2017-2018学年高中物理选修3-3教学案(15份) 人教课标版4(精美教案) 联系客服

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第节

.做热运动的分子具有的动能,即为分子动能。

内能

.所有分子动能的平均值叫分子平均动能,温度是分子平均动能的标志。

.分子势能由分子间的相对位置决定,从宏观上看,分子势能与物体的体积有关。

.物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能。

.物体的内能大小由物质的量、物体的温度及物体的体积共同决定。

一、分子动能 .定义

由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能。 .分子的平均动能

所有分子热运动动能的平均值。 .温度的微观意义

温度是分子热运动的平均动能的标志。 二、分子势能

.定义:由分子间的分子力和分子间的相互位置决定的能。 .决定因素

()宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关。 ()微观上:分子势能与分子之间的距离有关。 .分子势能与分子间距离的关系

()当>时,分子力表现为引力,若增大,需克服引力做功,分子势能增大。 ()当<时,分子力表现为斥力,若减小,需克服斥力做功,分子势能增大。 ()当=时,分子力为零,分子势能最小。

三、内能 .定义

物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 .决定因素

物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。

.自主思考——判一判

()温度高则物体的每个分子的动能都大。(×) () ℃的水和 ℃的铜的分子平均动能相同。(√)

()物体的体积增大,分子势能增大,体积减小,分子势能减小。(×) ()物体运动的速度越快,内能越大。(×)

()某种物体的温度是 ℃,说明物体中分子的平均动能为零。(×) ()分子力做正功,分子势能减小。(√) .合作探究——议一议

()在热现象的研究中,为什么研究单个分子的动能没有意义,而是要研究所有分子的动能的平均值?

提示:物体内分子是大量的,各个分子的速度大小不同,因此,每个分子的动能大小不同,并且还在不断地改变。由于热现象是大量分子热运动的结果,因此研究单个分子运动的动能没有意义,而是要研究大量分子运动的平均动能。

()物体做加速运动时,其内能是否一定增大?

提示:不一定。物体的内能是指物体内所有分子的热运动动能和分子势能之和。物体做加速运动对应物体的动能增大,但物体的内能有可能增大、不变或减小。

()为什么说任何物体在任何情况下都有内能?

提示:内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和,由于组成物体的分子永不停息地做无规则运动,所以任何物体的分子都具有动能;分子间有相互作用的引力和斥力,因此分子间还有分子势能,所以说任何物体在任何情况下都有内能。

对温度及分子动能的理解

.单个分子的动能

()分子在永不停息地做无规则热运动,每个分子的动能时刻发生变化。

()热现象是大量分子无规则运动的统计结果,研究单个分子的动能没有实际意义。 .分子的平均动能

()温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,具有统计意义。温度升高,分子的平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,个别分子的动能可能减小,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。

()由于不同物质的分子质量一般不同,所以同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但平均速率一般不同。

.当物体的温度升高时,下列说法中正确的是( ) .每个分子的温度都升高 .每个分子的热运动都加剧 .每个分子的动能都增大 .物体分子的平均动能增大

解析:选 温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子平均动能增加;温度降低,分子平均动能减少;但并不是每个分子的动能都变化,温度是大量分子的统计结果,对少数几个分子谈温度是没有意义的,故对。

.一块 ℃的铁与一块 ℃的铝相比,以下说法中正确的是( ) .铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等 .铁的每个分子动能与铝的每个分子动能相等 .铁分子的平均速率与铝分子的平均速率相等 .以上说法均不正确

解析:选 两物体温度相等,说明它们分子的平均动能相等,因为温度是分子运动平均动能的标志;由于没有说明铁与铝的质量,只有当它们所含分子数目一样时,分子总动能才相等,故错;分子平均动能相等,但对每个分子而言,它运动的速率是变化的,且每个分子的速率都是不同的,有的快也有的慢,所以每个分子的动能相等的说法不正确,故错;虽然分子的平均动能相等,但铁分子、铝分子质量不同,因此分子平均速率不等,所以错。故选。

.关于分子动能,正确的说法是( )

.某种物体的温度是 ℃,说明物体中分子的平均动能为零 .物体温度升高时,每个分子的动能都增大

.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 .物体的运动速度越大,则物体的温度越高

解析:选 温度是分子平均动能的标志,分子在永不停息地做无规则运动,物体中分子的平均动能不可能为零,错误。物体温度降低时,分子平均动能减小,但对于单个分子,

其动能可能减小,也可能增大,故错误;物体温度升高时,分子的平均动能增大,即速率大的分子数增多,速率小的分子数减少,正确;物体运动速度的变化改变的是机械能,与分子的热运动无关,错误。

对分子势能的理解

用图像法分析分子势能的变化

图--

分子势能与距离的关系可用下面框图来表示,用此框图来帮助解题,抓住距离为时,分子势能最小的特点,解题非常简捷。

[典例] (·济南三模)如图--所示,甲分子固定于坐标原点,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中点合外力表现为引力,且为数值最大处,点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是( )

图--

.乙分子在点势能最小 .乙分子在点动能最大 .乙分子在点动能最大 .乙分子在点加速度为零

[解析]乙分子由运动到,分子力表现为引力,分子力做正功,动能增大,分子势能减小,所以乙分子在处分子势能最小,在处动能最大,故、错误,正确;由题图可知,乙在点时受到的分子力最大,所以乙分子在处的加速度最大,故错误。

[答案]