高中物理選修3-3-第七章第5節(jié)-內(nèi)能--(共23張ppt)知識講解

1、高中物理選修高中物理選修3-3-第七章第第七章第5節(jié)節(jié)-內(nèi)能內(nèi)能-(共共23張張PPT)F斥力區(qū)斥力區(qū)引力區(qū)引力區(qū)無力區(qū)無力區(qū)rr0r0r10r0區(qū)域圖區(qū)域圖2.分子間作用力與分子間距離的變化規(guī)律分子間作用力與分子間距離的變化規(guī)律一、分子動能一、分子動能1定義：定義：分子由于永不停息地做分子由于永不停息地做而而具有的能具有的能EK=-2分子平均動能：分子平均動能：所有分子運動動能的所有分子運動動能的EK= 3溫度的微觀意義：溫度的微觀意義：溫度是分子熱運動的溫度是分子熱運動的 的標(biāo)志的標(biāo)志無規(guī)則熱運動無規(guī)則熱運動1/2mv2平均值平均值1/2mv12+1/2mv22+1/2mv32+.n平均動

2、能平均動能注意：注意：1.1.同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同同但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同 ，所以分子熱運動的平均速率也不一定相同所以分子熱運動的平均速率也不一定相同2.2.溫度反映的是大量分子平均動能的大小，不溫度反映的是大量分子平均動能的大小，不能反映個別分子的動能大小，同一溫度下，能反映個別分子的動能大小，同一溫度下，各個分子的動能不盡相同各個分子的動能不盡相同3.3.在同一個溫度下，物體分子的速度絕大部分在同一個溫度下，物體分子的速度絕大部分分布在某個值附近，但總是有小部分速度很分布在某個值附近，但

3、總是有小部分速度很大的和速度很小的大的和速度很小的二、分子勢能二、分子勢能1定義：定義：由分子間的分子力和分子間的由分子間的分子力和分子間的 _決定的勢能決定的勢能類比重力勢能，彈性勢能的產(chǎn)生類比重力勢能，彈性勢能的產(chǎn)生相對位置相對位置2.2.分子力做功跟分子勢能變化的關(guān)系分子力做功跟分子勢能變化的關(guān)系: : 類比重力做功重力勢能，彈力做功彈性勢能的變化關(guān)系類比重力做功重力勢能，彈力做功彈性勢能的變化關(guān)系分子力做正功時，分子勢能減少，分子力做分子力做正功時，分子勢能減少，分子力做負(fù)功時，分子勢能增加負(fù)功時，分子勢能增加3.分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子勢能與分子間距離的關(guān)系當(dāng)當(dāng)rr0時，分子力

4、表現(xiàn)為時，分子力表現(xiàn)為，若，若r增大，增大，需需做功，分子勢能做功，分子勢能-引力引力克服引力克服引力增大增大FF當(dāng)當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為時，分子力表現(xiàn)為，若，若r減小需減小需_做功，分子勢能做功，分子勢能_斥力斥力克服斥力克服斥力增大增大FF當(dāng)當(dāng)rr0時，分子勢能時，分子勢能最小最小無限遠時無限遠時分子勢能分子勢能E EP P=0=0分子勢能分子勢能EP與分子間距離與分子間距離r關(guān)系曲線關(guān)系曲線特別提醒特別提醒：當(dāng)當(dāng)r=rr=r0 0時時, ,分子勢能最分子勢能最小且小于零小且小于零. .E EP P的正負(fù)表示大小的正負(fù)表示大小甲甲乙乙10r0F-r與與EP-r圖線聯(lián)系與區(qū)別圖線聯(lián)系與區(qū)別

5、拐點：拐點：（圖象的最低（圖象的最低點引力最大值）對應(yīng)點引力最大值）對應(yīng)的距離大于的距離大于r r0 0拐點：拐點：圖象的最低點圖象的最低點（E EP P最小值）對應(yīng)的距最小值）對應(yīng)的距離是分子平衡距離離是分子平衡距離r r0 0圖象與圖象與r r軸交點軸交點表示平衡距離表示平衡距離r r0 0. .圖象與圖象與r r軸交點軸交點表示的距離小于表示的距離小于r r0 0結(jié)論結(jié)論1 1：分子間距離以分子間距離以r r0 0為數(shù)值基準(zhǔn)，為數(shù)值基準(zhǔn)，r r不論減小或增不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點是分子勢能最低點

6、rr=r0EpEpEp最小結(jié)論結(jié)論2：從微觀的角度分子勢能與分子間距離有關(guān)，從微觀的角度分子勢能與分子間距離有關(guān)，從宏觀的角度分子勢能與物體的體積有關(guān)從宏觀的角度分子勢能與物體的體積有關(guān)類比法類比法類似彈簧的彈性勢能與彈簧長度的變化規(guī)律：彈類似彈簧的彈性勢能與彈簧長度的變化規(guī)律：彈簧在原長的基礎(chǔ)上無論拉伸還是壓縮，彈性勢能簧在原長的基礎(chǔ)上無論拉伸還是壓縮，彈性勢能都會增加都會增加分子勢能與分子間距離（或物體的體積）有關(guān)，分子勢能與分子間距離（或物體的體積）有關(guān)，但不能簡單的理解為距離越大（體積越大）分子但不能簡單的理解為距離越大（體積越大）分子勢能就越大勢能就越大;分子間距離越?。w積越小）分

7、子勢分子間距離越?。w積越小）分子勢能就越小能就越小口訣：看區(qū)間，判做功，求勢能口訣：看區(qū)間，判做功，求勢能注意：注意：導(dǎo)學(xué)三：導(dǎo)學(xué)三：閱讀內(nèi)能閱讀內(nèi)能,回答以下問題回答以下問題:1內(nèi)能內(nèi)能定義：定義：物體中物體中 與與 的的 總和叫物體的內(nèi)能總和叫物體的內(nèi)能2普遍性：普遍性：物體中的分子永不停息地做物體中的分子永不停息地做 、分子間存、分子間存在在 ，所以，所以任何物體任何物體都具有都具有 3決定因素決定因素：物體所含的分子總數(shù)：物體所含的分子總數(shù) 決定分子的熱決定分子的熱運動平均動能由運動平均動能由 決定，分子勢能與物體的決定，分子勢能與物體的 有關(guān)，故從有關(guān)，故從宏觀角度物體的內(nèi)能由宏觀

8、角度物體的內(nèi)能由 、 、 共共同決定，同時受物態(tài)變化的影響同決定，同時受物態(tài)變化的影響所有分子所有分子熱運動的動能熱運動的動能分子勢能分子勢能無規(guī)則熱運動無規(guī)則熱運動相互作用的引力斥力相互作用的引力斥力內(nèi)能內(nèi)能溫度溫度體積體積溫度溫度體積體積由物質(zhì)的量由物質(zhì)的量由物質(zhì)的量由物質(zhì)的量對物體內(nèi)能的理解對物體內(nèi)能的理解:1內(nèi)能是對內(nèi)能是對大量分子大量分子而言的，對而言的，對單個分子單個分子來說無來說無意義意義2.決定因素決定因素(1)在在微觀微觀上，物體的內(nèi)能取決于物體所含上，物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的分子的總數(shù)總數(shù)、分子的平均動能分子的平均動能和和分子間分子間的距離；的距離；(2)在在宏觀宏觀

9、上，物體的內(nèi)能取決于物體上，物體的內(nèi)能取決于物體摩爾數(shù)摩爾數(shù)、溫溫度和體積度和體積 E E內(nèi)內(nèi)=E=Ek k+E+Ep p （決定于（決定于T T、V V、分子數(shù)、分子數(shù)N N）3.物體的內(nèi)能跟物體的機械運動狀態(tài)無關(guān)任何物物體的內(nèi)能跟物體的機械運動狀態(tài)無關(guān)任何物體都具有內(nèi)能體都具有內(nèi)能 4內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系項目項目內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能對應(yīng)的運對應(yīng)的運動形式動形式微觀分子熱運動微觀分子熱運動宏觀物體機械運動宏觀物體機械運動能量常見能量常見形式形式分子動能、分子勢能分子動能、分子勢能物體動能、重力或彈性勢物體動能、重力或彈性勢能能能量存在能量存在原因原因由物體內(nèi)大量分子的無由物體內(nèi)大量分子的

10、無規(guī)則熱運動和分子間相規(guī)則熱運動和分子間相對位置決定對位置決定由物體做機械運動和物體由物體做機械運動和物體形變或與地球的相對位置形變或與地球的相對位置決定決定影響因素影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)和體積及物態(tài)物體的機械運動的速度、物體的機械運動的速度、離地高度離地高度(或相對于零勢能或相對于零勢能面的高度或彈性形變面的高度或彈性形變)是否為零是否為零 永遠不能等于零永遠不能等于零一定條件下可以等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化【典例典例1 1】關(guān)于分子動能關(guān)于分子動能, ,正確的說法是正確的說法是( )( )A.A.

11、某種物體的溫度是某種物體的溫度是00說明物體中分子的平均動能為零說明物體中分子的平均動能為零B.B.物體溫度升高時物體溫度升高時, ,所有分子的動能都增大所有分子的動能都增大C.C.同種物體，溫度高時分子的平均動能一定比溫度低時同種物體，溫度高時分子的平均動能一定比溫度低時的大的大D.D.物體的運動速度越大物體的運動速度越大, ,則物體的分子動能也越大則物體的分子動能也越大C【典例【典例2 2】：設(shè)：設(shè)rr0時分子間的作用力為零，時分子間的作用力為零，則一個分子在從遠處以某一動能向另一個固定則一個分子在從遠處以某一動能向另一個固定的分子的分子靠近靠近的過程中，下列說法正確的是的過程中，下列說法

12、正確的是(不不考慮其他分子的影響考慮其他分子的影響)()Arr0時，分子力做正功，動能不斷增大，時，分子力做正功，動能不斷增大，勢能減小勢能減小Brr0時，動能最大，勢能最小時，動能最大，勢能最小Crr0時，分子力做負(fù)功，動能減小，勢能時，分子力做負(fù)功，動能減小，勢能增大增大D以上說法都不對以上說法都不對ABC關(guān)于內(nèi)能下列說法正確的是關(guān)于內(nèi)能下列說法正確的是 ( () )A A任何狀態(tài)下處于任何位置的物體都具有內(nèi)能任何狀態(tài)下處于任何位置的物體都具有內(nèi)能B B機械能大的物體內(nèi)能一定大機械能大的物體內(nèi)能一定大C C靜止在地面上的物體無內(nèi)能靜止在地面上的物體無內(nèi)能D D空中飛行的子彈比地面上靜止的子

13、彈內(nèi)能多空中飛行的子彈比地面上靜止的子彈內(nèi)能多E.機械能為零，內(nèi)能不為零是可能的機械能為零，內(nèi)能不為零是可能的【典例【典例3 3】. AE例題：例題：如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能E Ep p與兩分子間距離與兩分子間距離r r的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線. .下列說法下列說法正確的是正確的是( )( )A.A.當(dāng)當(dāng)r r大于大于r r1 1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.B.當(dāng)當(dāng)r r小于小于r r1 1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C.C.當(dāng)當(dāng)r r等于等于r r2 2時，分子間的作用力為零時，分子間的作用力為零D.D.在在r r由

14、由r r1 1變到變到r r2 2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功的過程中，分子間的作用力做負(fù)功BCr01 1關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是( )( )A.A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.B.物體體積增大時，內(nèi)能也增大物體體積增大時，內(nèi)能也增大C.C.內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同D.D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同當(dāng)堂達標(biāo)當(dāng)堂達標(biāo)D2 22 2、質(zhì)量相等的氫氣和氧氣質(zhì)量相等的氫氣和氧氣, ,溫度相同溫度相

15、同, ,不考慮分子不考慮分子間的勢能間的勢能, ,則則:( ):( )A.A.氧氣的內(nèi)能較大氧氣的內(nèi)能較大; ; B.B.氫氣的內(nèi)能較大氫氣的內(nèi)能較大; ; C.C.兩者內(nèi)能相等兩者內(nèi)能相等; ;D.D.氫氣分子的平均動能較大氫氣分子的平均動能較大. .B 物 體 的 內(nèi) 能物 體 的 內(nèi) 能分子因熱運動而具有的能量分子因熱運動而具有的能量同溫度下各分子的分子動能同溫度下各分子的分子動能K K 不同不同分子動能的平均值僅和溫度有關(guān)分子動能的平均值僅和溫度有關(guān)分 子分 子動 能動 能分子間因有相互作用力而具有的、由它分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對位置決定的能量們相對位置決定的能量 r rr r0 0時時, ,r rP P;0 0時時, ,r rP P。0 0時，時，P P最低最低分 子分 子勢 能勢 能物體內(nèi)所有分子的物體內(nèi)所有分子的K K 和和P P 總和總和物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量，溫度和體積有關(guān)物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量，溫度和體積有關(guān)物體物體內(nèi)能內(nèi)能課堂小結(jié)課堂小結(jié)注意四個誤區(qū)注意四個誤區(qū)誤區(qū)一：誤認(rèn)為分子間距離（體積）越大，分子誤區(qū)一：誤認(rèn)為分子間距離（體積）越大，分子勢能越大勢能越大誤區(qū)二：誤認(rèn)為溫度越高，分子平均速率越大誤區(qū)二：誤認(rèn)為溫度越高，分子平均速率越大誤區(qū)三：誤認(rèn)為溫度越高，內(nèi)能越大誤區(qū)三：誤認(rèn)為溫度越高，內(nèi)能越大誤區(qū)