1.4分子动能和分子势能 教学设计 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

1.4分子动能和分子势能一、教学目标1、知道分子的动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。2、知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。3、知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。二、教学重难点重点：掌握三个概念，分子动能、分子势能、物体的内能难点：理解分子势能和随分子间距离变化而变化的规律，能区别内能和机械能三、教学过程（一）复习引入1、分子动理论物体是由大量分子组成的，组成物质的分子在做永不停息的无规则运动。分子间存在相互作用力，引力和斥力同时存在。物体是由大量分子组成的，组成物质的分子在做永不停息的无规则运动。分子由于热运动具有的动能叫做分子动能，对于个别分子，它的速率不断变化，所以个别分子的动能没有研究意义。我们关心的是所有分子动能的平均值，既分子热运动的平均动能。分子动能1、温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大，这使我们明白了温度的微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志。2、宏观上温度是描述物体冷热程度的物理量。3、关于温度是分子热运动的平均动能的标志的理解①温度不能反映个别分子的动能大小，物体处于某一温度时，各个分子的动能不尽相同，离开了大量分子来说，温度是没有意义的。②相同温度下，不同物质分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质分子质量不同，所以它们热运动的平均速率不同。例题1、温度相同的氢气和氧气，它们的分子平均动能相同吗？平均速率呢？答：温度相同，它们分子热运动的平均动能相同。但由于氢气和氧气的分子质量不同，所以它们分子热运动的平均速率不同。（三）分子势能1、地面附近的物体受到重力作用，且重力做功与路径无关，当重力做正功时（下落），重力势能减小，重力做负功时（上升），重力势能增大。重力势能是由物体和地球的相对位置决定的。同理，弹簧和物体组成的系统具有弹性势能，那么分子间也存在相互作用，故分子组成的系统也具有分子势能，且分子势能和分子间相对位置有关。2、A分子固定，B分子从很远处靠近A，（取无穷远处为0势能点）当R大于R0时，分子间作用力表现为引力，分子力和位移的方向相同，分子力做正功，分子势能减小。当R小于R0时，分子间作用力表现为斥力，分子力和位移的方向相反，分子力做负功，分子势能增大。当R等于R0时，分子力为0，分子势能最小。3、分子势能的特点由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．4、分子势能的影响因素(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．四、内能1、物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。2、任何物体都具有内能3、内能的影响因素（1）宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．（2）微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．4、温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少．5、内能和机械能的区别与联系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常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不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6、物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。例题2、1kg100℃的水和1kg100℃的水蒸气，它们的分子平均动能相同吗？哪个内能大呢？答：1kg100℃的水和1kg100℃的水蒸气，它们的分子平均动能（相同），（水蒸气）内能大。例题3、0℃的冰融化成0℃的水，温度不变，分子的平均动能（不变），冰融化成水要吸热，内能（增加）分子势能（增加），冰融化成水体积会减小，分子势能增加说明分子间距离（小于r0）。气体的内能气体分子间作用力可以忽略不计，故分子势能为零，气体内能=分子热运动的动能。气体内能只与质量、温度有关。关于内能的说明：1)、内能是针对大量分子而言的，不存在某个分子的内能的说法2)、内能不可测量，且永不为03)、内能是一个状态量，热量是一个过程量4)、内能和物体的位置高低，运动的速度大小无关。5)、同一个物体温度越高时内能越大。五、板书设计1.4分子动能和分子势能分子动能分子动能：分子由于热运动而具有的动能分子热运动的平均动能：所有分子动能的平均值（大量分子）影响因素:微观-分子热运动的剧烈程度，宏观-温度温度是分子热运动平均动能的标志分子势能F和Ep随r增大的变化：①当r<r0时，斥力减小，分子势能减小②当r＝r0时，分子力为0，分子势能最小③当r>r0时，引力先增大后减小，分子势能增大2、分子势能的特点分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．3、分子势能的影响因素(1)宏观上：跟体积有关．(2)微观上：跟分子间距离r有关，内能1、物体中所有分子的热运动的动能和分子势能