二、物体的内能 (6)

1、物体的内能课标定位学习目标：1.知道分子的动能、分子的平均动能及温度是分子平均动能大小的标志2知道分子的势能跟物体的体积有关，分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律3知道什么是物体的内能，物体的内能与哪些宏观量有关，能区别物体的内能和机械能重点：使学生掌握三个概念(分子平均动能、分子势能、物体内能)，掌握二个物理规律(温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离的关系、热传递与功的关系)难点：分子势能随分子间距离变化的势能曲线课前自主学案一、物体的内能1分子的动能温度(1)分子动能：做无规则运动的分子具有动能，各个分子动能_；每个分子在不同时刻动能也_(2)平均动能：物体内所有分子的动能的

2、_(3)温度与平均动能的关系温度越高，分子热运动的平均动能_，温度越低，分子热运动的平均动能_温度是物体分子热运动的_的标志不同不相等平均值越大越小平均动能2分子势能(1)定义：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的_决定的势能(2)分子势能的决定因素宏观上：分子势能跟物体的_有关微观上：分子势能与分子间的_有关a当rr0时，分子力表现为_，若r增大，需克服分子的_做功，分子势能增大B当rr0时，分子力表现为_，若r减小，需克服分子的_做功，分子势能增大C当rr0时，分子势能_相对位置体积距离引力引力斥力斥力最小(3)结论：物体的体积变化时，分子间的_发生变化，_发生变化因此，分子势能与物体

3、的_有关3物体的内能(1)定义：物体中所有分子做热运动的_和_的总和(2)相关因素：物体的内能跟物体的_和体积都有关系_升高时，分子平均动能增加，物体的内能_变化时，分子势能发生变化，物体的内能也会发生_距离分子势能体积动能分子势能温度温度增加体积变化(3)理想气体理想气体微观模型：忽略了气体分子的相互作用力和_理想气体的内能只跟温度有关，温度越高，理想气体的内能_分子势能越大思考感悟图151分子之间也存在着引力和斥力，就像被弹簧连着的小球，那么分子之间是否也存在着势能呢？提示：分子间存在着相互作用力，所以分子间存在着势能新课一、对于分子动能应该明确的问题1分子动能是指单个分子热运动的动能，但

4、分子是无规则运动的，因此各个分子的动能不尽相同，所以单个分子的动能没有意义，我们主要研究的是大量分子的平均动能2分子的平均动能是所有分子动能的平均值温度是分子平均动能的唯一标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，但平均速率却可能是不同的3温度升高，分子的平均动能一定增大；温度降低，分子的平均动能一定减小；温度不变，分子的平均动能一定不变4物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积特别提醒：(1)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的(2)同一温度下，不同物质(如铁、铜、水、木)

5、的分子平均动能都相同，但由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速率大小不尽相同(3)分子做热运动的平均动能不涉及宏观物体运动的动能即时应用 1(单选)关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A某种物体的温度是0 说明物体中分子的平均动能为零B物体温度降低时，每个分子的动能都减小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，则物体的温度越高解析：选C.温度是分子平均动能的标志，温度是0 ，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止A错；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错；物体温度升高时，分子的平均动能增大

6、，分子的平均速度增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C项正确；物体的运动速率增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错二、分子势能与分子间距离的关系1分子势能的变化规律是：分子力做正功，分子势能减小，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少；分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少2分子势能曲线如图152所示，规定无穷远处分子势能为零分子间距离从无穷远处逐渐减小至r0的过程中，分子间的合力为引力，合力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值当分子间距离达到r0以后再继续减小，分子间的合力为斥力，在分子间距

7、离减小的过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐增大至零，然后为正值，故rr0时，分子势能最小注意分子势能最小与分子势能为零是不相同的图1523宏观上，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，因而分子势能也发生变化由于物体分子间距的变化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rr0范围内)，有时体现为分子势能减小(在rr0范围内)一般我们说，物体体积变化了，其对应的分子势能也变化了特别提醒：(1)分子势能最小与分子势能为零不是一回事分子势能的正负代表大于或小于零势能

8、点的分子势能，如Ep10 J，Ep0 J，则EpEp.即时应用2(单选)关于分子势能，下列说法中正确的是()A分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大B分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大C当r时，分子势能最小D将物体以一定初速度竖直向上抛出，物体在上升阶段其分子势能越来越大解析：选A.分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加，由此判断A正确，B错误从r0到r过程中，分子力先做正功，后做负功，势能先减小后增大，rr0时，势能最小，C错分子势能与重力势能无关，D错三、物体的内能1影响因素(1)宏观因素：物体内能大小由物质的量、温度和体积三个因素决定(2)微观因素

9、：物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定2内能与机械能的区别和联系项目内能机械能对应的运动形式微观分子的热运动宏观物体的机械运动能量常见形式分子动能、分子势能物体的动能、重力势能或弹性势能能量存在的原因由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定由于物体做机械运动、发生形变或被举高影响因素物质的量、物体的温度和体积及物态物体的质量、机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变程度是否为零永远不能等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化特别提醒：(1)内能是对一个宏观物体而言，不存在某个分子内能的说法(2)物体的内能跟物体

10、的运动状态无关(3)组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，分子间都有相互作用，所以任何物体都有内能即时应用 3(单选)关于机械能和内能，下列说法中正确的是()A机械能大的物体，其内能一定很大B物体的机械能损失时，内能却可以增加C物体的内能损失时，机械能必然减少D物体的内能为零时，机械能可以不为零解析：选B.内能和机械能是两种不同形式的能量，两者并不存在必然联系只有在系统的能量转化形式只发生在机械能与内能之间时，机械能的损失才等于内能的增加，故A、C错，B对；因为物质分子总在不停地做无规则运动，故内能不可能为零，D错课堂互动讲练例1温度与分子平均动能、内能的关系 (双选)下列有关温度与分子动能

11、、物体内能的说法中正确的是()A温度升高，每个分子的动能一定都变大B温度升高，分子的平均速率一定变大C温度降低，物体的内能必然变小D温度降低，物体的内能可能增大【精讲精析】温度升高时，分子的平均动能一定变大，即平均速率增大，但每个分子的动能不一定变大，所以A错、B对；决定物体内能的是组成物体的分子个数、温度和体积三个因素，温度降低，内能可能减小，还有可能不变，甚至增加，所以C错，D对【答案】BD【方法总结】(1)温度升高，表明分子的平均速率变大，而不能说明每个分子的运动速率变大(2)考虑物体内能变化时应考虑影响它的三个因素而不能仅考虑温度这一个因素分子势能的大小及变化例2 (双选)如图153所

12、示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示F0为斥力，F0为引力a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现把乙分子从a处由静止释放，则()图153A乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小D乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大【精讲精析】乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大而后受甲的斥力做减速运动，A错B对；乙分子由a到b的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，C正确而乙分子从b

13、到d的过程，先是引力做正功，分子势能减少，后来克服斥力做功，分子势能增加，故D错【答案】BC【方法总结】分子受力方向与运动方向相同还是相反决定分子是加速还是减速；分子力做正功还是负功决定分子势能增加还是减小物体的内能及相关因素例3 (单选)下列叙述正确的是()A分子的动能与分子的势能之和，叫做这个分子的内能B物体的内能由物体的动能和势能决定C物体做加速运动时，其内能也一定增大D物体的动能减少时，其温度可能升高【精讲精析】内能是大量分子组成的物体具有的，单个分子无内能可言，A项错；物体的内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，由物体的温度、体积决定，与整个物体宏观机械运动的动能和势能无关

14、，故B错；物体做加速运动时，其动能增大，但内能不一定增大，故C错；当物体运动的动能减少时，其温度可能升高，如物体在粗糙的水平面上滑行，因摩擦生热，动能减少温度升高，故D项正确【答案】D【方法总结】解有关“内能”的题目时，应把握以下几点：(1)内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态；(2)温度是分子平均动能的标志，与单个分子的动能，以及物体的动能无任何关系变式训练(双选)关于气体的运动情况，下列说法中正确的是()A某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等D某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化解析：选BC.具有某一