2015-2016高中物理 第七章 第五节 内能学案 新人教版选修3-3
8页1、物理选修33(人教版)第五节内能1知道分子热运动的动能跟温度有关知道温度是分子热运动平均动能的标志渗透统计的方法2知道什么是分子势能,改变分子间的距离必须克服分子力做功知道分子势能跟物体体积有关3知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关4能够区别内能和机械能1在热现象的研究中,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,并把它叫做分子热运动的平均动能2物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志3物体分子势能的大小由分子间的相互位置决定,与物体的体积有关4物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,叫做物体的内能,任何物体都具有内能5一般来说,物体的温度和体积变化时它的内能要随之变化6分子由于无规则热运动而具有的动能是内能的一部分,物体做整体运动而具有的动能是机械能的一部分,在热现象的研究中,一般不考虑物体的机械能1分子由于永不停息地做无规则运动而具有的动能叫做分子动能由于分子运动的无规则性,在某一时刻,物体内部各分子的动能大小不一,就是同一分子,在不同的时刻的动能也是不相同的物体由大量分子组成,若想研究其中某一分子的动能是非常困难的,也是没有必要的热现象研究的
2、是大量分子运动的宏观表现,所以,有意义的是所有分子的动能的平均值,即分子平均动能2设质量为m的n个分子,其速度大小分别为v1、v2、v3、vn,则其动能的平均值为:Ek.3物体温度升高时,分子热运动加剧,分子平均动能增大;反之,物体温度降低时,分子热运动减弱,分子平均动能减少物体的每一温度值都对应着一定的分子热运动的平均动能值,因此我们说:“温度是物体分子热运动的平均动能的标志”注:(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)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度大小不尽相同尝试应用1(多选)下列关于分子动能的说法,正确的是(BD)A物体的温度升高,每个分子的动能都增加B物体的温度升高,分子的总动能增加C如果分子的质量为m,平均速率为v,则平均动能为mv2D分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比解析:温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增加,但是其中个别分子的动能却有可能减小,A错、B对;分子的平均动能等于物体内所有分
3、子的动能之和与所有分子总数的比值,所以C错、D对地球上的物体和地球之间发生相互作用而具有重力势能,分子间由于存在着相互作用力,所以分子间也有相互作用的势能1分子势能组成物质的分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这种势能叫做分子势能2影响分子势能大小的因素分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关(1)当分子间的距离rr0时,分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因此分子势能随分子间的距离增大而增大(2)当分子间的距离rr0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间的距离的减小而增大(3)如果取两个分子间相距无限远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零,则分子势能Ep与分子间距离r的关系可用上图所示的曲线表示从图线上看出,当rr0时,分子势能最小注:(1)势能的大小与物体间距离的关系有一个共同的规律:不论是重力势能、弹性势能、分子势能,还是电势能,当它们之间的距离发生变化时,它们之间的相互作用力如果是做正功,势能都要减小
4、;如果是做负功,势能都要增大(2)由于物体分子距离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(3)分子势能最小与分子势能为零绝不是一回事尝试应用2如果选取分子相距无穷远时分子势能为零,那么关于分子势能,下列说法正确的是(B)A当分子间距离为平衡距离时,分子势能最大B当分子间距离为平衡距离时,分子势能最小,但不为零C当分子间距离为平衡距离时,因为分子力为零,所以分子势能为零D在相互靠近到不能再靠近的过程中,分子势能逐渐增大解析:根据分子势能与分子间距的关系可知,两分子距离不断减小时,分子势能先减小,当分子间距离为平衡距离时,分子势能最小且为负值(此时分子间距离为r0),接着分子势能再增大分子势能是标量,在图象中比较势能时要看正负号,正负号能反映大小,正值一定大于负值故选B.物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的热力学能,也叫内能1内能的决定因素物体的内能跟物体的温度和体积有关温度
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