高中物理最新-温度与内能教案 精品

1.3 温度与内能
【教学目标】
1．知识与技能：
1）知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志。

2）知道什么是分子势能，知道改变分子间的距离必须克服分子力做功，因而分子势能发生变化，知道分子势能跟物体体积有关。

3）知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。

2．方法与过程：
在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。

在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

3．情感、态度和价值观
培养学生综合宏观量来分析微观量的方法和能力
【重点难点】
1．教学重点
使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。

2．教学难点；
1）区分温度、内能、热量三个物理量
2）分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

【教学过程】
（一）引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。

另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。

那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程的设计
1．分子动能
问题情景分析：据分子动理论，组成物体的分子不停地做无规则运动，那么做热运动的分子也具有动能。

而物体里分子运动的速率各不相同，有的大，有的小，所以各个分子的动能并不相同。

由于碰撞的结果，各个分子的动能还会发生变化。

而在热现象的研究中，我们所关心的不是每个分子的动能，而是物体里所有分子的动能的平均值。

1）分子平均动能：物体里所有分子的动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能。

2）平均动能的决定因素：温度升高，物体分子的热运动加剧，分子热运动的平均动能也增加，温度越高，分子热运动的平均动能越大。

温度越低，分子热运动的平均动能越小。

结论：温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

2．分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决
定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，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。

这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。

如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep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，分子势能随分子间的距离增大而增大。

这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。

如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

总结：分子势能的得出：由于重物和地球间存在相互作用力，弹簧与物体间存在相互作用力，由它们的相对位置决定的能，称为势能。

这就是重力势能或弹性势能。

同样在分子间存在相互作用力，所以分子间具有它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能！
3. 内能
1.内能：物体内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。

一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子组成的，所以任何物体都具有内能。

2.内能的决定因素：物体的内能跟物体的温度和体积都有关系，温度变化时，分子的动能发生变化，因而物体的内能发生变化；体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化。

物体的内能还与物体所含的分子数有关。

因为内能是物体所有分子动能和分子势能的总和。

3.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，物体可以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无规则的热运动，分子之间彼此有相互作用。

课上练习：
①物体内部做无规则运动的能和分子势能的总和叫做物体的内能。

把冷水导入热水中，结果是热水变凉了些，冷水变热了些，这是利用的方式改变水的内能。

②甲、乙两种物质的比热之比是1：2，质量之比是2：3，它们吸收相同的热量时升高的温度之比是，升高相同的温度时吸收的热量之比为。

③在质量是500克的铝壶里装了2千克水，把这壶水从15℃加热到100℃，铝壶和水总一共吸收了多少热量？（有关比热请查书）
（三）课堂小结
1．温度是分子平均动能的标志
①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的。

②同一温度下，不同物质的分子平均动能都相同，但是由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速度大小不尽相同。

2．分子势能
①组成物质的分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这种势能叫分子势能。

②影响分子势能大小的因素：
分子势能的大小与分子间的距离有关，即与物体的体积有关，分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是负功有关。

势能的大小与物体间距离的关系有一个共同的规律：不论是重力势能、弹性势能、分子势能，还是以后要学习的电势能，当它们之间的距离发生变化时，它们之间的相互作用力如果是做正功，势能都要减小，如果是做负功，势能都要增大。

3．内能
①物体内所有分子的动能和势能之和叫内能。

②内能跟物体的温度和体积有关，还与物体内所含的分子数有关。

（四）教学反思。