分子熱運(yùn)動(dòng)內(nèi)能-人教版初中九年級(jí)物理

第5節(jié)內(nèi)能教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)情分析;本節(jié)內(nèi)容是在分子動(dòng)理論和機(jī)械能的知識(shí)基礎(chǔ)上，建立內(nèi)能概念的。在熱現(xiàn)象、熱傳遞、做功的基礎(chǔ)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(xué)習(xí)熱機(jī)的基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)1.知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同2.明確分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)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(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和;物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量，溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響.三、疑難分析在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問題是內(nèi)能與機(jī)械能的關(guān)系，產(chǎn)生這一問題的原因是對(duì)兩種能量沒有具體的了解。解決這一問題通過對(duì)比得出物體具有內(nèi)能的同時(shí)也可以具有機(jī)械能。當(dāng)物體的機(jī)械能增加時(shí)，內(nèi)能不一定增加，但機(jī)械能與內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)第一部分自學(xué)閱讀教材，完成下列填空一、分子動(dòng)能1.定義:由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能2.分子的平均動(dòng)能;所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值，3.溫度的微觀意義;溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志二、分子勢(shì)能1.定義:分子間由分子力和分子間的相對(duì)位置決定的勢(shì)能.2.分子勢(shì)能的決定因素(1)宏觀上:分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)(2)微觀上:分子勢(shì)能與分子之間的距離有關(guān).三、內(nèi)能1.定義:物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。2.定因素:物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定，分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定，分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響.3.物體的內(nèi)能跟物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).思考:在高空中高速飛行的飛機(jī)中的物體，內(nèi)能一定大嗎?答案:不一定，內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，分子動(dòng)能決定于溫度，分子勢(shì)能決定于體積，物體的內(nèi)能與機(jī)械能是完全不同的概念。物體速度大，高度大，只是機(jī)械能大，內(nèi)能不一定大.第二部分新課教學(xué)問題1:什么是分子動(dòng)能?由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量。由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以分子平均動(dòng)能不能為零。問題2:分子處于永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)中，因而具有動(dòng)能。為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能?由于分子熱運(yùn)動(dòng)的速率大小不一，因而重要的不是系統(tǒng)中某個(gè)分子的動(dòng)能大小，而是所有分子的動(dòng)能的平均值，即分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。問題3:物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎?溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對(duì)于個(gè)別分子，溫度是沒有意義的。所以物體溫度升高時(shí)，個(gè)別分子的動(dòng)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(biāo)志。(2)在微觀上:溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，但個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變問題5:物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其分子的平均動(dòng)能也越大嗎?不是.分子的平均動(dòng)能取決于物體的溫度.分子的平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)?！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(dòng)能都相同B.分子動(dòng)能指的是由于分子定向移動(dòng)具有的動(dòng)能C.100個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是這100個(gè)分子的內(nèi)能D.溫度高的物體中每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率大于溫度低的物體中每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率答案:A解析;溫度相同，物體分子的平均動(dòng)能相同，A正確;分子動(dòng)能是由于分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能。B錯(cuò)誤:物體內(nèi)能是對(duì)大量分子而言，對(duì)100個(gè)分子毫無意義。C錯(cuò)逞，相同物質(zhì)，溫度高的物體分子平均速率大，溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，對(duì)單個(gè)分子沒有意義，D錯(cuò)誤，【變式1】下列關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)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(dòng)能為零B.物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C.物體溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增加D.物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)能并不為.零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤;當(dāng)溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)加劇，平均動(dòng)能增大，但并不是所有分子的動(dòng)能都增大。B錯(cuò)，C對(duì);物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，物體的動(dòng)能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯(cuò).問題二:如何理解分子勢(shì)能?設(shè)計(jì)意圖:通過這組問題串，讓學(xué)生理解分子勢(shì)能師生活動(dòng):通過案例，教師提出問題，學(xué)生分析討論回答問題。問題1:功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子力做功對(duì)應(yīng)什么形式的能量變化呢?分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化。問題2:什么是分子勢(shì)能?分子間由分子力和分子間的相對(duì)位置決定的勢(shì)能問題3:分子勢(shì)能的決定因素?①宏觀上:分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)。②微觀上:分子勢(shì)能與分子之間的距離有關(guān)，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(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。組成任何物體的分子都在做著無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能。問題2:結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢(shì)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(dòng)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(zhì)的量、溫度和體積及物態(tài)問題3:物體的內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系?物體具有內(nèi)能的同時(shí)也可以具有機(jī)械能。當(dāng)物體的機(jī)械能增加時(shí)，內(nèi)能不一定增加，但機(jī)械能與內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)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(dòng)能的標(biāo)志(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)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(yùn)動(dòng)度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時(shí)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(shí)，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(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是()A.分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)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(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小C.力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而減小答案C六、課堂小結(jié):1、分子動(dòng)能2、分子勢(shì)能3、內(nèi)能第三部分課堂檢測(cè)1.下列有關(guān)“溫度”的概念的說法中正確的是()A.溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高D.溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大答案B2.下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是()A.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而增大B.力表現(xiàn)為力時(shí)，分子力和分子勢(shì)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(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨