分子动能和分子势能 教学设计 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

教学设计

课程基本信息学科物理年级高二学期春季课题分子动能和分子势能教学目标1.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的关系。3.知道什么是内能，知道物体的内能与温度和体积有关。4.能够区别内能和机械能。教学内容教学重点：对分子动能，分子势能，物体内能概念的理解。教学难点：1.分子热运动的平均动能与温度的关系。2.分子势能和分子间距离的关系，影响内能的因素。区别内能和机械能。教学过程课程导入：（复习导入）同学们好，我们已经知道：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动。由于一种运动形式对应一种能量形式，本节我们就从能量的角度用统计思想来认识热运动。今天我就和大家一起学习分子动能和分子势能。新课教授：分子动能：给出概念：分子不停地做无规则运动，那么像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。指出问题：但物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。解决问题：在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出的热学性质，因而这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。分析总结：温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大，温度越低，分子热运动的平均动能越小。因此，过去我们说温度是分子热运动剧烈程度的标志，现在就能进一步说物体的温度是它的分子热运动的平均动能的标志。分子势能类比分析：在前面的学习中，我们还知道地面附近的物体会受到重力的作用，由于重力做功具有与路径无关的特点，所以还存在重力势能，重力势能是由地球和物体的相对位置决定的。与此类似，分子之间也存在相互作用力，并且分子间的相互作用力所做的功与路径也无关，那么分子组成的系统也具有分子势能，且分子势能的大小由分子间的相对位置决定。提出新问题：这说明分子势能与分子间距离是有关系的。那么它们之间存在怎样的一种关系呢？创设情境：设两个分子相距无穷远（即它们之间几乎没有相互作用），我们可以规定它们的分子势能为0。让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。在这个过程中，分子间的作用力做功，分子势能的大小发生改变。分解问题1：当分子B向分子A靠近，分子间距r大于r0时，分子间的作用力表现为分解问题2：当分子B向分子A靠近，分子间距r小于r0时，分子间的作用力表现为归纳总结突出:1.如果选定分子间距离r为无穷远时的分子势能EP为零，则分子势能EP随分子间距离r变化的情况如图所示。当r=2.物体的体积变化时，分子间距离将发生变化，因而分子势能随之改变，可见分子势能与物体的体积有关。特别注意：分子势能与物体体积有关，但不能简单理解成物体体积越大，分子势能就越大，体积越小，分子势能就越小。如：零摄氏度的水变成零摄氏度的冰后，体积变大，但分子势能减小。所以一般来说，物体体积变化了，其对应的分子势能也将发生变化。具体怎么变化，关键要看在变化过程中分子的作用力，做正功还是负功。物体的内能给出概念：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。任何物体都具有内能。指出内能的影响因素：分子热运动的平均动能与温度有关，分子势能与体积有关。一般说来，物体的温度和体积变化时，它的内能都会随之改变。提出问题：物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时，还参与竖直向下的落体运动，再如地面上滚动的足球，球内的的球球规则运动的同时，还共同参与水平地面上的运动，当足球静止在地面上时，其中的气体分子是否还具有能量？特别强调：组成物体的分子在做无规则的热运动，具有热运动的动能，它是内能的一部分。同时，物体还可能做整体的运动，因此还会有动能，这是机械能的一部分。后者是由物体的机械运动决定的，它对物体的内能没有贡献。内能和机械能是两种不同形式的能量。物体的机械运动，对应着机械能。分子热运动对应着内能。物体具有内能的同时，又可以具有机械能，机械能可以为零，但物体在任何情况下都具有内能。物体的机械能变化时，内能不一定变化。同样，物体的内能变化时，机械能不一定变化，机械能和内能之间可以相互转化，转化过程遵循能量守恒定律。课堂练习：1．关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是（）A．物体的速度增大，则分子的动能增加B．物体温度不变，内能可能变大 C．物体的内能仅与温度有关把物体举得越高，分子势能越大2.有关分子力和分子势能的说法中（已知r＝r0A．当r