粤教版选修3-3第05节 物体的内能:21张PPT

(共21张PPT)
粤教版物理选修3-3第一章
分子动理论
第五节
物体的内能
思考：
宏观上物体存在着动能，那么分子之间是否存在呢？
运动着的篮球具有动能
结论:运动着的分子也动能.
分子运动
分子平均动能
分子运动无规则
存在分子动能
分子的动能
物体里所有分子动能的平均值
大量分子的运动速率不尽相同，在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值．
温度
①宏观意义：表示物体的冷热程度
②微观含义：是分子热运动的平均动能的标志
说明：（1）温度升高，分子平均动能一定增加，但不代表所有的分子的动能都增加
（2）分子平均动能仅与温度有关，与物质的种类、状态无关
BD
解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，
讨论：
1、电场力做正功时，电势能如何改变？电场力做负功时，电势能又如何变化？
2、弹力做正功时，弹性势能如何变化？弹力做负功时，弹性势能又如何改变？
3、分子势能的变化跟分子力做功有关吗？
类比
：电势能←→电场力
弹性势能←→弹力
分子势能←→分子力
结论：分子势能的变化跟分子力做功有关
分子势能:分子间存在着相互作用力，分子间具有由它们的相对位置所决定的势能.
分子势能
思考：分子力做功跟分子势能变化的关系？
分子力做正功时，分子势能减少，
分子力做负功时，分子势能增加。
分子势能“弹簧——小球”模型．
当r=r0时，弹簧处于原长状态，弹性势能最小。
当r当r>r0时，弹簧处于拉伸状态，继续拉伸，弹性势能增大。
结论：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。分子在平衡位置处是分子势能最低点
取分子间距离是无限远时分子势能为零值
决定分子势能的因素
（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。
（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
①一般选取两分子间距离很大（
r＞10r0
）时，分子势能为零。
②在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小。
在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小。
③当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小。
2.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(　　)
A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在rC．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
答案：ACE
3.(多选)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(　　)
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
解析：分子间距离由r2继续增大时，分子势能增加，说明分子力做负功，即分子间表现为引力，故分子间距离为r2时，分子间作用力为零，C项正确．
答案：BC
题后反思：分子势能EP、分子力F与分子间距离r关系曲线
r0
-EP最小
r
r0
F
EP
甲
10r0
无限远时分子势能EP=0
特别提醒:当r=r0时,分子势能最小且小于零。EP的正负表示大小
物体的内能
物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
决定物体内能的因素(E内=Ek+Ep=NEk+Ep
)
1.从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数（N）、温度（T）和体积（V）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。
【答案】D
(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．
4.(单选)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
5.关于内能下列说法正确的是
(　　)
A．任何状态下处于任何位置的物体都具有内能
B．机械能大的物体内能一定大
C．静止在地面上的物体无内能
D．空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多
E.机械能为零，内能不为零是可能的
AE
四、物体的内能跟机械能的区别
3.机械能可以为零，内能不为零
1.物体内能发生变化，机械能不一定变化；机械能发生变化，物体的内能也不一定变化
2.它们之间可以转化（如摩擦生热、内燃机）
课堂小结
?分子因热运动而具有的能量
?同温度下各分子的分子动能ＥK
不同
?分子动能的平均值仅和温度有关
?分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量
?
r＜r0时,r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0时,r↑→ＥP↑。ｒ＝ｒ0时，ＥP最低
?ＥP随物态的变化而变化
?物体内所有分子的ＥK
和ＥP
总和
?物体的内能与温度和体积有关
1.下列说法正确的是（
）
A.
温度低的物体内能小
B.
温度低的物体分子平均动能小
C.
温度低的物体内分子运动的平均速率小
D.
物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
B
内能是由温度和体积共同决定的，所以只是温度低并不能说内能一定小，但分子的平均动能一定小，A错误，B正确；温度是分子平均动能的标志，但和分子的速率无关，C错误；平均动能是由温度决定的，和分子速度无关，D错误。
课后巩固