《2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 課時(shí)5 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修3-3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 課時(shí)5 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修3-3.doc（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

學(xué)案5　內(nèi)能 [目標(biāo)定位] 1.知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.2.明確分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系.3.理解內(nèi)能的概念及其決定因素. 一、分子動(dòng)能 [問題設(shè)計(jì)] 分子處于永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)中，因而具有動(dòng)能.(1)為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能？(2)物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎？(3)物體做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其分子的平均動(dòng)能會(huì)增大嗎？ 答案　(1)分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但分子是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的，因此各個(gè)分子的動(dòng)能以及一個(gè)分子在不同時(shí)刻的動(dòng)能都不盡相同，所以研究單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能.(2)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(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.所以物體溫度升高時(shí)，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變.(3)分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無關(guān). [要點(diǎn)提煉] 1.溫度的理解 (1)在宏觀上：溫度是物體冷熱程度的標(biāo)志. (2)在微觀上：溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志. 2.分子動(dòng)能的理解 (1)由于分子熱運(yùn)動(dòng)的速率大小不一，因而重要的不是系統(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，即分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能. (2)溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但對(duì)個(gè)別分子沒有意義.同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同. (3)分子的平均動(dòng)能取決于物體的溫度. (4)分子的平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān).(填“有”或“無”). 二、分子勢(shì)能 [問題設(shè)計(jì)] 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子力做功對(duì)應(yīng)什么形式的能量變化呢？ 答案　分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化. [要點(diǎn)提煉] 分子勢(shì)能是由分子間相互位置決定的勢(shì)能，它隨著分子間距離r0的變化而變化，與分子間距離r0的關(guān)系為： (1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，r增大時(shí)，分子力做負(fù)(填“正”或“負(fù)”)功，分子勢(shì)能增大(填“增大”或“減小”). (2)當(dāng)rr0時(shí)，靠近時(shí)引力做正功，Ep減?。籸r0時(shí)，r越小，則分子勢(shì)能Ep越大 C.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小 D.當(dāng)r→∞時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小 解析　當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，r減小時(shí)分子力做正功，分子勢(shì)能減?。划?dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最??；當(dāng)r→∞時(shí)，分子勢(shì)能為零，但不是最小.故正確答案為A、C. 答案　AC 三、內(nèi)能 例3　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 C.A、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 D.A、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 解析　解答本題的關(guān)鍵是對(duì)溫度和內(nèi)能這兩個(gè)概念的理解.溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，故溫度不變時(shí)，內(nèi)能可能變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤.兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不同，分子的平均動(dòng)能相同，但由＝m2知，分子的平均速率可能不同，故D項(xiàng)正確.最易出錯(cuò)的是認(rèn)為有熱量從A傳到B，A的內(nèi)能肯定大，其實(shí)有熱量從A傳到B，只說明A的溫度高，內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢(shì)能這些因素，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度與分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能無關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤.故正確答案為D. 答案　D 1.(分子動(dòng)能)關(guān)于溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A.某物體的溫度為0℃，說明物體中分子的平均動(dòng)能為零 B.溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志 C.溫度較高的物體，其分子平均動(dòng)能較大，則分子的平均速率也較大 D.物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，則物體的溫度越高 答案　B 解析　某物體溫度是0℃，物體中分子的平均動(dòng)能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，由Ek＝mv2.知分子平均速率不一定大，B正確，C錯(cuò)誤；物體內(nèi)分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈，所以物體的溫度不一定高，D錯(cuò)誤. 2.(分子勢(shì)能)分子間距增大時(shí)，分子勢(shì)能將(　　) A.增大 B.減小 C.不變 D.不能確定 答案　D 解析　分子勢(shì)能的變化與分子力做功緊密聯(lián)系；當(dāng)分子力做正功時(shí)，分子勢(shì)能減小；當(dāng)分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能增大. (1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力為引力，將分子間距離增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大. (2)當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep增大；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小.故選項(xiàng)B正確. 6.兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近.在此過程中，下列說法正確的是(　　) A.分子力先增大，后一直減小 B.分子力先做正功，后做負(fù)功 C.分子動(dòng)能先增大，后減小 D.分子勢(shì)能先增大，后減小 E.分子勢(shì)能和分子動(dòng)能之和不變 答案　BCE 解析　兩分子從相距較遠(yuǎn)處僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近的過程中，分子力先表現(xiàn)為分子引力后表現(xiàn)為分子斥力，分子間距離r>r0時(shí)，隨著距離r的減小，分子力先增大后減小，分子間距離rmN>mH，所 以有vH>vN>vO，又因三種氣體的質(zhì)量相同，氫氣的分子總數(shù)最多，由氣體內(nèi)能E內(nèi)＝Nk可知，氫氣內(nèi)能最大. 10.飛機(jī)從地面由靜止起飛，隨后在高空做高速航行.有人說：“在這段時(shí)間內(nèi)，飛機(jī)中乘客的勢(shì)能、動(dòng)能都增大了，他的所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能也都增大了，因此乘客的內(nèi)能增大了.”這種說法對(duì)嗎？為什么？ 答案　見解析 解析　這種說法不對(duì).因?yàn)闄C(jī)械能與內(nèi)能是兩個(gè)不同的概念，與機(jī)械能相關(guān)的是物體宏觀上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其大小因素由物體的質(zhì)量、速度及相對(duì)高度決定，題中乘客的機(jī)械能增加了，但是物體的內(nèi)能是由它的物質(zhì)的量、溫度、體積決定，乘客的體積、物質(zhì)的量不變，也沒有明確溫度怎么變化，所以無法判斷乘客內(nèi)能的變化. 11.(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (3)一杯100 ℃的開水跟一池塘常溫下的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸氣哪個(gè)內(nèi)能多？ 答案　(1)1 kg的80 ℃的水　(2)2 kg的40 ℃的水　(3)一池塘常溫下的水　(4)1 kg的100 ℃的水蒸氣 解析　(1)兩者質(zhì)量一樣，同種物質(zhì)，所以分子數(shù)目一樣，而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均動(dòng)能大，所以1 kg的80 ℃的水的總動(dòng)能比1 kg的40 ℃的水大，若不考慮水的膨脹引起的體積微小變化，則1 kg的80 ℃的水的內(nèi)能多. (2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比較，2 kg的40 ℃的水內(nèi)能多，因?yàn)楹笳叻肿訑?shù)目多. (3)雖然100 ℃的開水的水分子平均動(dòng)能較大，但池塘的水的分子數(shù)比一杯水的分子數(shù)多得多，故一池塘常溫下的水的內(nèi)能比一杯100 ℃的開水的內(nèi)能多. (4)它們的質(zhì)量相等，因而所含分子數(shù)相等，分子的平均動(dòng)能也相同，但100 ℃的水蒸氣分子勢(shì)能比100 ℃的水大，故1 kg的100 ℃的水蒸氣的內(nèi)能比1 kg的100 ℃的水的內(nèi)能多.