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1、高中物理新人教版 选修-2系列课件第二节 物体的内能第一章分子理论 内能教学目的 知识与能力 （1）知道分子的动能，分子的平均动能，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。 （4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知 道两者的区别。 （）在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分 子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五 个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温 度与分子平均动能关系，分子势
2、能与分子间距离关系，做 功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重 培养学生对物理概念和规律的理解能力。 学方法的教育： 在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在 分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都 要渗透归纳推理方法。 重点、难点分析 1教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势 能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能 关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系） 。 2区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点； 分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点 。 三、教 具 1压缩气体做功，气体内能增加的演示
3、实验： 圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。 2幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化 的曲线。一. 物体的内能 例1 、2 3 03年江苏高考3 二. 改变物体内能的两种方式 例4 三.热力学第一定律 例5、6 四. 热力学第二定律： 五. 能量守恒定律 热功当量的测定例7 、 8 、 9 、 04年高考题选 江苏2 、 江苏5、 湖南16 、广东4、 天津15、北京理综15、广西2、 广西4、 04年全国理综16、 全国理综17 、 2005年广东卷4 、 2005年江苏高考7 、 2005年江苏高考9 、 2005年理综全国卷/16 2005年广东卷13(2)物体的内能一. 物体的内能
4、 1.分子的动能 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能 温度升高，分子热运动的平均动能越大 温度越低，分子热运动的平均动能越小 温度是物体分子热运动的平均动能的标志 2.分子势能-由分子间的相互作用和相对位置决 定的能量叫分子势能. 分子力做正功，分子势能减少， 分子力做负功，分子势能增加。 在平衡位置时(r=r0),分子势能最小. 分子势能的大小跟物体的体积有关系3.物体的内能 体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加；所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系：由于分子热运动的平均动能跟温度有关系， 分子势能跟体积有关系，物
5、体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能此外,还跟物体的质量和物态有关。返回注意：做功和热传递对改变物体的内能 是等效的但是在本质上有区别: 做功是其它形式的能与内能相互转化的过程, 热传递是物体间内能转移的过程.能够改变物体内能的物理过程有两种： 做功和热传递2.热传递也做功可以改变物体的内能1.做功可以改变物体的内能返回二.改变物体内能的两种方式三.热力学第一定律在一般情况下，如果物体跟外界同时发生 做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做 的功W加上物体从外界吸收的热量Q，等于物 体内能的增加U，即 U = W + Q 上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量 关系，在
6、物理学中叫做热力学第一定律 符号规则： 内能增加， U0；内能减少， U 0 外界对物体做功W 0；物体对外界做功W 0 物体从外界吸热 Q0；物体向外界放热Q 0返回热量总是从高温物体传到低温物体，但是 不可能自动从低温物体传递到高温物体，而不 引起其它变化。（这是按照热传导的方向性来表述的。 ）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来 做功，而不引起其它变化。机械能可以全部转 化为内能，内能却不可能全部转化为机械能,而 不引起其它变化。 （这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的。） 第二类永动机是不可能制成的。 四. 热力学第二定律：五. 能量守恒定律功是能量转化的量度 热力学第一定律
7、表示，做功和热传递提供给 一个物体多少能量，物体的内能就增加多少 ，能量在转化或转移中守恒能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体这就是能量守恒定律返回1. 下列说法正确的是: ( )A.温度是分子内能大小的标志B.物体吸热温度一定升高C.物体不吸热温度也可升高D.温度高的物体具有较多的热量C2.比较100C 时, 18g的水、18g的水蒸气和 32g氧气可知 （ ） (A) 分子数相同,分子的平均动能也相同 (B) 分子数相同,内能也相同 (C) 分子数相同,分子的平均动能不相同 (D) 分子数不同,内能也不相同A返回c.分子间的势能变
8、化的情况是 先 ，后 .3.两个分子之间的距离由rr0开始向外移动，直至相距无限远的过程中：减小增加减小正负减少增加b.分子力做功的情况是 先做 功，后做 功 ；a.分子力的大小变化的情况是先 ，后 ， 再 ；返回如图，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 子间距离的关系如图中曲线所示，F 0为斥力，F Q2点拨：整个过程的内能不变， E = 0 由热力学第一定律 E=W总+Q总=0 Q总= - W总 Q1Q2=W2W1A返回如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理
9、想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程（ ）A EP全部转换为气体的内能B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能04年全国理综17理想 气体D返回05年广东卷4封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体 积不变,当温度升高时,以下说法正确的是: ( )A. 气体的密度增大
10、B. 气体的压强增大C. 气体分子的平均动能减小D. 每秒撞击单位面积器壁的分子数增多B D返回7.下列关于分子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2005年江苏高考7C提示:在平衡位置时,分子势能最小.返回9.分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一定 质量的理想气体，其初始状态表示为(p0
11、、V0、T0),若 分别经历如下两种变化过程： 从(p0、V0、T0)变为(p1、V1、T1)的过程中,温度保持不变(T1 =T0) 从(p0、V0、T0)变为(p2、V2、T2)的过程中,既不吸热,也不放热 在上述两种变化过程中,如果V1 =V2V0 ,则 （ ） A. p1 p2, T1 T2 B. p1 p2, T1 T2 2005年江苏高考9A解:在中,由热一律, E=W+Q Q=0 WT2 由气态方程 p1V1/T1=p2V2/T2 V1 =V2 T1 T2 p1 p2返回05年理综全国卷/16 16.对于一定量的气体,可能发生的过程是 ( )A.等压压缩,温度降低 B.等温吸热,体
12、积不变C.放出热量,内能增加 D.绝热压缩,内能不变解:由PV/T=C P不变, V减小,T也减小, A正确.由E=Q+W, T不变, E=0,Q0,则W Q 0, 则E0, C正确.由E=Q+W, Q=0, V减小, W0, 则E0, D错. A C返回13（2）热力学第二定律常见的表述有两种： 第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物 体，而不引起其它变化。 第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部 用来做功，而不引起其它变化。 如图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的 示意图：外界对致冷机做功，使热量从低温物体传递 到高温物体。请你根据 第二种表述完成示意图 （b）。
13、根据你的理解， 热力学第二定律的实质是。05年广东卷13(2)高温物体致冷机低温物体Q1Q2W（a）高温物体热机低温物体（b）Q1Q2W一切与热现象有关的宏 观过程都具有方向性。返回这个实验的装置如图所示：隔热的量热器里装着水，重 物P和重物P下落时，插在量热器中的轴开始转动，轴 上的叶片就带动周围的水跟它们一起转动起来量热器 内壁上也安装着叶片，它们的作用是阻碍水的运动，增 大摩擦量热器中的水受到转动叶片的搅拌，温度上升 由重物的质量和下降的距离可以算出叶片所做的机械 功，由水和量热器的质量、比热容、升高的温度可以算 出得到的热量多次实验的结果证明，在没有热传递的 情况下，消耗的机械功跟产生
14、的热量总是成正比的，而 且两者的比值是个定值这个比值叫热功当量，用J表 示 J4.2/cal也就是1cal4.2J，1J0.24cal现在，国际上规定，热量的单位和功、能的单位，统一 用焦耳热功当量的测定-焦耳返回介绍吕叔湘中学(原丹阳市高级中学)首批高级教师庞留根结合多年的教学经验和近两年高考复习的 教学实践,编制了该课件集内容新颖翔实,知识覆盖面广,包括高中物理的全部内容,共有100个课件,计3000多幅 powerPoint动画,大小约45M.另外附有近10年全国各地的高考试题计47个文件, 大小约24M。该课件集结构体系合理，融教学性、资料性和实用性于一体，既有第一轮复习的全套内容,又有 第二轮复习的内容(专题复习课件26个)，为教师的高考复习提供很多方便。既可作为高考复习 的教案，又可作为教师的资料库和题库。大部分课件设置有超链接，操作使用非常方便，可以 增大课堂教学容量，提高课堂教学质量。若将课件以讲义的形式打印出来，使用更加方便。该课件集密切联系高考复习的实际，紧扣近年高考大纲，选用两千多个典型例题和近年的高考 试题，均有分步详解或关键性的点拨，对高考复习有很强的针对性和很好的指导作用，部分内 容也可供高一、高二基础年级教学时选用。课件集的部分内容发布在吕叔湘中学网站（http:/ 庞留根电话： 13952831836Email：
