高中物理选修三选修3-3第七章第五节分子平均动能、分子势能、分子内能--教案
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。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。弹簧拉伸，Ep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，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。
小结：分子势能随着分子间距离变化而变化，而组成物体的大量分子间距离若增大（减小）则宏观表现为物体体积增大（减小）。可见分子势能跟物体体积有关。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。
人教版高三物理选修3《分子动理论》教案及教学反思
人教版高三物理选修3《分子动理论》教案及 教学反思 一、教学内容简介 本节课《分子动理论》是高三物理选修3课程的其中一部分。教学内容主要涵盖了分子动力学基本概念、分子间作用力和分子均方速率公式等方面。以班上学生为例，大多数学生学习过程中对分子动理论并不陌生,因为课本中存在一些介绍分子动理论的简单案例，如热胀冷缩等。尤其是分子均方速率公式这一部分，是他们之前在化学课中接触过的，因此初步学习过程中较易掌握。 二、教学目标 （一）知识目标 本节课的知识目标主要是让学生掌握： 1.分子动理论的基本概念和分子间作用力的分类； 2.掌握分子均方速率公式； 3.培养学生对物理公式的推导能力和运用能力。 （二）能力目标 1.培养学生观察能力、思维能力和实验操作能力； 2.提高学生的学习策略和方法； 3.培养学生的自学能力和自信心。 三、教学过程 （一）导入 讲师会利用热胀冷缩这个例子，与学生互动探讨物质的微观结构和宏观现象之间的关系，旨在引起学生对于新知识的注
意力和浓厚兴趣。同时还会温故而知新，帮助学生回顾与分子动理论相关的知识点。 （二）讲授 在讲授掌握分子动力学基本概念的基础知识后，讲师将紧 接着向学生提出分子均方速率公式的推导过程，这将需要学生运用之前学过的公式和相关物理概念进行推导。这一部分讲解结束后，讲师将向学生介绍分子间作用力，然后详细讲解弹性形变和塑性形变。 （三）实验 在讲授完分子动理论的相关知识点后，讲师会针对分子均 方速率公式这一部分，引导学生进行实验操作。首先，讲师会给出实验步骤和所需实验器材，然后通过实验让学生亲身体验分子动理论的真实表现，进一步巩固和深化学生对分子动理论的理解和认知。 （四）练习 在实验操作结束后，讲师将为学生布置一些相关练习问题，以让学生巩固所学和应用所掌握的知识点。练习问题难度分别设计简单、中等和困难，以满足不同层次的学生需求。 （五）讲解 学生完成练习后，讲师将对练习问题进行讲解，帮助学生 排除困难、加深理解。同时，讲师会引导学生进行思考和技巧运用，以帮助学生提高自学能力和自信心。 （六）课堂总结 课堂总结是本节课的重要环节，也是教师进行教学反思和 学生评价的主要途径。在讲师进行概述和回顾教学内容的时候，
人教版高中物理选修3-3第七章分子动理论讲义：第5讲
第5讲内能 [目标定位] 1.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.知道什么是分子势能，分子势能随分子距离变化的关系．理解分子势能与物体的体积有关． 3.知道什么是内能，知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关． 4.能够区别内能和机械能． 一、分子动能 1．定义：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能． 2．分子的平均动能：所有分子的热运动动能的平均值． 3．温度的微观意义：温度是分子热运动的平均动能的标志． 二、分子势能 1．定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能． 2．分子势能的决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关． (2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关． 三、内能 1．定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． 2．决定因素：物体所含的分子总数由物质的量决定，分子的热运动平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响． 3．物体的内能跟物体的机械运动状态无关． 想一想在高空中高速飞行的飞机中的物体，内能一定大吗？ 答案不一定．内能包括分子动能和分子势能，分子动能决定于温度，分子势能决定于体积，物体的内能与机械能是完全不同的概念．物体速度大，高度大，只是机械能大，内能不一定大． 一、对分子动能的理解 1．单个分子的动能
由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能 (1)温度是大量分子无规则热运动的客观表现，具有统计意义，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大、有的分子动能甚至还减小，个别分子的动能大小与温度没有关系，但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加． (2)分子的平均动能只由温度决定，与物质种类、质量、压强、体积无关，只要温度相同，分子的平均动能都相等，由于不同物质的分子质量不同，所以同一温度下，不同物质的分子运动的平均速率大小一般不同． 3．温度的意义 (1)宏观：描述物体的冷热程度． (2)微观：分子平均动能的标志． 例1下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是() A．某物体的温度是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，分子平均动能增加 D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高 答案 C 解析某种气体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动，A错误；当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，B错，C对；物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定高，D 错． 借题发挥(1)虽然温度是分子平均动能的标志，但是零度(0 ℃)时物体中分子的平均动能却不为零． (2)物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度是完全不同
新人教版选修3-3高中物理第七章 分子动理论教案
第七章分子动理论 抛砖引玉 本单元内容是研究微观的现象，这是一个全新的领域，其研究方法与研究机械运动是全然不同的。它的研究对象就不能像机械运动只研究某个物体或是由少数物体组成的物体系统，而是研究数目庞大的分子；研究的内容也不能像机械运动那样简单，只研究物体受力后其运动的规律，而是研究分子间复杂的相互作用、分子运动与热现象的关系、物体三种状态的性质及物体三态变化的规律等；研究方法也不同，因为是研究大量分子运动的表征，所以研究方法采用统计学的方法，以物体中分子集体运动的统计规律去描述物体分子运动的规律。这些可以在本单元开始研究前就做好铺垫，本单元研究完后，再做一个对比性的分析，使学生初步了解统计物理学的研究方法。 因为我们研究的都是一些微观的现象，学生理解起来比较困难，所以在讲解的过程中，最好多通过一些实验和生活中的实例去引导学生理解，有条件的学校还可开发一些计算机软件辅助教学。 在介绍油膜去测阿伏加德罗常数时，可做一个演示实验，使学生知道实验的方法，最后引导学生课下去做。这里关键是使学生明白油滴靠重力的作用，它在水平面上缓慢摊开，为了减小摊开的面积，用油的体积要尽量的小，为达此目的，可将一滴油溶入一较大体积的溶剂中，然后以这样的溶液一滴滴滴在水面上，可得一较小面积的油面，即可测量其面积。 实验可按以下方法做： （1）用有刻度的移液管吸取1ml油酸，令其一滴滴地滴出，看共有多少滴。若为a滴。 （2）将一滴油酸溶入酒精，制成20ml的油酸酒精溶液。再用移液管吸取1ml该溶液、看能滴几滴。若为b滴。 （3）取1滴该溶液滴在水面上，静置一天后测出油面的面积。 一滴该溶液含油酸的体积： 3 20 /1 cm b a v ? = 最后要向学生交待，这个实验测出的结果只是表示了分子的一个粗略的数量观念，反映了分子所占有的空间。 在做酒精和水混合的实验时，先把加点红色的水灌下去，而后将酒精沿管壁缓慢注入，混合前酒精与水的体积比为52:48，实验效果较好。实验完毕分析时要注意强调：是分子重新分布的结果，一部分分子空隙被其他分子占据了，不能简单地认为水分子和酒精分子互相插入。 布朗运动可以用仪器模拟或计算机软件模拟，但都不如实际做一下布朗运动的实验。这个实验虽有一定的难度，但只要细心点还是能比较容易地做出。选用好的松
高中物理选修3-3全册精品教案
厦门新谱教育高中物理选修3-3全册精品教案第七章分子动理论 (2) 7.1 物质是由大量分子组成的 (2) 第一节物质是由大量分子组成的 (2) 7.2 分子的热运动 (4) 第二节分子的热运动 (5) 7.3 分子间的相互作用力 (7) 第三节分子间的相互作用力 (7) 7.4 物体的内能 (10) 第四节物体的内能 (10) 第八章气体 (13) 8.1 气体的等温变化玻意耳定律 (13) 第一节气体的等温变化玻意耳定律 (13) 8.2 气体的等容变化和等压变化 (15) 第二节气体的等容变化和等压变化 (15) 8.3 气体理想气体的状态方程 (17) 第三节气体.理想气体的状态方程 (18) 8.4气体实验定律的微观解释 (20) 第四节气体实验定律的微观解释 (21) 第九章物体和物态变化 (24) 9.1 固体 (24) 第一节固体 (24) 9.2 液体 (25) 第二节液体 (25) 10.1、2 功和内能热和内能 (28) 第一节功和内能热和内能 (28) 10.3 热力学第一定律能量守恒定律 (29) 第三节热力学第一定律能量守恒定律 (29) 10.4 热力学第二定律 (30) 第四节热力学第二定律 (30) 10.5 能源环境和可持续发展 (32) 第五节能源环境和可持续发展 (32)
第七章分子动理论 7.1 物质是由大量分子组成的 教学目标 1、知识与技能 （1）知道一般分子直径和质量的数量级； （2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位； （3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。 2、过程与方法：通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。形成正确的唯物主义价值观。 3、情感、态度与价值观 教学重难点 （1）使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法； （2）运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。 教学教具 （1）教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样； （2）演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。 教学过程： 第一节物质是由大量分子组成的 （一）热学内容简介 （1）热现象：与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。 （2）热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。 （3）热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。 （二）新课教学 1、分子的大小：分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？ （1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。 演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。如图1所示。 提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？（如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m） （2）利用离子显微镜测定分子的直径。 看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着
高中物理高二选修3-3第7章第5节 内能(空中课堂 城阳二中 刘衍勇)
5内能 [学习目标] 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志，是微观粒子热运动的宏观表现． 2．知道什么是分子势能，了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系． 3．知道什么是物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关． 4．了解内能和机械能的区别. 一、分子动能 1．定义：做________的分子所具有的动能叫分子动能． 2．分子的平均动能 (1)定义：物体内所有分子的动能的________叫作分子的平均动能． (2)决定因素：________是物体分子热运动平均动能的标志． [思考]温度高的物体中每个分子的动能都大吗？ 二、分子势能 1．定义：由于分子间存在着________力，因此分子组成的系统也存在着由分子间的___________决定的势能，这种势能叫分子势能． 2．决定因素 (1)微观上：分子势能的大小由分子间的___________决定． (2)宏观上：分子势能的大小与物体的________有关． 3．变化规律 (1)当分子间距离r＞r0时，分子间的作用力表现为______力，分子间距离增大时，分子力做______功，因此分子势能随分子间距离的增大而________． (2)当分子间距离r＜r0时，分子间的作用力表现为________力，分子间距离减小时，分子力做________功，因此分子势能随分子间距离的减小而________． (3)当分子间距离r＝r0时，分子力为零，分子势能________． [思考]当物体的体积增大时，分子势能一定增大吗？ 三、内能 1．定义：物体中所有分子的热运动________与____________的总和，叫作物体的内能． 2．特点：组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以________物体都具有内能． 3．决定因素 (1)微观因素：物体内能的大小由组成物体的________个数、分子热运动的____________和分子间的
高中物理选修3-3第七章 分子动理论5 内能
5内能 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别． 科学思维：通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系． 一、分子动能 1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量． 2．分子的平均动能 所有分子热运动动能的平均值． 3．温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志． 二、分子势能 1．分子势能：由分子间的相互位置决定的能． 2．决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关． (2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关． 三、内能 1．内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． 2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．3．相关因素 (1)物体所含的分子总数由物质的量决定． (2)分子热运动的平均动能由温度决定． (3)分子势能与物体的体积有关． 故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响． 1．判断下列说法的正误． (1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度．(×) (2)温度是分子平均动能的标志．(√) (3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化．(√)
(4)温度高的物体内能大．(×) 2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________． (2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________． 答案(1)大(2)大 一、分子动能 (1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？ (2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？ (3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？ 答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能． (2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变． (3)不是．分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关． 1．单个分子的动能 (1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能． (2)由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义． 2．分子的平均动能 (1)定义：物体内所有分子的动能的平均值． (2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的． 3．物体内分子的总动能 物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关． 例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是() A．两种气体分子的平均动能相等 B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
高中物理第七章分子动理论人教版选修33
第七章分子动理论 教课目的： 1．知识目标 经过例题的解说，使学生对本章的基本观点和基本规律有进一步地理解，并能娴熟应用本章知识剖析解决物理问题。 2．能力目标 在娴熟掌握基本观点、基本规律的基础上，能够剖析和解决一些实质问题。 3．物理方法教育目标 经过复习，培育学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习必定的研究问题的科学方法。 复习要点： 对物理观点的深刻含义、对物理观点的综合性运用 教课方法： 复习发问，讲练联合，教案导学 教具 投电影，教案 教课过程 一、本章知识点归纳 〔一〕分子动理论的基本内容 ［学生活动］议论总结分子动理论中学过的知识点。 ［教师］用多媒体逐条画出显示学生总结的内容： 1．物质是由大批分子构成的 -10 〔 1〕分子体积很小，它的直径的数目级是10 m. 油膜法测分子直径：d V ，V是油酸体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积。S 〔2〕分子质量很小：一般分子质量的数目级为 10-26 kg 〔3〕伏加德罗常数： 1 mol 的任何物质含有的微粒数同样，这个数的丈量值
N=6.02 ×1023 mol -1。 2．分子的热运动 〔1〕扩散现象：相互接触的物体的分子相互进入对方的现象，温度越高，扩散越快。 〔2〕布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不暂停的无规那么运 动。颗粒越小，运动越显然，温度越高，运动越强烈。 3．分子间的相互作使劲 〔1〕分子间同时存在相互作用的引力和斥力，往常所说的分子力为分子间引力和斥力的协力。 〔2〕特色：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大那么减小，随分子间距离的减 小而增大，但斥力比引力变化得快。 r =r 0时， F 引 =F 斥， F=0 r＜r 0时， F 引＜F 斥，分子力 F 为斥力 r＞r 0时， F 引＞F 斥，分子力 F 为引力 r ＞10r 0时， F 引 =F 斥=0，F=0 ［投影］例 1分子间的相互作使劲既有斥力f斥，又有引力 f 引，以下说法正确的选项是〔〕 A．分子间的距离越小， f 引越小， f 斥越大 B．分子间的距离越小， f 引越大， f 斥越大 C．当分子间距离由r 0渐渐增大的过程中，分子力先增大后减小 D．当分子间距离由r 0渐渐减小的过程中，分子力渐渐增大 ［学生活动］解答本例题 ［教师剖析］分子之间的相互作使劲与分子之间的距离关系如以下列图所示： 由图可知分子间距离的变化与分子力的变化的关系为：分 子间的 f 引和 f 斥均随分子间的距离减小而增大。所以 A 选项错 误。 分子力与分子间距离r 的关系，由图所示可知，当分子间 距离由 r 0渐渐增大的过程中分子力是先增大后减小，当分子间 距离由 r 0渐渐减小的过程中，分子力渐渐增大。故本题BCD正
高中物理选修3-3优质学案：第七章 分子动理论 章末总结
章末总结
一、阿伏加德罗常数的相关计算 阿伏加德罗常数N A是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。若物质的摩尔质量记为M，摩尔体积记为V，则有 (1)一个分子的质量m0＝M N A。 (2)固体、液体中每个分子的体积：V0＝V N A＝ M ρN A。 气体中只能求每个分子所占的空间：V0＝M ρN A。 (3)质量为m的物体所含分子数：N＝m M N A。 体积为V′的物体所含分子数：N＝V′ V N A。 [例1]很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气摩尔质量 M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1。试估算： (1)囊中氮气分子的总个数N； (2)囊中氮气分子间的平均距离。(结果保留一位有效数字) [解析](1)设N2的物质的量为n，则n＝ρV M 氮气的分子总数N＝ρV M N A 代入数据得N＝3×1024。
(2)每个分子所占的空间为V0＝V N 设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝3V0＝3V N 代入数据得a≈3×10－9 m。 [答案](1)3×1024(2)3×10－9 m 二、实验：用油膜法估测分子的大小 [例2]在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中： (1)关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是() A.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的 面积 B.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积 C.油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸去计算油膜的面积 (2)实验中，将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，又测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，在水面上形成面积为0.2 m2的单分子薄层，由此可估算油酸分子的直径d＝________ m。 [解析](1)油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜的面积。选项D正确。 (2)V＝ 1 200× 1 50cm 3＝10－10 m3，d＝V S＝ 10－10 0.2m＝5×10 －10 m。 [答案](1)D(2)5×10－10 三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用 分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似，但却有着本质的区别。
高中物理 热和内能教案 新人教版选修3
10.2、热和内能 教学目标 1．了解内能改变的两种方式：做功、热传递． 2．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度． 3．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的． 重点、难点分析 1、改变内能两种方式及内能改变量度 2、对做功和热传递对改变内能是等 效的理解． 教具 细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒〔带活塞〕、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等． 教学过程 复习引入 1．内能：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．2．动能：由于分子在不停地做着无规那么热运动而具有的动能．它与物体的温度有关〔温度是分子平均动能的标志〕． 3．势能：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，这就是分子势能．它和物体的体积有关． 4．内能：与物体的温度和体积有关． 根据讨论结果，小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变． 新课教学
1．提出问题2．问题讨论 问：如何改变物体的内能呢？〔可以改变物体的温度或体积．〕 问：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体〔如一杯水、一块铁块〕的内能是否改变呢？ 把准备好的钢丝拿出来，想办法让你手中的钢丝的内能增加 2．寻找解决问题的办法 讨论：有的想到“摩擦〞，有的想到“折〞，有的想到“敲打〞，有的想到用“钢锯锯〞，有的想到“烧〞，有的想到“晒〞，有的想到“烤〞，有的想到“烫〞、“冰〞等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了．〔把“摩擦〞、“折〞、“敲打〞、“锯〞写在一起，把“烧〞、“晒〞、“烤〞、“烫〞、“冻〞或者“冰〞写在一起． 3．知识的提练 问：比较一下，本质上有什么相同或不同点．〔阅读课本38~39页倒数第四段．〕刚才所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？ 答：可以分为做功和热传递两类。其中，“摩擦〞、“折〞、“敲打〞、“锯〞是属于做功，“烧〞、“晒〞、“烤〞、“烫〞、“冰〞属于热传递． 演示课本38页的实验．〔慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来．〕 问：刚才两次实验，为什么会出现结果的不同？ 答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热交换，其温度会突然升高，至乙醚的着火点，它便燃烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热交换，它的温度就不会升高太多，达不到乙醚的着火点，那么不燃烧．阅读课本39页实验，分析气体对外做功的情况．问：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢？ 答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬天，手冷时，两手互相搓一搓；古人钻木取火等等．
最新人教版高中物理选修3-3第七章《分子动理论》
第七章分子动理论 知识建构 专题应用 专题一分子动理论的理解与应用 分子动理论的内容是：物体是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，分子之间同时存在着引力和斥力。布朗运动和扩散现象说明了分子永不停息地做无规则运动。 1．布朗运动：尽管布朗运动本身并不是分子运动，但由于它的形成原因是由于分子的撞击，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在。 具体地讲：(1)布朗运动永不停息，说明分子的运动是永不停息的；(2)布朗运动路线的无规则，说明分子的运动是无规则的；(3)温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，说明分子无规则运动的剧烈程度还与温度有关。在宏观上与温度有关的现象称为热现象。 布朗运动的种种特征充分表明：分子永不停息地做无规则运动——热运动。 2．扩散现象：(1)从浓度高处向浓度低处扩散；(2)扩散快慢除与此物质的状态有关外，还与温度有关；(3)从微观机理看，扩散现象说明了物体的分子都在不停地运动着。 【专题训练1】关于分子动理论，下列说法正确的是()。 A．分子间的引力和斥力不能同时存在 B．组成物质的分子在永不停息地做无规则运动 C．布朗运动与分子运动是不同的 D．扩散现象和布朗运动都反映了分子永不停息地做无规则运动 专题二分子力曲线与分子势能曲线 分子力随分子间距离变化的图象与分子势能随分子间距离变化的图象非常相似(如图所示)，但却有着本质的区别。现比较如下：
1．分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快。 对外表现的分子力F是分子间引力和斥力的合力。 2．在r
高中物理 1.4 分子动能和分子势能教案 新人教版选择性必修第三册-新人教版高二第三册物理教案
分子动能和分子势能 【教学目标】 1．知道分子的动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标准。 2．知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。 3．知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。【教学重难点】 掌握三个概念（分子动能、分子势能、物体内能）。 【教学过程】 一、复习导入 1．分子动理论 （1）物体是有大量分子组成。 （2）分子在做永不停息的无规则热运动。 （3）分子间存在着相互作用的引力和斥力。 2．气体压强的微观解释 气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。 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、新课教学 （一）分子动能 物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。 1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能。 2．平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。 实验：扩散快慢与温度的关系 结论：扩散的快慢受温度影响。温度越高，分子运动越快。 布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。 依照分子动理论，这说明温度升高后，分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示
高二物理 选修3-3 第七章 分子动理论教案
选修3-3 第七章分子动理论 1、物体由大量分子组成 油膜法估算分子大小； 多数分子大小的数量级为10-10 阿伏伽德罗常数N A=6.0 1023mol-1 2、分子的热运动 扩散、布朗运动、热运动 3、分子间的作用力 4、温度和温标：T=t+273.15℃ 5、内能 分子动能分子势能 沙场点兵 （不定项选择） 1、（2014北京）下列说法正确的是( ) A、物体温度降低,其分子热运动的平均动能 B、物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C、物体温度降低，其内能一定增大 D、物体温度不变，其内能一定不变 2、（2013北京）下列说法正确的是（） A、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B、液体分子的无规则运动称为布朗运动 C、物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D、物体对外界做功，其内能一定减少 3、（2013福建）下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f与分子势能E p随分子间距离r
变化关系的图线是（） 4、（2010全国）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 5、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r 第七章分子动理论全章复习 学习目标：1、掌握分子动理论的基本观点，知道阿伏加德罗常数的意义 2、能通过实验测分子的大小 3、理解内能的概念 1、分子动理论 2 3、内能： 例1：一滴石油体积为10-3cm3,把它滴在平静的湖面上，扩散成面积为2.5m2的单分子层油膜，则石油的半径为多少？（2×10-10m）例2、根据分子动理论，物质分子间距离为r0时分子所受到的引力与斥力相等，以下关于分子 （） A．当分子间距离是r0 B．当分子间距离是r0 C D 三、课题练习： 1、两个分子从靠近的不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法中正确的是（） A．分子间的引力和斥力都在减小 B．分子间的斥力在减小，引力在增大 C．分子间的作用力在逐渐减小D．分子间的作用力，先减小后增大，再减小到零2、下列说法正确的是（） A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的热量全部转化为机械能 C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿佛加德罗常数 D．内能不同的物体，它们分子运动的平均动能可能相同. 3、有甲乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是（） A、不断增大 B、不断减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大. 4、氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是（） A、氧气的内能较大 B、氢气的内能较大. C、两者的内能相等 D、氢气分子的平均速率较大. 5、分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则（） A、F引和F斥同时存在的. B、F引总是大于F斥，其合力总表现为引力 C、分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大，故表现为斥力 D、分子间距离越大，F引越大，F斥越小，故表现为引力 6．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（） A．温度计示数上升B．温度计示数下降 C．温度计示数不变D．示数先下降后上升 7、下列关于布朗运动的说法中正确的是（） A.将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映 B.布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关 C.布朗运动的激烈程度与温度有关 D.微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性 分子动理论 知识网络： 内容详解： 一、物质是由大量分子组成的 ●单分子油膜法测量分子直径. ●1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯. ●对微观量的估算： ①分子的两种模型：球形和立方体 ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 分子质量：mol A M m N = 分子体积：mol A V v N = 分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 二、分子永不停息的做无规则的热运动 ●扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象,说明了物质分子在不停地运动,同时还说明分子间有间隙,温度越高扩散越快. ●布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的. ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小,布朗运动越明显；温度越高,布朗运动越明显. ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的. ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动. ●热运动：分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈. 三、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小.但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图中两条虚线所示.分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分 子力.在图象中实线曲线表示引力和斥力的合力随距离变化的情况.当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,0r 的数量级为1010-m,相当于0r 位置叫做平衡位置.当分子距离的数量级大于 m 时,分子间的作用力变得十分微弱, 可以忽略不计. 四、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度,微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志.热力学温度与摄氏温度的关系：273.15T t K =+ 五、内能 ●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.分子势能的大小与分子间距离有关,分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映. ① 当0r r >时,分子力为引力,当r 增大时,分子力做负功,分子势能增加. ② 当0r r <时,分子力为斥力,当r 减少时,分子力做负功,分子是能增加. ● 物体的内能 物体中所有分子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并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的.〔理想气体的内能只取决于温度〕 ● 改变内能的方式： ① 做功. ② 热传递. 练习： 1．根据分子动理论,物质分子间距离为r 0时分子所受到的引力与斥力相等,以下关于分子势能的说法正确的是 〔 〕 A ．当分子间距离是r 0时,分子具有最大势能,距离增大或减小时势能都变小 B ．当分子间距离是r 0时,分子具有最小势能,距离增大或减小时势能都变大 C ．分子间距离越大,分子势能越大,分子距离越小,分子势能越小 D ．分子间距离越大,分子势能越小,分子距离越小,分子势能越大 2．在下列叙述中,正确的是 〔 〕 A ．物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大 B ．布朗运动就是液体分子的热运动 C ．一切达到热平衡的系统一定具有相同的温度 第1讲分子动理论内能 考点1 微观量的估算 1．分子的两种模型 (1)球体模型直径d＝36V π .(常用于固体和液体) (2)立方体模型边长d＝3 V0.(常用于气体) 对于气体分子，d＝3 V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平 均距离． 2．与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法 (1)宏观物理量：物体的质量m，体积V，密度ρ，摩尔质量M mol，摩尔体积V mol. (2)微观物理量：分子的质量m0，分子的体积V0，分子直径d. (3)宏观量、微观量以及它们之间的关系. 1．(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3 )，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( ACE ) A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A M B ．a 克拉钻石所含有的分子数为 aN A M C ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3 N A ρπ(单位为m) D ．每个钻石分子直径的表达式为6M N A ρπ (单位为m) E ．每个钻石分子的质量为M N A 解析：a 克拉钻石的摩尔数为 0.2a M ，则所含分子数为0.2a M N A ，A 正确，B 错误；每个钻石 分子的体积为M ×10－3ρN A ＝16πd 3 ，则其直径为36M ×10－3 N A ρπ(m)，C 正确，D 错误；每个钻石分子 质量为M N A ，E 正确． 2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V ＝1.6 L ，氙气密度ρ＝6.0 kg/m 3 ，氙气摩尔质量M ＝0.131 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －1 .试估算：(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N ； (2)灯头中氙气分子间的平均距离． 解析：(1)设氙气的物质的量为n ， 则n ＝ ρV M ，氙气分子的总个数N ＝ρV M N A ≈4×1022 个． (2)每个分子所占的空间为V 0＝V N 设分子间平均距离为a ，则有V 0＝a 3 ， 内能 目标导航 (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)知道什么是分子的势能；知道改变分子间的距离，分子势能就发生变化；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。 (4)能够区别内能和机械能。 诱思导学 １．分子动能 （１）分子平均动能 做热运动的分子，都具有动能，这就是分子动能。由于分子运动的无规则性，若想研究单个分子的动能是非常困难、也是没有必要的。热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，所以，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，即分子平均动能。 （２）温度是物体分子热运动平均动能的标志。 说明：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。分子平均动能的大小由温度高低决定：温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小；温度不变，分子的平均动能不变。温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，可能有个别的分子动能反而减小。 ②分子的平均动能大小只由温度决定，与物质的种类无关。也就是说，只要处于同一温度下，任何物质分子做热运动的平均动能都相同。由于不同物质分子的质量不尽相同，因此，在同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。 ２．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。分子势能的大小有分子间的相互位置决定。分子势能的变化非常类似于长度变化的弹簧中的弹性势能的变化。 （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。具体情况如下：人教版高二物理选修3-3导学案：3-3-6分子动理论全章复习(无答案)
高中物理选修3-3知识复习提纲：第七章-分子动理论(人教版)
2020版高考物理一轮复习第1讲分子动理论内能教案新人教版选修3_3
【高中物理】高中物理人教版选修3-3教案 《内能》