分子势能最低点 rr

6、=r0EpEpEp最小结论结论(jiln)2：从微观的角度分子势能与分子间距离有关从微观的角度分子势能与分子间距离有关(yugun)，从宏观的角度分子势能与物体，从宏观的角度分子势能与物体的体积有关的体积有关(yugun)类比法类比法类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹簧在原长类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能都会增加的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能都会增加第8页/共21页第九页，共21页。分子势能与分子间距离（或物体的体积）有分子势能与分子间距离（或物体的体积）有关，但不能简单关，但不能简单(jindn)的理解为距离越大的理解为距离越

7、大（体积越大）分子势能就越大（体积越大）分子势能就越大;分子间距离越分子间距离越小（体积越小）分子势能就越小小（体积越小）分子势能就越小口诀：看区间，判做功口诀：看区间，判做功(zugng)，求势能求势能注意(zh y)：第9页/共21页第十页，共21页。对物体内能的理解对物体内能的理解:1内能是对大量内能是对大量(dling)分子而言的，对单分子而言的，对单个分子来说无意义个分子来说无意义2.决定因素决定因素(1)微观上，分子的总数、分子的平均动能和微观上，分子的总数、分子的平均动能和分子势能；分子势能；(2)宏观上，物体摩尔数、温度和体积物态宏观上，物体摩尔数、温度和体积物态 E内内=Ek

8、+Ep （决定于（决定于T、V、分子数、分子数N）3.物体的内能跟物体的机械运动状态无关任物体的内能跟物体的机械运动状态无关任何物体都具有内能何物体都具有内能第10页/共21页第十一页，共21页。项目项目内能内能机械能机械能对应的运对应的运动形式动形式 微观微观分子热运动分子热运动 宏观宏观物体机械运动物体机械运动能量常见能量常见形式形式分子动能、分子势能分子动能、分子势能物体动能、重力或弹性势物体动能、重力或弹性势能能能量存在能量存在原因原因由物体内大量分子的由物体内大量分子的无规则热运动和分子无规则热运动和分子间相对位置决定间相对位置决定由物体做机械运动和物体由物体做机械运动和物体形变或与

9、地球的相对位置形变或与地球的相对位置决定决定影响因素影响因素物质的量、物体的温物质的量、物体的温度和体积及物态度和体积及物态物体的机械运动的速度、物体的机械运动的速度、离地高度离地高度(或相对于零势能或相对于零势能面的高度或弹性形变面的高度或弹性形变)是否为零是否为零 永远不能等于零永远不能等于零一定条件下可以等于零一定条件下可以等于零联系联系在一定条件下可以相互转化在一定条件下可以相互转化第11页/共21页第十二页，共21页。【典例【典例1 1】关于分子动能】关于分子动能, ,正确的说法是正确的说法是( )( )A.A.某种物体的温度某种物体的温度(wnd)(wnd)是是00说明物体中分子的

10、平均动说明物体中分子的平均动能为零能为零B.B.物体温度物体温度(wnd)(wnd)升高时升高时, ,所有分子的动能都增大所有分子的动能都增大C.C.同种物体，温度同种物体，温度(wnd)(wnd)高时分子的平均动能一定比温度高时分子的平均动能一定比温度(wnd)(wnd)低时的大低时的大D.D.物体的运动速度越大物体的运动速度越大, ,则物体的分子动能也越大则物体的分子动能也越大C第12页/共21页第十三页，共21页。【典例【典例2 2】：设】：设r rr0r0时分子间的作用力为零，时分子间的作用力为零，则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定的分子靠

11、近的过程的分子靠近的过程(guchng)(guchng)中，下列说法正中，下列说法正确的是确的是( (不考虑其他分子的影响不考虑其他分子的影响)()() )A Ar rr0r0时，分子力做正功，动能不断增大，时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小势能减小B Br rr0r0时，动能最大，势能最小时，动能最大，势能最小C Cr rr0r0时，分子力做负功，动能减小，势能时，分子力做负功，动能减小，势能增大增大D D以上说法都不对以上说法都不对ABC第13页/共21页第十四页，共21页。【典例【典例3 3】. AE第14页/共21页第十五页，共21页。高考真题再现高考真题再现(2010(2010

12、全国高考全国高考)如图为两分子系统的势能如图为两分子系统的势能EpEp与与两分子间距离两分子间距离r r的关系曲线的关系曲线. .下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.当当r r大于大于r1r1时，分子间的作用力表现为引力时，分子间的作用力表现为引力B.B.当当r r小于小于r1r1时，分子间的作用力表现为斥力时，分子间的作用力表现为斥力(chl)(chl)C.C.当当r r等于等于r2r2时，分子间的作用力为零时，分子间的作用力为零D.D.在在r r由由r1r1变到变到r2r2的过程中，分子间的作用力做负功的过程中，分子间的作用力做负功BCr0第15页/共21页第十六页，共21

13、页。( (枣庄高二检测枣庄高二检测) )关于物体关于物体(wt)(wt)的内能，下列叙述的内能，下列叙述中正确的是中正确的是( )( )A.A.温度高的物体温度高的物体(wt)(wt)比温度低的物体比温度低的物体(wt)(wt)内能内能大大B.B.物体物体(wt)(wt)体积增大时，内能也增大体积增大时，内能也增大C.C.内能相同的物体内能相同的物体(wt)(wt)，它们的分子平均动能一，它们的分子平均动能一定相同定相同D.D.内能不相同的物体内能不相同的物体(wt)(wt)，它们的分子平均动能，它们的分子平均动能可能相同可能相同D第16页/共21页第十七页，共21页。质量相等的氢气质量相等的

14、氢气(qn q)(qn q)和氧气，温度相同和氧气，温度相同, ,不考虑分不考虑分子间的势能子间的势能, ,则则:( ):( )A.A.氧气的内能较大氧气的内能较大; ; B.B.氢气氢气(qn q)(qn q)的内能较大的内能较大; ; C.C.两者内能相等两者内能相等; ;D.D.氢气氢气(qn q)(qn q)分子的平均动能较大分子的平均动能较大. .B第17页/共21页第十八页，共21页。 物体(wt)的内能分子因热运动(yndng)而具有的能量同温度(wnd)下各分子的分子动能K 不同分子动能的平均值仅和温度有关分子动能的平均值仅和温度有关分子分子动能动能分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量 rr0时,rP;0时,rP。0时，P最低分子势能物体内所有分子的K 和P 总和物体的内能与物质的量，温度和体积有关物体内能课堂小结课堂小结第18页/共21页第十九页，共21页。注意注意(zh y