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      物體的內能物理教案

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      物體的內能物理教案

      教學目標

      (1)知道什么是物體內能

      (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

      教學建議

      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.

      教學設計方案

      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

      B、物體做加速運動時,其運動速度越來越大,物體內分子平均動能必增大

      C、物體降溫時,其機械能必減少

      D、摩擦生熱是機械能向內能的轉化

      答案:D

      評析:對于機械能和內能,它們是兩種完全不同的形式的能,需要從概念上對它們進行區分.

      四、作業

      探究活動

      題目:怎樣測量阿伏加德羅常數

      組織:分組

      方案:查閱資料,設計原理,實際操作

      評價:方案的可行性、科學性、可操作性

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