【物理】2020届一轮复习人教版内能学案 9页

‎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．(2015·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 rr0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753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754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