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物體的內(nèi)能

物體的內(nèi)能

教學(xué)目標(biāo)
(1)知道什么是
(2)知道物體內(nèi)能的組成
(3)知道分子動(dòng)能和分子勢(shì)能與哪些因素有關(guān)


教學(xué)建議

教材分析
分析一:教材先由所學(xué)知識(shí)推出分子動(dòng)能的存在,并說明分子動(dòng)能與溫度的關(guān)系,再又分子力說明分子勢(shì)能的存在,最后總結(jié)出內(nèi)能的概念

分析二:分子勢(shì)能在微觀上與分子間距離有關(guān)(宏觀上表現(xiàn)為體積),當(dāng)分子間距離大于平衡距離時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,此時(shí)增大分子間距離,分子力作負(fù)功,分子勢(shì)能增加;當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí),分子力為斥力,此時(shí)減小距離,分子力還是做負(fù)功,分子勢(shì)能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時(shí)分子勢(shì)能最小,但不一定為零,因?yàn)榉肿觿?shì)能是相對(duì)的.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系如上圖所示.分子勢(shì)能可與彈性勢(shì)能對(duì)比學(xué)習(xí),分子相距平衡距離時(shí)相當(dāng)于彈簧的平衡位置,但對(duì)比學(xué)習(xí)時(shí),也要注意兩者的區(qū)別.
分析三:比較兩物體內(nèi)能大小,需要考慮到分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能和分子總個(gè)數(shù).分子平均動(dòng)能與溫度有關(guān),溫度越高,分子平均動(dòng)能越大,溫度越低,分子平均動(dòng)能越小.分子勢(shì)能與分子間距離(宏觀上表現(xiàn)為體積)有關(guān),分子間距離改變(宏觀上表現(xiàn)為體積改變),分子勢(shì)能改變,但分子勢(shì)能與分子間距離(體積)的關(guān)系比較復(fù)雜:分子間距離增大,分子勢(shì)能可能增大,也可能減小,即體積增大,分子勢(shì)能可能增大,也可能減小.因此我們不能單從體積的改變上判斷分子勢(shì)能如何改變,而是往往要視具體情況而定.
分析四:機(jī)械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別,對(duì)于同一物體,機(jī)械能是由其宏觀運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)高度決定的,而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和聚集狀態(tài)決定.例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高,其機(jī)械能不變,而內(nèi)能發(fā)生了改變.

教法建議
建議一:在分析物體內(nèi)能時(shí)要充分利用前三節(jié)所學(xué)分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn),由舊有知識(shí)推導(dǎo)出新知識(shí).
建議二:在講分子勢(shì)能時(shí),最好能與彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行類比學(xué)習(xí).
建議三:在區(qū)分機(jī)械能與內(nèi)能時(shí),最好能舉例說明.

 


教學(xué)設(shè)計(jì)方案

教學(xué)重點(diǎn):內(nèi)能的組成,分子動(dòng)能和分子勢(shì)能分別與哪些因素有關(guān).
教學(xué)難點(diǎn):分子勢(shì)能
一、分子動(dòng)能
溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子平均動(dòng)能越大.分子平均速度和平均動(dòng)能是一個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì)概念,溫度越高,分子平均動(dòng)能越大,但并不是所有分子動(dòng)能都增大,個(gè)別分子動(dòng)能還有可能減小.
二、分子勢(shì)能
由分子間作用力決定的一種能量,與分子間距離有關(guān),宏觀上表現(xiàn)出與物體體積有關(guān).
當(dāng)分子間距離大于平衡距離時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,此時(shí)增大分子間距離,分子力作負(fù)功,分子勢(shì)能增加;當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí),分子力為斥力,此時(shí)減小距離,分子力還是做負(fù)功,分子勢(shì)能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時(shí)分子勢(shì)能最小,但不一定為零,因?yàn)榉肿觿?shì)能是相對(duì)的.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系如圖所示.

三、
物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫內(nèi)能.
例1:相同質(zhì)量的0℃水與0℃的冰相比較
A、它們的分子平均動(dòng)能相等
B、水的分子勢(shì)能比冰的分子勢(shì)能大
C、水的分子勢(shì)能比冰的分子勢(shì)能小
D、水的內(nèi)能比冰的內(nèi)能多
答案:ABD
評(píng)析:質(zhì)量相同的水和冰,它們的分子個(gè)數(shù)相等;溫度相等,所以分子平均動(dòng)能相等,因此它們總的分子動(dòng)能相等.由水結(jié)成冰,需要釋放能量,所以相同質(zhì)量、溫度的水比冰內(nèi)能多,由于它們總的分子動(dòng)能相等,所以水比冰的分子勢(shì)能大.本題很容易誤認(rèn)為水結(jié)成冰,體積增大,所以內(nèi)能增大.
機(jī)械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別,對(duì)于同一物體,機(jī)械能是由其宏觀運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)高度決定的,而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和聚集狀態(tài)決定.例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高,其機(jī)械能不變,而內(nèi)能發(fā)生了改變.
例2:下面有關(guān)機(jī)械能和內(nèi)能的說法中正確的是
A、機(jī)械能大的物體,內(nèi)能一定也大
B、物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大,物體內(nèi)分子平均動(dòng)能必增大
C、物體降溫時(shí),其機(jī)械能必減少
D、摩擦生熱是機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
答案:D
評(píng)析:對(duì)于機(jī)械能和內(nèi)能,它們是兩種完全不同的形式的能,需要從概念上對(duì)它們進(jìn)行區(qū)分.
四、作業(yè) 

 

探究活動(dòng)
題目: 怎樣測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)
組織: 分組
方案:查閱資料,設(shè)計(jì)原理,實(shí)際操作
評(píng)價(jià): 方案的可行性、科學(xué)性、可操作性


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