物理教案之《物體的內能》

教案時間：2021-08-31 手機版

　　教學目標

　　(1)知道什么是物體的內能

　　(2)知道物體內能的組成

　　(3)知道分子動能和分子勢能與哪些因素有關

　　教材分析

　　分析一：教材先由所學知識推出分子動能的存在，并說明分子動能與溫度的關系，再又分子力說明分子勢能的存在，最后總結出內能的概念

　　分析二：分子勢能在微觀上與分子間距離有關(宏觀上表現為體積)，當分子間距離大于平衡距離時，分子力表現為引力，此時增大分子間距離，分子力作負功，分子勢能增加;當分子間距離小于平衡距離時，分子力為斥力，此時減小距離，分子力還是做負功，分子勢能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時分子勢能最小，但不一定為零，因為分子勢能是相對的。分子勢能與分子間距離的關系如上圖所示。分子勢能可與彈性勢能對比學習，分子相距平衡距離時相當于彈簧的平衡位置，但對比學習時，也要注意兩者的區別。

　　分析三：比較兩物體內能大小，需要考慮到分子平均動能、分子勢能和分子總個數。分子平均動能與溫度有關，溫度越高，分子平均動能越大，溫度越低，分子平均動能越小。分子勢能與分子間距離(宏觀上表現為體積)有關，分子間距離改變(宏觀上表現為體積改變)，分子勢能改變，但分子勢能與分子間距離(體積)的關系比較復雜：分子間距離增大，分子勢能可能增大，也可能減小，即體積增大，分子勢能可能增大，也可能減小。因此我們不能單從體積的改變上判斷分子勢能如何改變，而是往往要視具體情況而定。

　　分析四：機械能與內能有著本質的區別，對于同一物體，機械能是由其宏觀運動速度和相對高度決定的，而內能是由物體內部分子無規則運動和聚集狀態決定。例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高，其機械能不變，而內能發生了改變。

　　教法建議

　　建議一：在分析物體內能時要充分利用前三節所學分子動理論的基本觀點，由舊有知識推導出新知識。

　　建議二：在講分子勢能時，最好能與彈簧的彈性勢能進行類比學習。

　　建議三：在區分機械能與內能時，最好能舉例說明。

　　教學重點：內能的組成，分子動能和分子勢能分別與哪些因素有關。

　　教學難點：分子勢能

　　一、分子動能

　　溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子運動越劇烈，分子平均動能越大。分子平均速度和平均動能是一個宏觀統計概念，溫度越高，分子平均動能越大，但并不是所有分子動能都增大，個別分子動能還有可能減小。

　　二、分子勢能

　　由分子間作用力決定的一種能量，與分子間距離有關，宏觀上表現出與物體體積有關。

　　當分子間距離大于平衡距離時，分子力表現為引力，此時增大分子間距離，分子力作負功，分子勢能增加;當分子間距離小于平衡距離時，分子力為斥力，此時減小距離，分子力還是做負功，分子勢能增加;由此可見分子間距離等于平衡距離時分子勢能最小，但不一定為零，因為分子勢能是相對的。分子勢能與分子間距離的關系如圖所示。

　　三、物體的內能

　　物體內所有分子的動能和分子勢能的總和叫內能。

　　例1：相同質量的0℃水與0℃的冰相比較

　　A、它們的分子平均動能相等

　　B、水的分子勢能比冰的分子勢能大

　　C、水的分子勢能比冰的分子勢能小

　　D、水的內能比冰的內能多

　　答案：ABD

　　評析：質量相同的`水和冰，它們的分子個數相等;溫度相等，所以分子平均動能相等，因此它們總的分子動能相等。由水結成冰，需要釋放能量，所以相同質量、溫度的水比冰內能多，由于它們總的分子動能相等，所以水比冰的分子勢能大。本題很容易誤認為水結成冰，體積增大，所以內能增大。

　　機械能與內能有著本質的區別，對于同一物體，機械能是由其宏觀運動速度和相對高度決定的，而內能是由物體內部分子無規則運動和聚集狀態決定。例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高，其機械能不變，而內能發生了改變。

　　例2：下面有關機械能和內能的說法中正確的是

　　A、機械能大的物體，內能一定也大