【教案】粤教版高中物理选修（3-3）1.5-6《物体的内能气体分子运动的统计规律》导学案.docxVIP

学案5　物体的内能学案6　气体分子运动的统计规律[目标定位]1.知道温度是分子平均动能的标志，明确分子势能与分子间距离的关系.2.理解内能的概念及其决定因素.3.知道气体分子运动的特点，了解气体分子速率按统计规律分布．一、分子动能[问题设计]分子处于永不停息的无规则运动中，因而具有动能．(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体做高速运动时，其分子的平均动能会增大吗？答案　(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能．(2)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，对于单个分子，温度是没有意义的，所以物体温度升高时，某一个分子的动能可能减小，也可能不变．(3)分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关．[要点提炼]1．温度在宏观上是物体冷热程度的标志，在微观上是分子热运动的平均动能的标志．2．分子动能的理解(1)由于分子热运动的速率大小不一，因而我们关心的是分子热运动的平均动能．(2)温度是大量分子平均动能的标志，但对单个分子没有意义．同一温度下，各个分子的动能不尽相同．(3)分子的平均动能决定于物体的温度．(4)分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关．(填“有”或“无”)．二、分子势能[问题设计]功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？答案　分子力做功对应分子势能的变化．[要点提炼]分子势能是由分子间相对位置决定的势能，它随物体体积的变化而变化，与分子间距离r的关系为：1．当rr0时，分子力表现为引力，r增大时，分子力做负(填“正”或“负”)功，分子势能增大(填“增大”或“减小”)．2．当rr0时，分子力表现为斥力，r减小时，分子力做负(填“正”或“负)功，分子势能增大(填“增大”或“减小”)．3．当r＝r0时，分子势能最小(填“最大”或“最小”)．4．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，分子势能Ep与分子间距离r的关系可用如图1所示的实线表示(分子力F与分子间距离r的关系如图中虚线所示)．图1三、内能1．内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和．2．任何物体在任何温度下都具有内能．因为一切物体都是由做永不停息的无规则运动的分子组成的．3．内能的决定因素(1)从微观上看，物体的内能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距离三个因素决定．(2)从宏观上看，物体的内能由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定．(3)理想气体的内能：理想气体忽略了气体分子的相互作用力和分子势能，理想气体的内能是所有分子动能的总和，只跟温度有关．4．内能与机械能的区别和联系区别：与内能不同，机械能是由物体的机械运动速度、相对参考面的高度、物体形变大小等决定的能量，它是对宏观物体整体来说的．联系：物体具有内能的同时也可以具有机械能．当物体的机械能增加时，内能不一定(填“一定”或“不一定”)增加，但机械能与内能之间可以相互转化．四、气体分子运动的统计规律1．由于物体是由大量分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动服从一定的统计规律．2．气体分子沿各个方向运动的机会均等．3．大量气体分子的速率分布呈现中间多、两头少的规律．4．温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大，但也有少数分子的速率减小，这也是统计规律的体现．一、分子动能例1　关于分子的动能，下列说法中正确的是(　　)A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大B．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大C．物体的温度降低，物体内大量分子的平均动能一定减小D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关解析　分子的动能与机械运动的速度无关，温度升高，分子的平均动能一定增大，但对单个分子来讲，其动能可能增大也可能减小．答案　CD二、分子势能例2　甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是(　　)A．分子势能不断增大B．分子势能不断减小C．分子势能先增大后减小D．分子势能先减小后增大解析　r＞r0时，靠近时引力做正功，Ep减小；r＜r0时，靠近时斥力做负功，Ep增大．答案　D三、内能例3　下列说法正确的是(　　)A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A