魯科版選修33 溫度與內(nèi)能 第1課時(shí) 教案.docx

1.3 溫度與內(nèi)能【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)與技能：1）知道分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能跟溫度有關(guān)，知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。2）知道什么是分子勢(shì)能，知道改變分子間的距離必須克服分子力做功，因而分子勢(shì)能發(fā)生變化，知道分子勢(shì)能跟物體體積有關(guān)。3）知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度和體積有關(guān)。2方法與過程：在分子平均動(dòng)能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。在分子間勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。3情感、態(tài)度和價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生綜合宏觀量來(lái)分析微觀量的方法和能力【重點(diǎn)難點(diǎn)】1教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生掌握三個(gè)概念（分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能、物體內(nèi)能），掌握三個(gè)物理規(guī)律（溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系、分子勢(shì)能與分子之間距離關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系）。2教學(xué)難點(diǎn)；1）區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量三個(gè)物理量2）分子勢(shì)能隨分子間距離變化的勢(shì)能曲線是教學(xué)上的另一難點(diǎn)。【教學(xué)過程】（一）引入新課我們知道做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有機(jī)械能，那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中，也有相應(yīng)的能量變化。另一方面，我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無(wú)規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動(dòng)的能量與大量的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。（二）教學(xué)過程的設(shè)計(jì)1分子動(dòng)能問題情景分析：據(jù)分子動(dòng)理論，組成物體的分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，那么做熱運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能。而物體里分子運(yùn)動(dòng)的速率各不相同，有的大，有的小，所以各個(gè)分子的動(dòng)能并不相同。由于碰撞的結(jié)果，各個(gè)分子的動(dòng)能還會(huì)發(fā)生變化。而在熱現(xiàn)象的研究中，我們所關(guān)心的不是每個(gè)分子的動(dòng)能，而是物體里所有分子的動(dòng)能的平均值。1）分子平均動(dòng)能：物體里所有分子的動(dòng)能的平均值，叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。2）平均動(dòng)能的決定因素：溫度升高，物體分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增加，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大。溫度越低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越小。結(jié)論：溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。2分子勢(shì)能分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能。如果分子間距離約為10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時(shí)彈性勢(shì)能增大是相似的。如圖1中彈簧壓縮，彈性勢(shì)能ep增大。如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時(shí)彈性勢(shì)能增大是相似的。如圖1中彈簧拉伸，ep增大?？偨Y(jié)：分子勢(shì)能的得出：由于重物和地球間存在相互作用力，彈簧與物體間存在相互作用力，由它們的相對(duì)位置決定的能，稱為勢(shì)能。這就是重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能。同樣在分子間存在相互作用力，所以分子間具有它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能！3. 內(nèi)能1.內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)且相互作用著的分子組成的，所以任何物體都具有內(nèi)能。2.內(nèi)能的決定因素：物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積都有關(guān)系，溫度變化時(shí)，分子的動(dòng)能發(fā)生變化，因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化；體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化。物體的內(nèi)能還與物體所含的分子數(shù)有關(guān)。因?yàn)閮?nèi)能是物體所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。3.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，物體可以具有內(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無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，分子之間彼此有相互作用。課上練習(xí)：物體內(nèi)部 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的 能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。把冷水導(dǎo)入熱水中，結(jié)果是熱水變涼了些，冷水變熱了些，這是利用 的方式改變水的內(nèi)能。甲、乙兩種物質(zhì)的比熱之比是1：2，質(zhì)量之比是2：3，它們吸收相同的熱量時(shí)升高的溫度之比是 ，升高相同的溫度時(shí)吸收的熱量之比為 。在質(zhì)量是500克的鋁壺里裝了2千克水，把這壺水從15加熱到100，鋁壺和水總一共吸收了多少熱量？（有關(guān)比熱請(qǐng)查書）（三）課堂小結(jié)1溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對(duì)于個(gè)別分子，溫度是沒有意義的。同一溫度下，不同物質(zhì)的分子平均動(dòng)能都相同，但是由于不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不盡相同，所以分子運(yùn)動(dòng)的平均速度大小不盡相同。2分子勢(shì)能組成物質(zhì)的分子間存在相互作用力，分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這種勢(shì)能叫分子勢(shì)能。影響分子勢(shì)能大小的因素：分子勢(shì)能的大小與分子間的距離有關(guān)，即與物體的體積有關(guān)，分子勢(shì)能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時(shí)分子力做正功還是負(fù)功有關(guān)。勢(shì)能的大小與物體間距離的關(guān)系有一個(gè)共同的規(guī)律：不論是重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、分子勢(shì)能，還是以后要學(xué)習(xí)的電勢(shì)能，當(dāng)它