物体的内能教案
教学目标(1)知道什么是物体的内能
(2)知道物体内能的组成
(3)知道分子动能和分子势能与哪些因素有关
教学建议
教材分析
分析一:教材先由所学知识推出分子动能的存在,并说明分子动能与温度的关系,再又分子力说明分子势能的存在,最后总结出内能的概念
分析二:分子势能在微观上与分子间距离有关(宏观上表现为体积),当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,因为分子势能是相对的.分子势能与分子间距离的关系如上图所示.分子势能可与弹性势能对比学习,分子相距平衡距离时相当于弹簧的平衡位置,但对比学习时,也要注意两者的区别.
分析三:比较两物体内能大小,需要考虑到分子平均动能、分子势能和分子总个数.分子平均动能与温度有关,温度越高,分子平均动能越大,温度越低,分子平均动能越小.分子势能与分子间距离(宏观上表现为体积)有关,分子间距离改变(宏观上表现为体积改变),分子势能改变,但分子势能与分子间距离(体积)的关系比较复杂:分子间距离增大,分子势能可能增大,也可能减小,即体积增大,分子势能可能增大,也可能减小.因此我们不能单从体积的改变上判断分子势能如何改变,而是往往要视具体情况而定.
分析四:机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定.例如放在桌面上静止的木块温度升高,其机械能不变,而内能发生了改变.
教法建议
建议一:在分析物体内能时要充分利用前三节所学分子动理论的基本观点,由旧有知识推导出新知识.
建议二:在讲分子势能时,最好能与弹簧的弹性势能进行类比学习.
建议三:在区分机械能与内能时,最好能举例说明.
教学设计方案
教学重点:内能的组成,分子动能和分子势能分别与哪些因素有关.
教学难点:分子势能
一、分子动能
温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子运动越剧烈,分子平均动能越大.分子平均速度和平均动能是一个宏观统计概念,温度越高,分子平均动能越大,但并不是所有分子动能都增大,个别分子动能还有可能减小.
二、分子势能
由分子间作用力决定的一种能量,与分子间距离有关,宏观上表现出与物体体积有关.
当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,因为分子势能是相对的.分子势能与分子间距离的关系如图所示.
三、物体的内能
物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫内能.
例1:相同质量的0℃水与0℃的冰相比较
A、它们的分子平均动能相等
B、水的分子势能比冰的分子势能大
C、水的分子势能比冰的分子势能小
D、水的内能比冰的内能多
答案:ABD
评析:质量相同的水和冰,它们的分子个数相等;温度相等,所以分子平均动能相等,因此它们总的分子动能相等.由水结成冰,需要释放能量,所以相同质量、温度的水比冰内能多,由于它们总的分子动能相等,所以水比冰的分子势能大.本题很容易误认为水结成冰,体积增大,所以内能增大.
机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定.例如放在桌面上静止的木块温度升高,其机械能不变,而内能发生了改变.
例2:下面有关机械能和内能的说法中正确的是
A、机械能大的物体,内能一定也大
B、物体做加速运动时,其运动速度越来越大,物体内分子平均动能必增大
C、物体降温时,其机械能必减少
D、摩擦生热是机械能向内能的转化
答案:D
评析:对于机械能和内能,它们是两种完全不同的形式的能,需要从概念上对它们进行区分.
四、作业
探究活动
题目: 怎样测量阿伏加德罗常数
组织: 分组
方案:查阅资料,设计原理,实际操作
评价: 方案的可行性、科学性、可操作性
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