高中物理 1.5 物體的內(nèi)能課件 粵教版選修3-3.ppt

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1、目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,一、分子的動能溫度 1.分子動能 做無規(guī)則運動的分子具有動能,各個分子動能不同,每個分子在不同時刻動能也不相等. 2.平均動能 物體內(nèi)所有分子的動能的平均值. 3.溫度與平均動能的關(guān)系 (1)溫度越高,分子熱運動的平均動能越大,溫度越低,分子熱運動的平均動能越小. (2)溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志.,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,鐵球運動得越來越快,則鐵分子的平均動能越來越大,對嗎? 答案:不對.鐵球的速度變大,是指其機械運動的速度大,即其機械運動的動能變大,而分子的平均動能是指分子熱運動的動能,只與溫度有關(guān).,,目標(biāo)

2、導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,二、分子勢能 1.定義 分子間存在相互作用力,分子間具有由它們的相對位置決定的勢能. 2.分子勢能的決定因素 (1)宏觀上:分子勢能跟物體的體積有關(guān). (2)微觀上:分子勢能與分子間的距離有關(guān). 當(dāng)rr0時,分子力表現(xiàn)為引力,若r增大,需克服分子的引力做功,分子勢能增大. 當(dāng)r

3、特點? 答案:分子勢能同彈性勢能相似,是由于分子間或物體間存在相互作用,又由其相對位置決定的能量.,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,三、物體的內(nèi)能 1.定義 物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和. 2.相關(guān)因素 物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積都有關(guān)系. (1)溫度升高時,分子平均動能增加,物體的內(nèi)能增加. (2)體積變化時,分子勢能發(fā)生變化,物體的內(nèi)能也會發(fā)生變化. 3.理想氣體 (1)理想氣體微觀模型:忽略了氣體分子的相互作用力和分子勢能. (2)一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,壓強越小,氣體越稀薄,就越接近理想氣體. (3)理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān),溫度越高,理想氣體的內(nèi)能越大.

4、,,,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,宏觀物體運動時具有動能.宏觀物體之間存在著與距離有關(guān)的作用力時,它們組成的系統(tǒng)具有勢能,如帶電體在電場中有電勢能.分子盡管很小,但有質(zhì)量,分子永不停息地做無規(guī)則運動,并且分子之間存在著與距離有關(guān)的相互作用的引力和斥力,因此,我們有理由相信分子具有動能和勢能.其實,內(nèi)能早就普遍應(yīng)用在我們的日常生活當(dāng)中了. 你知道物體內(nèi)能與哪些因素有關(guān)嗎? 答案:物體內(nèi)能與物體的溫度、體積及物質(zhì)的量.,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一、分子動能與溫度的關(guān)系 1.分子熱運動的平均動能 分子熱運動的平均動能是所有分子動能的平均值,溫度是

5、分子平均動能的標(biāo)志,這就是溫度的微觀本質(zhì).在相同溫度下,各種物質(zhì)分子的平均動能都相同,溫度升高,分子的平均動能增加,溫度降低,分子的平均動能減少. 2.分子運動的總動能 分子運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和,它等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積,即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關(guān).,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,為什么研究分子動能的時候主要關(guān)心分子平均動能? 答案:分子動能是指單個分子熱運動的動能,但分子是無規(guī)則運動的,因此各個分子的動能以及一個分子在不同時刻的動能也不盡相同,所以研究單個分子的動能沒有意義,我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動能.,,一,二,三,

6、知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系,正確的說法是() A.某物體的溫度是0 ,說明物體中分子的平均動能為零 B.物體溫度升高時,每個分子的動能都增大 C.物體溫度升高時速率小的分子數(shù)目減少,速率大的分子數(shù)目增多 D.物體的運動速度越大,則物體的溫度越高,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:物體的溫度是0 ,物體中分子的平均動能并不為零,因為分子在永不停息地運動.從微觀上講,分子運動快慢是有差別的,各個分子運動的快慢無法跟蹤測量,而溫度的概念是建立在統(tǒng)計規(guī)律的基礎(chǔ)上的,在一定溫度下,分子速率大小按一定的統(tǒng)計規(guī)律分布,當(dāng)溫度升高時

7、,分子運動加劇,平均動能增大,但并不是所有分子的動能都增大.物體的運動速度越大,物體的動能越大,這并不代表物體內(nèi)部分子的熱運動加快,所以物體的溫度不一定高. 答案:C,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,1.關(guān)于分子熱運動的動能,下列說法中正確的是 () A.物體運動速度增大,分子熱運動的動能增大 B.物體的溫度升高,每個分子熱運動的動能都增大 C.物體的溫度升高,分子熱運動的平均動能增大 D.100 的水變成100 的水蒸氣,分子熱運動的平均動能增大 答案:C 解析:分子熱運動的平均動能只與物體的溫度有關(guān),與物體的運動狀態(tài)

8、和物體狀態(tài)都沒有關(guān)系,選項A、D錯誤;物體的溫度升高,分子熱運動的平均動能增大,但并不是每個分子熱運動的動能都增大,選項B錯誤,C正確.,,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,2.下列說法中正確的是() A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變 答案:B 解析:本題考查溫度與分子平均動能和內(nèi)能的關(guān)系,要明確溫度是分子平均動能的標(biāo)志,分子平均動能由溫度決定,溫度越高,分子平均動能越大,A錯,B對.內(nèi)能包括分子動能和分子勢能,溫度不變化,內(nèi)能可能發(fā)生變化,如晶體熔

9、化,C、D不正確.,,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,二、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 1.當(dāng)分子間的距離rr0時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,分子間的距離增大時,分子力做負功,因此分子勢能隨分子間距離的增大而增大. 2.當(dāng)分子間的距離r

10、一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,為什么分子勢能與體積有關(guān)? 答案:分子勢能是由分子力和分子間距離所決定的,當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時,分子力做功,分子勢能將發(fā)生變化.由于分子間距離的變化在宏觀上可表現(xiàn)為物體體積的變化,所以分子勢能在宏觀上與物體體積有關(guān).,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 (多選)甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F0為斥力,F<0為引力,a、b、c、d為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則()(導(dǎo)學(xué)號51140009) A.乙分子從a到b做加速運動

11、,由b到c做減速運動 B.乙分子由a到c做加速運動,到達c時速度最大 C.乙分子由a到b的過程中,兩分子間的分子勢能一直減少 D.乙分子由b到d的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:乙分子從a到b再到c的過程中,分子間的作用力一直表現(xiàn)為引力(F<0),所以該過程由于分子力的作用會使乙分子做加速運動,分子力做正功、分子勢能減小;乙分子到達c處時分子力為零,加速度為零,此時分子的動能最大、分子勢能最小;乙分子再從c到d的過程中,分子力表現(xiàn)為斥力,由于分子力的作用會使乙分子做減速運動,直至速度減為零,該過程分子力做負功、分子勢能增大、分子動能

12、減小. 答案:BC,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,1.下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是() (導(dǎo)學(xué)號51140010),一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,答案:B 解析:當(dāng)分子間距離r=r0時,分子間的引力大小等于斥力大小,分子力為零;當(dāng)rr0時,分子間的引力大于斥力,分子力表現(xiàn)為引力,隨著r的增大,分子力先增大后減小,r很大時,分子力接近于零;分子相距無窮遠時的分子勢能為零,分子間距縮小時引力做正功,分子勢能減小,當(dāng)r=r0時,分子勢能最小,且一定小

13、于零,當(dāng)r

14、為斥力.為引力時,分子力做正功,動能增大,分子勢能減小,為斥力時,分子力做負功,動能減小,分子勢能增大,B、C正確,D錯誤;運動過程中,總能量守恒,E正確.,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,三、物體的內(nèi)能 1.內(nèi)能的決定因素 (1)從宏觀上看:物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定. (2)從微觀上看:物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定. 2.內(nèi)能是對大量分子而言的,對單個分子來說無意義.,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,3.內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷

15、移應(yīng)用,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,飛機從地面起飛,隨后在高空做高速航行,有人說:“在這段時間內(nèi),飛機中乘客的勢能、動能都增大了,他們身上所有分子的動能和勢能也都增大了,因此乘客的內(nèi)能也增大了.”這種說法對嗎?為什么? 答案:這種說法不對.因為該說法將機械能和內(nèi)能兩個概念混淆了,物體的內(nèi)能是由物體內(nèi)分子的數(shù)目、物體的溫度和體積決定的,與機械運動無關(guān),機械運動速度的改變以及豎直高度的變化僅改變的是乘客的機械能,不能因此判斷其內(nèi)能的變化情況.,,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例3】 下列說法正確的是() A.溫度低的物體內(nèi)能小 B.溫度低的物體,其

16、分子運動的平均速率小 C.物體做加速運動時,速度越來越大,物體內(nèi)分子的平均動能也越來越大 D.物體的體積改變,內(nèi)能可能不變,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子動能和分子勢能的總和,溫度是分子平均動能的標(biāo)志,故溫度低的物體內(nèi)能不一定小,A錯;溫度低的物體,其分子平均動能小,但由于不同物體的分子質(zhì)量不同,所以溫度低的物體,其分子平均速率不一定小,B錯;物體做加速運動時,速度增大,機械能中的動能增大,但分子熱運動的平均動能與機械能無關(guān),而與溫度有關(guān),故C錯;物體的體積改變,分子勢能改變,但內(nèi)能不一定改變,D對. 答案:D,,一,二,三,知識精要,思考探

17、究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,以下說法正確的是() A.溫度相等的兩塊鐵(固體),其內(nèi)能一定相等 B.溫度不等的物體,其內(nèi)能一定不等 C.兩物體的內(nèi)能相等,其分子平均動能一定相等 D.兩個由同種物質(zhì)組成的物體(固體),質(zhì)量相等,溫度相同,內(nèi)能一樣大 答案:D 解析:溫度相等的兩塊鐵,因不知道它們的質(zhì)量是否相等,那么其內(nèi)能不一定相等,所以A錯;而對于溫度不等的兩物體,分子平均動能不一樣大,但由于分子勢能、質(zhì)量等因素,就有可能使內(nèi)能一樣大,因此B錯;同樣的道理C也是錯誤的.故正確選項為D.,,,案例探究,方法規(guī)律,正確理解溫度、內(nèi)能和熱量 下列關(guān)于物體的溫度、內(nèi)能和熱量的說法中,正確的是() A.物體的溫度越高,所含熱量越多 B.物體的內(nèi)能越大,熱量越多 C.物體的溫度越高,它的分子熱運動的平均動能越大 D.物體的溫度不變,其內(nèi)能就不變化 解析:物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量,而熱量是一個過程量,只有在物體之間發(fā)生熱傳遞時才伴隨熱量的轉(zhuǎn)移,故A、B錯,C對;物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定,溫度不變,內(nèi)能可能變化,故D錯. 答案:C,,,案例探究,方法規(guī)律,注意區(qū)分過程量與狀態(tài)量,狀態(tài)量是表述物體的存在狀態(tài)的物理量,如能量、速度等,而過程量是表述物體在狀態(tài)變化過程中體現(xiàn)的物理量,如功、熱量等.,