分子熱運動內(nèi)能-人教版初中九年級物理

第5節(jié)內(nèi)能教學設計一、學情分析;本節(jié)內(nèi)容是在分子動理論和機械能的知識基礎上，建立內(nèi)能概念的。在熱現(xiàn)象、熱傳遞、做功的基礎上，研究物體內(nèi)能的變化，找到改變物體內(nèi)能的兩種方式，并從效果，能的形式變化與否上區(qū)別改變物體內(nèi)能兩種方式的異同。本節(jié)內(nèi)容是后續(xù)學習熱機的基礎。二、教學目標1.知道溫度是分子平均動能的標志，同一溫度下，各個分子的動能不盡相同2.明確分子勢能與分子間距離的關系:r>r0隨分子間距離的增大而增大;r<r0，隨分子間距離的減小而增大3.理解內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和;物體的內(nèi)能由物質的量，溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響.三、疑難分析在本節(jié)課的教學中，學生可能遇到的問題是內(nèi)能與機械能的關系，產(chǎn)生這一問題的原因是對兩種能量沒有具體的了解。解決這一問題通過對比得出物體具有內(nèi)能的同時也可以具有機械能。當物體的機械能增加時，內(nèi)能不一定增加，但機械能與內(nèi)能之間可以相互轉化。四、教學過程設計第一部分自學閱讀教材，完成下列填空一、分子動能1.定義:由于分子永不停息地做無規(guī)則運動而具有的能2.分子的平均動能;所有分子的熱運動動能的平均值，3.溫度的微觀意義;溫度是分子熱運動的平均動能的標志二、分子勢能1.定義:分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能.2.分子勢能的決定因素(1)宏觀上:分子勢能的大小與物體的體積有關(2)微觀上:分子勢能與分子之間的距離有關.三、內(nèi)能1.定義:物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。2.定因素:物體所含的分子總數(shù)由物質的量決定，分子的熱運動平均動能由溫度決定，分子勢能與物體的體積有關，故物體的內(nèi)能由物質的量、溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響.3.物體的內(nèi)能跟物體的機械運動狀態(tài)無關.思考:在高空中高速飛行的飛機中的物體，內(nèi)能一定大嗎?答案:不一定，內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，分子動能決定于溫度，分子勢能決定于體積，物體的內(nèi)能與機械能是完全不同的概念。物體速度大，高度大，只是機械能大，內(nèi)能不一定大.第二部分新課教學問題1:什么是分子動能?由于分子永不停息地做無規(guī)則運動而具有的能量。由于分子永不停息地做無規(guī)則運動，所以分子平均動能不能為零。問題2:分子處于永不停息的無規(guī)則運動中，因而具有動能。為什么研究分子動能的時候主要關心大量分子的平均動能?由于分子熱運動的速率大小不一，因而重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，即分子熱運動的平均動能。問題3:物體溫度升高時，物體內(nèi)每個分子的動能都增大嗎?溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計的意義，對于個別分子，溫度是沒有意義的。所以物體溫度升高時，個別分子的動能可能減小，也可能不變。問題4:溫度的理解?(1)在宏觀上:溫度是物體冷熱程度的標志。(2)在微觀上:溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。溫度越高，分子的平均動能越大，但個別分子的動能可能減小，也可能不變問題5:物體運動的速度越大，其分子的平均動能也越大嗎?不是.分子的平均動能取決于物體的溫度.分子的平均動能與宏觀上物體的運動速度無關?！纠?】列說法正確的是()A.只要溫度相同，任何物體分子的平均動能都相同B.分子動能指的是由于分子定向移動具有的動能C.100個分子的動能和分子勢能的總和就是這100個分子的內(nèi)能D.溫度高的物體中每一個分子的運動速率大于溫度低的物體中每一個分子的運動速率答案:A解析;溫度相同，物體分子的平均動能相同，A正確;分子動能是由于分子無規(guī)則運動而具有的動能。B錯誤:物體內(nèi)能是對大量分子而言，對100個分子毫無意義。C錯逞，相同物質，溫度高的物體分子平均速率大，溫度是分子平均動能大小的標志，對單個分子沒有意義，D錯誤，【變式1】下列關于物體的溫度與分子動能的關系，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，分子平均動能增加D.物體的運動速度越大，則物體的溫度越高答案:C解析:某種氣體溫度是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，A錯誤;當溫度升高時，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。B錯，C對;物體的運動速度越大，物體的動能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運動越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯.問題二:如何理解分子勢能?設計意圖:通過這組問題串，讓學生理解分子勢能師生活動:通過案例，教師提出問題，學生分析討論回答問題。問題1:功是能量轉化的量度，分子力做功對應什么形式的能量變化呢?分子力做功對應分子勢能的變化。問題2:什么是分子勢能?分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能問題3:分子勢能的決定因素?①宏觀上:分子勢能的大小與物體的體積有關。②微觀上:分子勢能與分子之間的距離有關，問題三:如何理解內(nèi)能?問題1:什么是內(nèi)能?物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。組成任何物體的分子都在做著無規(guī)則的熱運動，所以任何物體都具有內(nèi)能。問題2:結合影響分子動能和分子勢能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些?①微觀上:物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動能和分子間的距離②宏觀上;物體的內(nèi)能取決于物體所含物質的量、溫度和體積及物態(tài)問題3:物體的內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系?物體具有內(nèi)能的同時也可以具有機械能。當物體的機械能增加時，內(nèi)能不一定增加，但機械能與內(nèi)能之間可以相互轉化。問題4:溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別?溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動能的標志(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和(3)熱量指在傳遞程中，物體吸或放出熱的多少，等于物體內(nèi)能的變化量【例3】下列說法正確的是()A.鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B.運動度增大，則物體中分子熱運動的平均動能增大，物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D.AB兩物體的溫度相同時，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案D【變式3】下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是()A.分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B.子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C.力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D.當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小答案C六、課堂小結:1、分子動能2、分子勢能3、內(nèi)能第三部分課堂檢測1.下列有關“溫度”的概念的說法中正確的是()A.溫度反映了每個分子熱運動的劇烈程度B.溫度是分子平均動能的標志C.一定質量的某種物質，內(nèi)能增加，溫度一定升高D.溫度升高時物體的每個分子的動能都將增大答案B2.下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是()A.當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B.力表現(xiàn)為力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C.分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨