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1、物理选修选修3-3 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第七章分子动理论分子动理论第五节内能第五节内能知道分子平均动能和温度的含义知道分子平均动能和温度的含义知道分子势能与分子间作用力的关系，知道分子势能的决定因素知道分子势能与分子间作用力的关系，知道分子势能的决定因素理解物体内能的含义理解物体内能的含义1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课时时作作业业课课 前前 预预 习习分子动能和分子势能分子动能和分子势能无规则运动无规则运动 相对位置相对位置 温度温度 体积体积 分子间距离分子间距离 1定义物体中_的热运动动能与
2、_的总和。2决定因素(1)分子总个数由物体_决定。(2)分子热运动的平均动能由_决定。(3)分子势能宏观上与物体的_有关。(4)物体的内能由_、_、_共同决定。3内能的普遍性：因为一切物体都是由不停地做无规则_且相互作用着的分子所组成的，所以任何物体都具有内能。物体的内能物体的内能所有分子所有分子分子势能分子势能物质的量物质的量温度温度体积体积物质的量物质的量温度温度体积体积热运动热运动判一判(1)温度高的物体，分子的平均动能一定大。( )(2)温度升高时，物体的每个分子的动能都将增大。( )(3)分子势能可以为正值、负值、零值。( )(4)一个分子的动能和分子势能的总和叫做该分子的内能。(
3、)(5)当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化。( )(6)温度高的物体一定比温度低的物体内能大。( )选一选(苏州高新区第一中学20172018学年高二期中)下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )A温度是分子动能的标志，动能越大的分子其温度就越高B分子的势能跟物体的体积有关C温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D静止的物体没有内能解析：温度是分子平均动能的标志，是大量的分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，故A错误；分子的势能跟物体的体积有关，故B正确；物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体含有的内能多，更不能说是热量多
4、，故C错误；物体的内能与物体是否静止无关，静止是物体的宏观的运动状态，故D错误。B答案：内能增大解析：解法一原因是：液体变成雾状液沫后，分子之间的距离在r0的基础上变大了，分子势能的总和变大，所以内能增大。解法二原因是：要使液体变成雾状液沫，必须克服分子力做功，外界对液体做功，液体的内能就增加了。在物体分子平均动能不变的情况下，判断物体内能变化时，只考虑分子势能的变化即可。课课 内内 探探 究究探究一分子动能探究一分子动能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。(2)分子在不停息地做无规则运动，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结果，
5、个别分子动能没有意义。2分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计规律。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。存在个别分子动能反而减小的可能，个别分子或几十个，几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。(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，也就是说只要是同一温度下，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质分子的质量不尽相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小一般不相同。特别提醒：温度是分子平均动能的“标志”或者说“量度”，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应。 关于物体的温度
6、与分子动能的关系，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物体温度降低时，每个分子的动能都减小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，则物体的温度越高解题指导：由于分子处在永不停息的无规则运动中，分子的平均动能永远不会为零，温度取决于分子热运动的剧烈程度，与物体宏观有序的运动速度大小无关。C解析：温度是分子平均动能的标志。温度是0，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减
7、少，速率大的分子数目增多，C项正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错。对点训练1一块10的铁与一块10的铝相比，以下说法中正确的是( )A铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等C铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等D以上说法均不正确D探究二分子势能探究二分子势能提示：(1)分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加；(2)分子力为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加；(3)分子势能最小。(1)当分子间的距离rr0时，分子势能随分子间距离的增大而增大。(2)当分子间的距离rr
8、0时，分子势能随分子间距离的减小而增大。(3)当rr0时，分子势能最小，但不为零。特特别别提提醒醒：分分子子势势能能同同重重力力势势能能、弹弹性性势势能能、电电势势能能一一样样，都都是是与与某某种种力力对应又由相对位置决定的能量，且该种力做功等于对应势能的变化。对应又由相对位置决定的能量，且该种力做功等于对应势能的变化。 (多选)用r表示两个分子间的距离，Ep表示两个分子间相互作用的势能，当rr0时，两个分子间引力等于斥力，设两分子间距离很远时，Ep0，则( )A当r0r10r0时，Ep随r的增大而增大B当rr0时，分子力的合力为引力，距离增大时，需要克服分子引力做功，所以分子势能Ep增大；当
9、rr0时，分子力的合力为斥力，距离r减小时，需要克服分子斥力做功，分子势能也要增大。由上述分析可知，从rr0出发，无论增大距离r还是减小距离r，分子势能均增大，所以在rr0处，分子势能最小。由于题中已规定两分子距离很远时，Ep0，所以rr0处一定是Ep0。解析：根据图象可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力。乙分子由a到c一直受引力，随距离减小，分子力做正功，分子速度一直增大，分子势能减小；从c到d分子力是斥力且不断增大，随距离减小分子力做负功，分子势能增大，故在c位置分子势能最小，动能最大。故AC正确，BD错误。故选AC。物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫做物
10、体的内能。你知道物体的内能与哪些因素有关吗？提示：物体的内能与温度、体积、物质的量三方面有关。探究三物体的内能探究三物体的内能1内能的决定因素物体的内能跟物体的温度和体积有关。温度发生变化，分子的平均动能发生变化；物体的体积发生变化，分子势能发生变化。还要注意，物体的内能还与物体所含的分子数有关，因为内能是物体所有分子的动能和分子势能的总和。2内能与机械能的区别和联系项目项目内能内能机械能机械能对应的运动形式对应的运动形式微观分子热运动微观分子热运动宏观物体机械运动宏观物体机械运动能量常见形式能量常见形式分子动能、分子势能分子动能、分子势能物体动能、重力势能或弹性势能物体动能、重力势能或弹性势
11、能能量存在原因能量存在原因由物体内大量分子的热运动和分子间相由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定对位置决定由物体做机械运动和物体形变或被举高由物体做机械运动和物体形变或被举高影响因素影响因素物质的量、物体的温度和体积及物态物质的量、物体的温度和体积及物态物体的机械运动的速度、离地高度物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于或相对于零势能面的高度或弹性形变零势能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特别提醒：(1)热能是内能通俗而不确切的说法，热量是物体在热传递过程中
12、内能转移的多少。(2)物体温度升高，内能不一定增加；温度不变，内能可能改变；温度降低，内能可能增加。 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物体的动能减小时，其温度可能升高解题指导：解有关“内能”的题目时，应把握以下几点：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；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。D解析：内能是大量分子组成的物体具有的，单个分子无内能可言，A项错，物体的内能是物体内
13、所有分子热运动动能和分子势能的总和，由物体的温度、体积决定，与整个物体宏观机械运动的动能和势能无关，物体做加速运动时，其动能增大，但内能不一定增大，故B、C错；当物体运动的动能减少时，其温度可能升高，如物体在粗糙的水平面上滑行，因摩擦生热，动能减少温度升高，故D项正确。对点训练3 (多选)(江苏省苏州高新区一中20172018学年高二下学期期中)下面关于温度和质量都相同的水、冰、水蒸汽的相关说法中正确的是( )A它们的分子平均动能一样大B它们的分子势能一样大C它们的分子数目一样多D它们的内能一样大AC 解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能相等，故A正确；质量都相同的水、冰、水
14、蒸气，它们的体积不同，分子势能不同，水蒸气中分子的距离很大，分子势能可以忽略，故B错误；质量相同、摩尔质量相同，则物质的量也是相同的，故它们的分子数目一样多，故C正确；它们的分子总数相同，则分子的总动能相同，而分子势能不同，所以内能不同，故D错误。素素 养养 提提 升升具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子数目有关、与温度有关、与物体的体积及物态等因素有关，结合能量转化和守恒定律，综合进行分析。(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定。(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定。(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子
15、势能也不变。(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化。比较物体内能的大小和判断物体内能改变的方法比较物体内能的大小和判断物体内能改变的方法 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？解析：乙同学的说法成立。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，但二者并不一定成正比。0的冰变为0的水需吸热，故水的内能大，它们相同的物理量是分子动能，不同的物理量是分子势能，显然水的分子势能大。
