高中物理人教版选修3-3学案:第七章5内能+Word版含答案

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名称 高中物理人教版选修3-3学案:第七章5内能+Word版含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2019-05-29 16:19:20

文档简介

5内能
[学习目标] 1.知道分子热运动的动能跟温度的关系,知道温度是分子热运动平均动能的标志.渗透统计的方法.  2.知道分子势能的概念以及分子势能与分子间距离变化的关系,知道分子势能与物体体积有关.(难点)  3.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积的关系.(重点)  4.能够区分内能和机械能.
知识点一 分子动能
1.分子动能
做热运动的分子跟运动的物体一样也具有动能,这就是分子动能.
2.分子的平均动能
热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能的平均值,叫做分子平均动能.
3.温度的微观解释
温度是物体分子热运动平均动能的标志.
[思考]
运动的铁球速度越来越大,则铁分子的平均动能越来越大,对吗?
【提示】 不对.铁球的速度变大,是指其机械运动的速度,即其机械运动的动能变大,而分子平均动能是指分子热运动的动能,与温度有关.
[判断]
1.某种物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零.(×)
2.物体温度升高时,速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多.(√)
3.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变.(√)
知识点二 分子势能
1.分子势能
由于分子间存在着相互作用力,所以分子间也有相互作用的势能,这就是分子势能.
2.影响分子势能大小的因素
微观上,分子势能的大小由分子间距离决定;宏观上,分子势能的大小跟物体的体积有关.
[思考]
分子势能与以前学过的哪种能量具有相似的特点?
【提示】 分子势能同重力势能、电势能相似,是由于分子间或物体间、电荷间存在相互作用,又由其相对位置决定的能量.
[判断]
1.当分子间的距离为r0时,分子势能最小.(√)
2.分子力做负功时,分子势能一定减小.(×)
3.当分子间距离为r<r0时,分子力为斥力,这时减小分子间的距离,分子势能增大.(√)
知识点三 物体的内能
1.定义
物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和,叫做物体的内能.
2.决定因素
(1)分子总个数由物体物质的量决定.
(2)分子热运动的平均动能由温度决定.
(3)分子势能宏观上与物体的体积有关.
(4)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定.
[思考]
0 ℃的冰熔化为0 ℃的水时,内能是否发生变化?
【提示】 0 ℃的冰熔化为0 ℃的水,温度不变,分子的平均动能不变,但由于冰的体积减小,变成水后分子势能发生变化,故内能发生变化.
[判断]
1.物体的机械能可以为零,内能也可以为零.(×)
2.物体的温度降低体积变大时,物体的内能一定变大.(×)
3.物体的温度和体积变化时,内能一般要发生改变.(√)
考点一 对分子动能的理解(深化理解)
1.单个分子的动能
(1)物体由大量分子组成,每个分子都有分子动能且不为零.
(2)分子在永不停息地做无规则热运动,每个分子动能大小不同并且时刻在变化.
(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果,个别分子的动能没有实际意义.
2.分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,具有统计意义.温度升高,分子平均动能增大,但不是每一个分子的动能都增大.个别分子动能可能增大也可能减小,个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的.
(2)理想气体的分子平均动能大小只由温度决定,与物质种类、质量、压强、体积无关,即只要温度相同,任何分子的平均动能都相同.由于不同物质的分子质量不尽相同,所以同一温度下,不同物质的分子运动平均速率大小一般不相同.
【例题1】 关于分子动能,正确的说法是(  )
A.某种物体的温度是0 ℃说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大
C.物体温度升高时速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多
D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高
【答案】 C
【规律总结】分子动能的理解要点
1.温度有统计的意义,反映的是大量分子平均动能的大小,不能反映单个分子的动能大小,同一温度下,各个分子的动能不尽相同.
2.分子平均动能与宏观上物体的运动速度无关.
【及时训练】1.当物体的温度升高时,下列说法中正确的是(  )
A.每个分子的温度都升高
B.每个分子的热运动都加剧
C.每个分子的动能都增大
D.物体分子的平均动能增大
【答案】 D
2.(·长沙高二检测)关于温度的概念,下列说法正确的是(  )
A.温度是分子平均动能的标志,温度越高,则分子平均动能越大
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则每一个分子的动能都增大
C.当某物体的内能增加时,则该物体的温度一定升高
D.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
【答案】 A
考点二 对分子势能的理解(深化理解)
1.分子势能与分子间距离的关系
分子间距离
r=r0
r>r0
r分子力
等于零
表现为引力
表现为斥力
分子力做功
分子间距增大时,分子力做负功
分子间距减小时,分子力做负功
分子势能
最小
随分子间距的增大而增大
随分子间距的减小而增大
2.影响因素
(1)宏观上:分子势能的大小与体积有关.
(2)微观上:分子势能与分子之间的相对位置有关.
【例题2】 (多选)(·兰州检测)如图7-5-2所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则(  )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减小
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大
【答案】 BC
【规律总结】分子势能图象问题的解题技巧
1.首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点意义的不同.分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,而分子力图象的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0.分子势能图象与r轴交点的距离小于r0,分子力图象与r轴交点表示平衡距离r0.
2.其次要把图象上的信息转化为分子间距离,再求解其他问题.
【及时训练】1.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是
(  )
A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
【答案】 C
2.(·福建高考)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是_______.(选填图下方的字母)

【答案】 B
考点三 对内能的理解(拓展延伸)
1.内能的决定因素
(1)从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定.
(2)从微观上看:物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.
2.内能与机械能的区别
内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能;机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能.物体具有内能的同时又具有机械能.物体的机械能在一定的条件下可以等于零,但物体的内能不可能等于零,这是因为组成物体的分子在永不停息地做着无规则的热运动,分子之间彼此有相互作用.在热现象的研究中,一般不考虑物体的机械能.
3.内能与热量的区别
内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下有不同的内能,而热量是一个过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量.如果没有热传递,就无所谓热量,但此时物体仍有一定的内能.例如,我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”.
【例题3】 下列叙述正确的是(  )
A.分子的动能与分子的势能之和,叫做这个分子的内能
B.物体的内能由物体的动能和势能决定
C.物体做加速运动时,其内能也一定增大
D.物体的动能减少时,其温度可能升高
【答案】 D
【规律总结】对内能理解的要点
1.内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式,与物体宏观有序运动状态无关,它取决于物质的量、温度、体积及物态;
2.温度是分子平均动能的标志,与单个分子的动能,以及物体的动能无任何关系.
【及时训练】1.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 (  )
A.温度和体积     B.体积和压强
C.温度和压强 D.压强和温度
【答案】 A
2.容器中盛有冰水混合物,冰的质量和水的质量相等且保持不变,则容器内(  )
A.冰的分子平均动能大于水的分子平均动能
B.水的分子平均动能大于冰的分子平均动能
C.水的内能大于冰的内能
D.冰的内能大于水的内能
【答案】 C
【学法指导】内能与机械能的区别与联系
内能是对大量分子而言的,对单个分子来说无意义.内能的大小跟物体的机械运动状态无关.
内能
机械能
对应的运动形式
微观分子热运动
宏观物体机械运动
能量常见的形式
分子动能、分子势能
物体的动能、重力势能或弹性势能
能量存在的原因
由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定
由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定
影响因素
物质的量、物体的温度和体积
物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变
是否为零
永远不能等于零
一定条件下可以等于零
联系
在一定条件下可以相互转化
【例题4】 关于内能和机械能的下列说法,正确的是(  )
A.机械能增大的物体,其内能一定增大
B.物体的机械能损失时,内能却可能增加
C.物体的内能损失时,机械能必然会减小
D.物体的机械能不可以为零,内能可以为零
【答案】 B
【规律总结】对同一物体,不考虑形变时,机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定;内能则与其内部分子的无规则运动及其分子间距有关,跟物体整体的宏观速度和高度无直接关系.
【及时训练】下列说法正确的是 (  )
A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变
B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大
C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能
D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同
【答案】 D
【课时作业】[全员参与·基础练]
1.有关“温度”的概念下列说法中正确的是(  )
A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B.温度是分子平均动能的标志
C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高
D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
【答案】 B
2.根据分子动理论,物体分子之间的距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是(  )
A.当分子间的距离为r0时,分子具有最大势能
B.当分子间的距离为r0时,分子具有最小势能
C.当分子间的距离为r0时,引力和斥力都是最大值
D.当分子间的距离为r0时,引力和斥力都是最小值
【答案】 B
3.(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法中正确的是
(  )
A.两种气体分子的平均动能相等
B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C.两种气体分子热运动的总动能相等
D.两种气体分子热运动的平均速率相等
【答案】 AB
4.下列说法中正确的是(  )
A.物体自由下落时速度增大,所以物体内能也增大
B.物体的机械能为零时内能也为零
C物体的体积减小温度不变时,物体内能一定减小
D.气体体积增大时气体分子势能一定增大
【答案】 D
5.(多选)下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是(  )
A.温度升高,每个分子的动能一定都变大
B.温度升高,分子的平均速率一定变大
C.温度降低,物体的内能必然变小
D.温度降低,物体的内能可能增大
【答案】 BD
6.(多选)一辆运输瓶装氧气的货车,由于某种原因,司机紧急刹车,最后停下来,则下列说法正确的是(  )
A.汽车机械能减小,氧气内能增加
B.汽车机械能减小,氧气内能减小
C.汽车机械能减小,氧气内能不变
D.汽车机械能减小,汽车(轮胎)内能增加
【答案】 CD
7.(多选)设分子间的相互作用力的合力为零时的距离为r0,则下列说法正确的是(  )
A.rB.r=r0时,Ep为零,最小
C.r>r0时,Ep随r增大而减小
D.r>r0时,Ep随r增大而增大
【答案】 AD
8.如图7-5-3所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是(  )
A.从a到b        B.从b到c
C.从b至d D.从c到d
【答案】 D
[超越自我·提升练]
9.(多选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力) (  )
A.物体的动能增加,分子的平均动能也增加
B.物体的重力势能减少,分子势能却增加
C.物体的机械能保持不变
D.物体的内能保持不变
【答案】 CD
10.甲、乙两个分子相距较远,它们间的分子力为零,在它们逐渐接近到不能再接近的全过程中,分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是(  )
A.分子力先增大,后减小;分子势能一直减小
B.分子力先增大,后减小;分子势能先减小,后增大
C.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,再增大,后又减小
D.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,后增大
【答案】 D
11.甲、乙两名同学对0 ℃的水和0 ℃的冰进行了如下争论:
甲说: “冰和水的温度相同,所以分子平均动能相等.质量相同时,冰的体积大,因此冰的分子势能大,所以说冰的内能大于水的内能.”
乙说: “0℃的水变成0℃的冰需要向外界放出热量,在质量相同的情况下,水的内能大于冰的内能.”
请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的?
【答案】 乙同学的说法是正确的.甲同学认为冰的体积大,分子势能大,这是错误的说法(冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大).分子势能大小与体积有关,但二者并不一定成正比.0 ℃的冰变为0 ℃的水需吸热,故水的内能大,它们相同的物理量是分子平均动能,不同的物理量是分子势能,显然水的分子势能大.
12.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图7-5-4所示的图象中表现出来,就图象回答:
(1)从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小,试说明理由.
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置,在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零,对吗?
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?
【解析】 (1)如果分子间距离约为10-10 m数量级,分子的作用力的合力为零,此距离为r0.当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大.如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间距离的增大而增大.
从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大.所以说,在平衡位置处是分子势能最低点.
(2)由题图可知,分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置.因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,据题图也可以看出:在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零.
(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,最低点的分子势能为零,所以此种情况的特点为分子势能大于等于零.
【答案】 见解析
5内能(学)
[学习目标] 1.知道分子热运动的动能跟温度的关系,知道温度是分子热运动平均动能的标志.渗透统计的方法.  2.知道分子势能的概念以及分子势能与分子间距离变化的关系,知道分子势能与物体体积有关.(难点)  3.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积的关系.(重点)  4.能够区分内能和机械能.
知识点一 分子动能
1.分子动能
做热运动的分子跟运动的物体一样也具有动能,这就是分子动能.
2.分子的平均动能
热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能的平均值,叫做分子平均动能.
3.温度的微观解释
温度是物体分子热运动平均动能的标志.
[思考]
运动的铁球速度越来越大,则铁分子的平均动能越来越大,对吗?
【提示】 不对.铁球的速度变大,是指其机械运动的速度,即其机械运动的动能变大,而分子平均动能是指分子热运动的动能,与温度有关.
[判断]
1.某种物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零.( )
2.物体温度升高时,速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多.( )
3.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变.( )
知识点二 分子势能
1.分子势能
由于分子间存在着相互作用力,所以分子间也有相互作用的势能,这就是分子势能.
2.影响分子势能大小的因素
微观上,分子势能的大小由分子间距离决定;宏观上,分子势能的大小跟物体的体积有关.
[思考]
分子势能与以前学过的哪种能量具有相似的特点?
【提示】 分子势能同重力势能、电势能相似,是由于分子间或物体间、电荷间存在相互作用,又由其相对位置决定的能量.
[判断]
1.当分子间的距离为r0时,分子势能最小.( )
2.分子力做负功时,分子势能一定减小.( )
3.当分子间距离为r<r0时,分子力为斥力,这时减小分子间的距离,分子势能增大.( )
知识点三 物体的内能
1.定义
物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和,叫做物体的内能.
2.决定因素
(1)分子总个数由物体物质的量决定.
(2)分子热运动的平均动能由温度决定.
(3)分子势能宏观上与物体的体积有关.
(4)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定.
[思考]
0 ℃的冰熔化为0 ℃的水时,内能是否发生变化?
【提示】 0 ℃的冰熔化为0 ℃的水,温度不变,分子的平均动能不变,但由于冰的体积减小,变成水后分子势能发生变化,故内能发生变化.
[判断]
1.物体的机械能可以为零,内能也可以为零.( )
2.物体的温度降低体积变大时,物体的内能一定变大.( )
3.物体的温度和体积变化时,内能一般要发生改变.( )
考点一 对分子动能的理解(深化理解)
1.单个分子的动能
(1)物体由大量分子组成,每个分子都有分子动能且不为零.
(2)分子在永不停息地做无规则热运动,每个分子动能大小不同并且时刻在变化.
(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果,个别分子的动能没有实际意义.
2.分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,具有统计意义.温度升高,分子平均动能增大,但不是每一个分子的动能都增大.个别分子动能可能增大也可能减小,个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的.
(2)理想气体的分子平均动能大小只由温度决定,与物质种类、质量、压强、体积无关,即只要温度相同,任何分子的平均动能都相同.由于不同物质的分子质量不尽相同,所以同一温度下,不同物质的分子运动平均速率大小一般不相同.
【例题1】 关于分子动能,正确的说法是(  )
A.某种物体的温度是0 ℃说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大
C.物体温度升高时速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多
D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高
【规律总结】分子动能的理解要点
1.温度有统计的意义,反映的是大量分子平均动能的大小,不能反映单个分子的动能大小,同一温度下,各个分子的动能不尽相同.
2.分子平均动能与宏观上物体的运动速度无关.
【及时训练】1.当物体的温度升高时,下列说法中正确的是(  )
A.每个分子的温度都升高
B.每个分子的热运动都加剧
C.每个分子的动能都增大
D.物体分子的平均动能增大
2.(·长沙高二检测)关于温度的概念,下列说法正确的是(  )
A.温度是分子平均动能的标志,温度越高,则分子平均动能越大
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则每一个分子的动能都增大
C.当某物体的内能增加时,则该物体的温度一定升高
D.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
考点二 对分子势能的理解(深化理解)
1.分子势能与分子间距离的关系
分子间距离
r=r0
r>r0
r分子力
等于零
表现为引力
表现为斥力
分子力做功
分子间距增大时,分子力做负功
分子间距减小时,分子力做负功
分子势能
最小
随分子间距的增大而增大
随分子间距的减小而增大
2.影响因素
(1)宏观上:分子势能的大小与体积有关.
(2)微观上:分子势能与分子之间的相对位置有关.
【例题2】 (多选)(·兰州检测)如图7-5-2所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则(  )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减小
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大
【规律总结】分子势能图象问题的解题技巧
1.首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点意义的不同.分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,而分子力图象的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0.分子势能图象与r轴交点的距离小于r0,分子力图象与r轴交点表示平衡距离r0.
2.其次要把图象上的信息转化为分子间距离,再求解其他问题.
【及时训练】1.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是 (  )
A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
2.(·福建高考)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是_______.(选填图下方的字母)

考点三 对内能的理解(拓展延伸)
1.内能的决定因素
(1)从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定.
(2)从微观上看:物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.
2.内能与机械能的区别
内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能;机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能.物体具有内能的同时又具有机械能.物体的机械能在一定的条件下可以等于零,但物体的内能不可能等于零,这是因为组成物体的分子在永不停息地做着无规则的热运动,分子之间彼此有相互作用.在热现象的研究中,一般不考虑物体的机械能.
3.内能与热量的区别
内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下有不同的内能,而热量是一个过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量.如果没有热传递,就无所谓热量,但此时物体仍有一定的内能.例如,我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”.
【例题3】 下列叙述正确的是(  )
A.分子的动能与分子的势能之和,叫做这个分子的内能
B.物体的内能由物体的动能和势能决定
C.物体做加速运动时,其内能也一定增大
D.物体的动能减少时,其温度可能升高
【规律总结】对内能理解的要点
1.内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式,与物体宏观有序运动状态无关,它取决于物质的量、温度、体积及物态;
2.温度是分子平均动能的标志,与单个分子的动能,以及物体的动能无任何关系.
【及时训练】1.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 (  )
A.温度和体积     B.体积和压强
C.温度和压强 D.压强和温度
2.容器中盛有冰水混合物,冰的质量和水的质量相等且保持不变,则容器内(  )
A.冰的分子平均动能大于水的分子平均动能
B.水的分子平均动能大于冰的分子平均动能
C.水的内能大于冰的内能
D.冰的内能大于水的内能
【学法指导】内能与机械能的区别与联系
内能是对大量分子而言的,对单个分子来说无意义.内能的大小跟物体的机械运动状态无关.
内能
机械能
对应的运动形式
微观分子热运动
宏观物体机械运动
能量常见的形式
分子动能、分子势能
物体的动能、重力势能或弹性势能
能量存在的原因
由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定
由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定
影响因素
物质的量、物体的温度和体积
物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变
是否为零
永远不能等于零
一定条件下可以等于零
联系
在一定条件下可以相互转化
【例题4】 关于内能和机械能的下列说法,正确的是(  )
A.机械能增大的物体,其内能一定增大
B.物体的机械能损失时,内能却可能增加
C.物体的内能损失时,机械能必然会减小
D.物体的机械能不可以为零,内能可以为零
【规律总结】对同一物体,不考虑形变时,机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定;内能则与其内部分子的无规则运动及其分子间距有关,跟物体整体的宏观速度和高度无直接关系.
【及时训练】下列说法正确的是 (  )
A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变
B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大
C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能
D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同
【课时作业】[全员参与·基础练]
1.有关“温度”的概念下列说法中正确的是(  )
A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B.温度是分子平均动能的标志
C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高
D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
2.根据分子动理论,物体分子之间的距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是(  )
A.当分子间的距离为r0时,分子具有最大势能
B.当分子间的距离为r0时,分子具有最小势能
C.当分子间的距离为r0时,引力和斥力都是最大值
D.当分子间的距离为r0时,引力和斥力都是最小值
3.(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法中正确的是(  )
A.两种气体分子的平均动能相等
B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C.两种气体分子热运动的总动能相等
D.两种气体分子热运动的平均速率相等
4.下列说法中正确的是(  )
A.物体自由下落时速度增大,所以物体内能也增大
B.物体的机械能为零时内能也为零
C物体的体积减小温度不变时,物体内能一定减小
D.气体体积增大时气体分子势能一定增大
5.(多选)下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是(  )
A.温度升高,每个分子的动能一定都变大
B.温度升高,分子的平均速率一定变大
C.温度降低,物体的内能必然变小
D.温度降低,物体的内能可能增大
6.(多选)一辆运输瓶装氧气的货车,由于某种原因,司机紧急刹车,最后停下来,则下列说法正确的是(  )
A.汽车机械能减小,氧气内能增加
B.汽车机械能减小,氧气内能减小
C.汽车机械能减小,氧气内能不变
D.汽车机械能减小,汽车(轮胎)内能增加
7.(多选)设分子间的相互作用力的合力为零时的距离为r0,则下列说法正确的是(  )
A.rB.r=r0时,Ep为零,最小
C.r>r0时,Ep随r增大而减小
D.r>r0时,Ep随r增大而增大
8.如图7-5-3所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是(  )
A.从a到b        B.从b到c
C.从b至d D.从c到d
[超越自我·提升练]
9.(多选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力) (  )
A.物体的动能增加,分子的平均动能也增加
B.物体的重力势能减少,分子势能却增加
C.物体的机械能保持不变
D.物体的内能保持不变
10.甲、乙两个分子相距较远,它们间的分子力为零,在它们逐渐接近到不能再接近的全过程中,分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是(  )
A.分子力先增大,后减小;分子势能一直减小
B.分子力先增大,后减小;分子势能先减小,后增大
C.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,再增大,后又减小
D.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,后增大
11.甲、乙两名同学对0 ℃的水和0 ℃的冰进行了如下争论:
甲说: “冰和水的温度相同,所以分子平均动能相等.质量相同时,冰的体积大,因此冰的分子势能大,所以说冰的内能大于水的内能.”
乙说: “0℃的水变成0℃的冰需要向外界放出热量,在质量相同的情况下,水的内能大于冰的内能.”
请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的?
12.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图7-5-4所示的图象中表现出来,就图象回答:
(1)从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小,试说明理由.
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置,在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零,对吗?
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?