2019高中物理第七章5內(nèi)能教學(xué)案含解析新人教版.docx

5內(nèi)能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能跟溫度的關(guān)系，知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志滲透統(tǒng)計(jì)的方法. 2.知道分子勢(shì)能的概念以及分子勢(shì)能與分子間距離變化的關(guān)系，知道分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)(難點(diǎn)) 3.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度和體積的關(guān)系(重點(diǎn)) 4.能夠區(qū)分內(nèi)能和機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)一分子動(dòng)能1分子動(dòng)能做熱運(yùn)動(dòng)的分子跟運(yùn)動(dòng)的物體一樣也具有動(dòng)能，這就是分子動(dòng)能2分子的平均動(dòng)能熱現(xiàn)象研究的是大量分子運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個(gè)分子的動(dòng)能大小，而是所有分子的動(dòng)能的平均值，叫做分子平均動(dòng)能3溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志思考運(yùn)動(dòng)的鐵球速度越來越大，則鐵分子的平均動(dòng)能越來越大，對(duì)嗎？【提示】不對(duì)鐵球的速度變大，是指其機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度，即其機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能變大，而分子平均動(dòng)能是指分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，與溫度有關(guān)判斷1某種物體的溫度是0 ，說明物體中分子的平均動(dòng)能為零()2物體溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多()3一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變()知識(shí)點(diǎn)二分子勢(shì)能1分子勢(shì)能由于分子間存在著相互作用力，所以分子間也有相互作用的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能2影響分子勢(shì)能大小的因素微觀上，分子勢(shì)能的大小由分子間距離決定；宏觀上，分子勢(shì)能的大小跟物體的體積有關(guān)思考分子勢(shì)能與以前學(xué)過的哪種能量具有相似的特點(diǎn)？【提示】分子勢(shì)能同重力勢(shì)能、電勢(shì)能相似，是由于分子間或物體間、電荷間存在相互作用，又由其相對(duì)位置決定的能量判斷1當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小()2分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能一定減小()3當(dāng)分子間距離為rr0時(shí)，分子力為斥力，這時(shí)減小分子間的距離，分子勢(shì)能增大()知識(shí)點(diǎn)三物體的內(nèi)能1定義物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能2決定因素(1)分子總個(gè)數(shù)由物體物質(zhì)的量決定(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能由溫度決定(3)分子勢(shì)能宏觀上與物體的體積有關(guān)(4)物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定思考0 的冰熔化為0 的水時(shí)，內(nèi)能是否發(fā)生變化？【提示】0 的冰熔化為0 的水，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，但由于冰的體積減小，變成水后分子勢(shì)能發(fā)生變化，故內(nèi)能發(fā)生變化判斷1物體的機(jī)械能可以為零，內(nèi)能也可以為零()2物體的溫度降低體積變大時(shí)，物體的內(nèi)能一定變大()3物體的溫度和體積變化時(shí)，內(nèi)能一般要發(fā)生改變()考點(diǎn)一對(duì)分子動(dòng)能的理解(深化理解)1單個(gè)分子的動(dòng)能(1)物體由大量分子組成，每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子動(dòng)能大小不同并且時(shí)刻在變化(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，個(gè)別分子的動(dòng)能沒有實(shí)際意義2分子的平均動(dòng)能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大個(gè)別分子動(dòng)能可能增大也可能減小，個(gè)別分子甚至幾萬個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小與溫度是沒有關(guān)系的，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的(2)理想氣體的分子平均動(dòng)能大小只由溫度決定，與物質(zhì)種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)、體積無關(guān)，即只要溫度相同，任何分子的平均動(dòng)能都相同由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均速率大小一般不相同【例題1】關(guān)于分子動(dòng)能，正確的說法是()A某種物體的溫度是0 說明物體中分子的平均動(dòng)能為零B物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C物體溫度升高時(shí)速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多D物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，則物體的溫度越高【答案】C【規(guī)律總結(jié)】分子動(dòng)能的理解要點(diǎn)1溫度有統(tǒng)計(jì)的意義，反映的是大量分子平均動(dòng)能的大小，不能反映單個(gè)分子的動(dòng)能大小，同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同2分子平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)【及時(shí)訓(xùn)練】1當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，下列說法中正確的是()A每個(gè)分子的溫度都升高B每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都加劇C每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D物體分子的平均動(dòng)能增大【答案】D2(2015長(zhǎng)沙高二檢測(cè))關(guān)于溫度的概念，下列說法正確的是()A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，則分子平均動(dòng)能越大B溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，則每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大C當(dāng)某物體的內(nèi)能增加時(shí)，則該物體的溫度一定升高D甲物體的溫度比乙物體的溫度高，則甲物體分子平均速率比乙物體分子平均速率大【答案】A 考點(diǎn)二對(duì)分子勢(shì)能的理解(深化理解)1分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系分子間距離rr0rr0rr0分子力等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功分子間距增大時(shí)，分子力做負(fù)功分子間距減小時(shí)，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2.影響因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能的大小與體積有關(guān)(2)微觀上：分子勢(shì)能與分子之間的相對(duì)位置有關(guān)【例題2】(多選)(2014蘭州檢測(cè))如圖752所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示F0為斥力，F(xiàn)0為引力a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小D乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大【答案】BC【規(guī)律總結(jié)】分子勢(shì)能圖象問題的解題技巧1首先要明確分子勢(shì)能、分子力與分子間距離關(guān)系圖象中拐點(diǎn)意義的不同分子勢(shì)能圖象的最低點(diǎn)(最小值)對(duì)應(yīng)的距離是分子平衡距離r0，而分子力圖象的最低點(diǎn)(引力最大值)對(duì)應(yīng)的距離大于r0.分子勢(shì)能圖象與r軸交點(diǎn)的距離小于r0，分子力圖象與r軸交點(diǎn)表示平衡距離r0.2其次要把圖象上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問題【及時(shí)訓(xùn)練】1下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法中，正確的是()A當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而增大B當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大D當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而減小【答案】C2(2013福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是_(選填圖下方的字母)【答案】B考點(diǎn)三對(duì)內(nèi)能的理解(拓展延伸)1內(nèi)能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定(2)從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定2內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別內(nèi)能是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相對(duì)位置所決定的能；機(jī)械能是物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體形變所決定的能物體具有內(nèi)能的同時(shí)又具有機(jī)械能物體的機(jī)械能在一定的條件下可以等于零，但物體的內(nèi)能不可能等于零，這是因?yàn)榻M成物體的分子在永不停息地做著無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，分子之間彼此有相互作用在熱現(xiàn)象的研究中，一般不考慮物體的機(jī)械能3內(nèi)能與熱量的區(qū)別內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能，而熱量是一個(gè)過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量如果沒有熱傳遞，就無所謂熱量，但此時(shí)物體仍有一定的內(nèi)能例如，我們不能說“某物體在某溫度時(shí)具有多少熱量”【例題3】下列敘述正確的是()A分子的動(dòng)能與分子的勢(shì)能之和，叫做這個(gè)分子的內(nèi)能B物體的內(nèi)能由物體的動(dòng)能和勢(shì)能決定C物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)能也一定增大D物體的動(dòng)能減少時(shí)，其溫度可能升高【答案】D【規(guī)律總結(jié)】對(duì)內(nèi)能理解的要點(diǎn)1內(nèi)能是一種與分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間相互作用相關(guān)的能量形式，與物體宏觀有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)；2溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，與單個(gè)分子的動(dòng)能，以及物體的動(dòng)能無任何關(guān)系【及時(shí)訓(xùn)練】1氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的 ()A溫度和體積B體積和壓強(qiáng)C溫度和壓強(qiáng)D壓強(qiáng)和溫度【答案】A2容器中盛有冰水混合物，冰的質(zhì)量和水的質(zhì)量相等且保持不變，則容器內(nèi)()A冰的分子平均動(dòng)能大于水的分子平均動(dòng)能B水的分子平均動(dòng)能大于冰的分子平均動(dòng)能C水的內(nèi)能大于冰的內(nèi)能D冰的內(nèi)能大于水的內(nèi)能【答案】C【學(xué)法指導(dǎo)】?jī)?nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能是對(duì)大量分子而言的，對(duì)單個(gè)分子來說無意義內(nèi)能的大小跟物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量常見的形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)和分子間相對(duì)位置決定由物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)、與地球相對(duì)位置或物體形變決定影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度(或相對(duì)于零勢(shì)能面的高度)或彈性形變是否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化【例題4】關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能的下列說法，正確的是()A機(jī)械能增大的物體，其內(nèi)能一定增大B物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可能增加C物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然會(huì)減小D物體的機(jī)械能不可以為零，內(nèi)能可以為零【答案】B【規(guī)律總結(jié)】對(duì)同一物體，不考慮形變時(shí)，機(jī)械能由其宏觀速度和相對(duì)地面的高度決定；內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)及其分子間距有關(guān)，跟物體整體的宏觀速度和高度無直接關(guān)系【及時(shí)訓(xùn)練】下列說法正確的是 ()A鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大CA、B兩物體接觸時(shí)有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能DA、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同【答案】D【課時(shí)作業(yè)】全員參與基礎(chǔ)練1有關(guān)“溫度”的概念下列說法中正確的是()A溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志C一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高D溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大【答案】B2根據(jù)分子動(dòng)理論，物體分子之間的距離為r0時(shí)，分子所受的斥力和引力相等，以下關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是()A當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，分子具有最大勢(shì)能B當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，分子具有最小勢(shì)能C當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最大值D當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最小值【答案】B3(多選)當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時(shí)，下列說法中正確的是()A兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等B氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能相等D兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率相等【答案】AB4下列說法中正確的是()A物體自由下落時(shí)速度增大，所以物體內(nèi)能也增大B物體的機(jī)械能為零時(shí)內(nèi)能也為零C物體的體積減小溫度不變時(shí)，物體內(nèi)能一定減小D氣體體積增大時(shí)氣體分子勢(shì)能一定增大【答案】D5(多選)下列有關(guān)溫度與分子動(dòng)能、物體內(nèi)能的說法中正確的是()A溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能一定都變大B溫度升高，分子的平均速率一定變大C溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小D溫度降低，物體的內(nèi)能可能增大【答案】BD6(多選)一輛運(yùn)輸瓶裝氧氣的貨車，由于某種原因，司機(jī)緊急剎車，最后停下來，則下列說法正確的是()A汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能增加B汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能減小C汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能不變D汽車機(jī)械能減小，汽車(輪胎)內(nèi)能增加【答案】CD7(多選)設(shè)分子間的相互作用力的合力為零時(shí)的距離為r0，則下列說法正確的是()Arr0時(shí)，Ep隨r增大而減小Drr0時(shí)，Ep隨r增大而增大【答案】AD8如圖753所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)0為斥力，F(xiàn)0為引力a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a移動(dòng)到d的過程中，兩分子間的分子力和分子勢(shì)能同時(shí)都增大的階段是()A從a到bB從b到cC從b至dD從c到d【答案】D超越自我提升練9(多選)把一個(gè)物體豎直下拋，下列哪種情況是在下落的過程中發(fā)生的(不考慮空氣阻力) ()A物體的動(dòng)能增加，分子的平均動(dòng)能也增加B物體的重力勢(shì)能減少，分子勢(shì)能卻增加C物體的機(jī)械能保持不變D物體的內(nèi)能保持不變【答案】CD10甲、乙兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)，它們間的分子力為零，在它們逐漸接近到不能再接近的全過程中，分子力大小的變化和分子勢(shì)能大小的變化情況正確的是()A分子力先增大，后減??；分子勢(shì)能一直減小B分子力先增大，后減小；分子勢(shì)能先減小，后增大C分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢(shì)能先減小，再增大，后又減小D分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢(shì)能先減小，后增大【答案】D11甲、乙兩名同學(xué)對(duì)0 的水和0 的冰進(jìn)行了如下爭(zhēng)論：甲說：“冰和水的溫度相同，所以分子平均動(dòng)能相等質(zhì)量相同時(shí)，冰的體積大，因此冰的分子勢(shì)能大，所以說冰的內(nèi)能大于水的內(nèi)能”乙說：“0的水變成0的冰需要向外界放出熱量，在質(zhì)量相同的情況下，水的內(nèi)能大于冰的內(nèi)能”請(qǐng)你判斷一下甲、乙兩名同學(xué)誰的說法是正確的？【答案】乙同學(xué)的說法是正確的甲同學(xué)認(rèn)為冰的體積大，分子勢(shì)能大，這是錯(cuò)誤的說法(冰的體積大的主要原因在于宏觀的冰晶粒間空隙大)分子勢(shì)能大小與體積有關(guān)，