2024-2025学年高中物理第一章分子动理论第5节物体的内能教案粤教版选修3-3

PAGE7-物体的内能【教学目标】1．在物理学问方面要求：（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标记。（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变更而变更的定性规律。（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与温度和体积有关，能区分物体的内能和机械能。（4）知道志向气体微观模型，知道志向气体的内能只跟温度有关，跟体积无关。2．在培育学生实力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能的物理概念，又要让学生初步知道以下物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系。因此，教学中着重培育学生对物理概念和规律的理解实力。3．渗透物理学方法的教化：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上渗透归纳分析方法。【重点难点】1．教学重点是使学生驾驭三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），驾驭两个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系）。2．分子势能随分子间距离变更的势能曲线关系。【教学过程设计】老师活动学生活动设计意图（一）引入新课我们知道宏观物体运动时具有动能，宏观物体之间存在着与距离有关的引力和斥力时，它们组成的系统具有势能（例举重力势能）。分子尽管很小，但也有质量，分子永不停息做无规则运动，并且分子之间存在着与距离有关的相互作用的引力和斥力，那么我们有理由信任分子具有动能和势能，那么分子动能和分子势能与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今日学习的问题。新课教学一、分子的动能师：阅读课文找出分子动能、分子平均动能的概念，分析影响分子平均动能的因素是什么？师：从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标记。“标记”的含义是指物体温度上升或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。思索：1．温度为0℃时，物体内分子动能是否为零？2．温度上升时，物体内每个分子的动能都增大吗？3．在同一温度下，不同物质的分子运动的平均速率大小一样吗？师：温度不是干脆等于分子的平均动能；温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的；温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，微观意义是大量分子热运动平均动能大小的标记。练一练：(多选)下列说法正确的是A．在10℃时，一个氧气分子的分子动能为Ek，当温度上升到20℃，这个分子的分子动能为E′k，则E′k<EkB．在10℃时，每一个氧气的分子的温度都是10℃C．在10℃时，氧气分子平均速率为V1，氢气分子平均速率为V2，则V1<V2D．在一般温度下，各种气体分子的平均速率都不为零二、分子势能师：大家还记得重力势能的概念吗？师：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置确定的势能叫分子势能。师：说说将弹簧拉伸或压缩，弹簧弹力做功与弹性势能变更的关系。师：那么分子力做功与分子势能变更的关系如何？师：依据分子力做功与分子势能变更的关系，画出分子势能EP与分子间距离r关系曲线，让学生分析F-r与EP-r图线联系与区分提问：既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变更状况呢？思索：1.物体体积变更，分子势能肯定变更吗？2.物体体积变大，分子势能肯定变大吗？练一练：(多选)如图所示为分子间相互作用力与分子间距离之间的关系，下列推断中正确的是()A．当r＜r0时，r越小，则分子势能Ep越大B．当r＞r0时，r越小，则分子势能Ep越大C．当r＝r0时，分子势能Ep最小D．当r→∞时，分子势能Ep最小三、物体的内能师：类比物体的机械能得出物体的内能概念1．物体的内能：物体中全部分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。（留意：一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。）提问：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标记？师：对于一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积确定的。假如不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来确定。2．确定物体内能的因素（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素确定．（2）从微观上看：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确定．思索：（1）物体温度上升，内能肯定增加吗？（2）物体温度不变，内能肯定不变吗？（3）志向气体的温度上升，内能肯定增加吗？（4）一架飞机在空中以某一速度飞行，由于飞机中全部分子都具有飞机的速度，所以分子具有动能．又由于飞机在空中，飞机中全部分子都离地面有肯定高度，以地面为零势能位置，所以分子具有势能．上述动能和势能的总和就是飞机的内能，当飞机停在地上时，飞机的内能为零．以上说法是否正确？为什么？小结（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的准确含义，更为重要的是能够区分温度、内能，知道内能与机械能的区分和联系。（2）要驾驭两个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系。学生自主阅读学生：大量分子做无规则运动而具有动能；全部分子的动能平均值叫分子平均动能；影响分子平均动能的因素是温度。学生思索后，个别提问学生：分子永不停息做无规则运动，分子动能不行能为零。学生：不肯定学生：温度相同，分子的平均动能相同，但物质的质量不肯定相同，所以分子运动的平均速率大小不肯定一样。学生作答并分析答案学生：重力势能由物体和地球共有，与物体所处的高度确定。学生：弹簧弹力做负功，弹性势能变大。学生：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大。学生：①当r＞r0时，r增大，分子势能增大。②当r＜r0时，r减小，分子势能增大。③当r=r0时，分子势能最小学生：体积学生：体积变更，分子间的距离变更，分子势能也肯定变更。学生回答并作出解析学生：温度和体积学生归纳确定物体内能的因素学生思索并作答让学生小结利用宏观物体与分子间的共性引出本节课内容。培育学生自主学习的实力。通过问题思索，加深学生对分子平均动能的理解及温度的微观意义。通过习题检测学生对概念的理解程度通过类比得出分子势能的概念。通过类比得出分子力做功与分子势能变更的关系。通过F-r与EP-r图像分析，加深学生对分子力做功与分子势能的变更关系。知道分子势能与体积有关，学会用F-r与EP-r图像分析分子力做功和分子势能变更状况。通过习题巩固相对应的学问点。通过类比学习内能通过前面的学习，让学生自主归纳确定物体内能的因素通过问题设计，让学生学会全面分析问题并解决问题。通过实际问题，让学生理清概念，区分机械能和物体内能【板书设计】物体的内能一、分子的动能1.分子的平均动能2.温度是分子的平均动能的标记3.温度的意义二、分子势能①当r＞r0时，r增大，分子势能增大。②当r＜r0时，r减小，分子势能增大。③当r=r0时，分子势能最小三、内能1.分子动能和分子势能的总和，与物体的温度和体积有关。2.志向气体【教学反思】本节课涉及的概念较多，概念性很强，对于概念要知道引入的目的、准确含义、与