2020金版教程物理选修3-3第七章第5节

1、第5节内能核心素养定位1知道什么是分子动能，知道温度是分子热运动平均动能的标志。2知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离和物体体积的关系。3.知道什么是内能，知道决定物体内能大小的因素。01课前自主学习一、分子动能1. 定义：分子由于 永不停息地做无规则运动而具有的能。2. 分子热运动的平均动能：所有 一分子的热运动的动能的 平均值。3. 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1. 定义：分子间由于存在分子力,因此分子组成的系统具有由分子间的 相互位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。2. 分子势能的决定因素(1) 微观上：分子势能与分子之间的 距离有关。宏观上

2、：分子势能的大小与物体的04体积有关。三、内能1.定义：物体中所有分子的热运动_动能与分子势能的总和。2.决定因素(1) 分子热运动的平均动能由_温度决定(2) 分子的势能与物体的!体积有关。(3) 物体的内能由 物质的量、 温度、 体积共同决定。判一判(1) 温度高的物体，分子的平均动能一定大。()(2) 分子势能可以为正值、负值、零值。()(3) 物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大。()提示：(1)2 V (3)x02课堂探究评价 KETANGTANJIUPLMGJIA课堂任务囚对分子动能的理解1. 单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，

3、就 是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。2. 分子热运动的平均动能(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，有意义的是物体内所有分子热 运动的平均动能。(2) 温度是分子热运动的平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度 下，各种物质分子热运动的平均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相特别提醒同，因此相同温度时不同物质分子热运动的平均速率不一定相同物体温度升高，分子热运动加剧。分子热运动的平均动能 增大，但并不是每一个分子的动能都变大例1当物体的温度升高时，下列说法中正确的是 ()A .每个分子的温度都升高B .每个分子的热运动都加剧C 每个分子的

4、动能都增大D 物体分子的平均动能增大规范解答温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大 温度对单个分子无意义。物体的温度升高，分子运动加剧，分子的平均动能增大，但不否认某些分子动能 减小，故答案选D。完美答案D41律盍按1分子动能与温度的关系温度是分子热运动的平均动能的标志。温度是 0 C，物体中分子热运动的平 均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止；温度降低时分子热运动的平均 动能减小，但并非每个分子动能都减小；物体温度升高时，分子热运动的平均动 能增大，分子热运动的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数 目增多。变式训练1关于分子动能，下列说法正确的是()A 某

5、种物体的温度是0C,说明物体中分子热运动的平均动能为零B 物体温度升高时，每个分子的动能都增大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，则物体的温度越高答案 C解析某种物体温度是0 C,物体中分子热运动的平均动能并不为零，因为 分子在永不停息地运动，从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动 的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度 下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，分子热运动激烈，分 子热运动的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大；物体的运动速度越 大，说明物体的动能越大，这并不能代表物体

6、内部分子的热运动，贝U物体的温度 不一定高，故C正确。课堂任务W对分子势能的理解1. 分子势能与分子间距离有关分子势能的大小随分子间距离的变化规律，在平衡位置(r= ro)两侧是有所不同的：(1) 当rro时，分子力表现为引力，随着r的增加，需不断克服分子引力做功， 分子势能增大；(2) 当rro时，分子力表现为斥力，随着r的减小，需不断克服分子斥力做功， 分子势能增大；当r = ro时，分子力为零，分子势能为最小值。分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧，弹簧在原长的基础上无论拉伸还 是压缩，势能都会增大分子势能曲线如图所示，规定：无穷远(r s )处，分子势能为零。从曲线上 可看出，当rro

7、时，曲线比较缓，这是因为分子间的引力随分子间距离的增大而变化得慢，分子势能的增加也就慢。2. 分子势能与物体的体积有关物体的体积发生变化时，分子间的相对位置也发生变化，因而分子势能也随 着发生变化。由于物体分子间距变化的宏观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能 变化对应于宏观的物体体积变化。例如，同样是物体体积增大，有时体现为分子 势能增大(在rro范围内)，有时体现为分子势能减小(在r0为 斥力，Fro时，分子力表现为引力，距离增大，分子力先增A、B错误大后减小，最后减小为零。分子力一直做负功，分子势能一直增大， 当分子间距rvro时，分子力表现为斥力，距离减小，分子力增大。分子力一直

8、做负功，分子势能一直增大，C正确，D错误。6. （物体的内能）（多选）关于物体的内能，下述说法中正确的是（）A .物体的内能只与物体内分子的动能有关B .物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能C. 一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化D .一个物体内能的多少与它的机械能多少无关答案 BD解析 根据内能的定义，内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和， A 错误，B正确。机械能变化时，内能不一定变化，二者没有必然联系，因而 C错 误，D正确。7. （综合）下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是 （）A .物体的温度越高，所含热量越多B .物体的内能越大，所含热

9、量越多C.物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大D .物体的动能越大，其内能越大答案 C解析 分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，分子热运动的平均动 能越大，内能由物质的量、温度和体积共同决定，并且内能是状态量，而热量是 过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量。故A、B错误,C正确。内能的大小与物体的动能无关， D错误。8. （分子势能）分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中 表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在ro处，分子势能最小，试说明理由。图中分子势能为零的点选在什么位置，在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于

10、零，对吗？(3)如果选两个分子相距 r0 时分子势能为零，分子势能有什么特点？ 答案 见解析解析(1)如果分子间作用力的合力为零，此距离为 ro。当分子间距离小于ro 时，分子间的作用力表现为斥力， 要减小分子间的距离必须克服斥力做功， 因此， 分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于 ro时，分子间的相互 作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分 子间的距离增大而增大。从以上两种情况综合分析，分子间距离以 ro为数值基准，分子间距离不论减 小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。(2) 由图可知，分子势能为零的点选在了两个

11、分子相距无穷远的位置。因为分 子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可 以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的。(3) 因为分子在平衡位置处是分子势能最低点， 显然，选两个分子相距ro时分 子势能为零，其他位置分子势能将大于零。B 组：等级性水平训练9(温度、分子动能、内能 )下列说法中正确的是 ()A 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大D .物体温度不变，其内能一定不变答案 B解析 温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大， 反之，则其分子平均动能减小，故

12、A 错误， B 正确。物体的内能是物体内所有分 子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和物质的量，故 C、 D 错误。1o.(综合)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是 ()A .分子力先增大，后一直减小B .分子力先做正功，后做负功C.分子动能先增大，后减小D .分子势能先增大，后减小E.分子势能和动能之和不变答案 BCE解析 分子力F与分子间距r的关系是：当rro时F为引力。综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中 分子力是先变大再变小后又变大，A错误。分子间距离减小的过程中，分子力为 引力时做正功，分子势

13、能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B正确，D错误。因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即 分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E正确。11. （内能）关于物体的内能，以下说法正确的是（）A 箱子运动的速度减小，其内能也减小B 篮球的容积不变，内部气体的温度降低，贝U内部气体的内能将减小C 物体的温度和体积均发生变化，其内能将一定变化D 对于一些特殊的物体，可以没有内能答案 B解析 物体的内能与物体的机械运动无关，故 A错误。当气体的体积不变而 温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故 B正确。物体

14、的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能 都发生变化，其内能可能不变，故 C错误。任何物体都有内能，故 D错误。12. （综合）（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点 O,乙分子沿x轴运动， 两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示。 图中分子势能的 最小值为一Eo。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是（ ）A .乙分子在P点（x=X2）时，加速度最大B .乙分子在P点（x=X2）时，其动能为EoC.乙分子在Q点（x=xi）时，处于平衡状态D 乙分子的运动范围为xxi答案 BD解析 当分子间距离为ro时，分子势能最小，即x2= ro，故在P点分子力为 零，加速度为零，由于分子所具有的总能量为 0，势能为一Eo时，动能为Eo，A、C错误，B正确；又由于动能不可能为负值，故势能最大为零，D正确。13. （综合）（多选）设r二ro时分子间作用力为零，则在一个分子从远处以某一 动能向另一个分子靠近的过程中，下列说法中正确的是 （）A . rro时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小B. r = ro时，动能最大，势能最小C. rro时分子间的作用力为引力，分子力做正功，动能不断增大，分子 势能减小，A正确；rro），分子力做负功，分子势能增大，D错误；只有分子 力做功，分子动能和分子势能之和守恒，