高中物理 模块要点回眸 第9点 内能和机械能的区别与联系素材 新人教版选修3-3（通用） 2页

第9点　内能和机械能的区别与联系 ‎ 项目 内能 机械能 对应的运动形式 热运动 机械运动 决定因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体机械运动的速度、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 说明：(1)内能是系统内部分子动能与分子势能的总和，与系统的微观运动状态有关，机械能是系统动能和势能的总和，与系统的宏观运动状态有关．‎ ‎(2)由于分子势能与重力势能都具有相对性，故内能和机械能也具有相对性．一般选分子斥力等于分子引力的点为零分子势能点，选地面为零重力势能点．‎ 对点例题　重1 ‎000 kg的汽锤从‎2.5 m高处落下，打在质量为‎200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高‎40 ℃‎以上，汽锤至少应落下多少次？设汽锤撞击铁块时损失的机械能有60%用来升高铁块的温度．[g取‎10 m/s2，铁的比热容c＝460 J/(kg·℃)]‎ 解题指导　设汽锤需要下落n次 由能量的转化和守恒定律得：n·mgh·η＝cmΔt 解得：n≈245.3‎ 因此至少应下落246次．‎ 答案　246次 规律总结　此类问题一般从能量守恒和转化的角度去分析，一种形式能量的减少，一定对应另一种形式能量的增加，且减少的量和增加的量相等，依此列方程求解即可．‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．物体自由下落时速度增大，所以物体的内能也增大 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 解析　物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定，分子动能不可能为零，而物体的动能可能为零，所以选项A、B均不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，所以C项也不正确；由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以D项正确．故正确答案为D.‎