【高中物理】功、热和内能的改变 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、内能一、分子动能1.分子动能：组成物质的分子由于热运动而具有的能。一、分子动能2.分子热运动的平均动能：所有分子动能的平均值。一、分子动能2.分子热运动的平均动能：所有分子动能的平均值。温度是分子热运动的平均动能的标志。温度表示物体的冷热程度思考：（1）温度高了，是不是每个分子的运动都剧烈了？（2）温度高了，是不是物体的运动速率一定大了？（3）在一个密闭容器里装有一定质量的水，水的温 度为100C，对它加热，水变成了100 C的水蒸 气，请问100C的水和100 C的水蒸气，它们的 分子热运动的平均动能相同吗？（1）温度高了，是不是每个分子的运动都剧烈了？答：不是每个分子的运动都剧烈了。（2）

2、温度高了，是不是物体的运动速率一定大了？答：物体的运动速率不一定变大。（3）在一个密闭容器里装有一定质量的水，水的温 度为100C，对它加热，水变成了100 C的水蒸 气，请问100C的水和100 C的水蒸气，它们的 分子热运动的平均动能相同吗？答：它们的分子热运动的平均动能相同。二、分子势能势能，又称位能，由相互作用的物体的相对位置决定。重力势能弹性势能二、分子势能1.分子势能：分子间因存在相互作用力所具有的由它们的相对位置决定的能。分子间有分子力二、分子势能分子动理论：分子间既有引力，又有斥力，引力和斥力都随分子间的距离增加而减小，且斥力变化得更快。1010r r0 0O O O Or r

3、r r0 0F F分子分子二、分子势能2.思考：分子力做功W分子跟分子势能变化Ep之间有什么关系？1010r r0 0O O O Or rr r0 0F F分子分子二、分子势能2.思考：分子力做功W分子跟分子势能变化Ep之间有什么关系？类比WGEp二、分子势能2.思考：分子力做功W分子跟分子势能变化Ep之间有什么关系？类比二、分子势能2.思考：分子力做功W分子跟分子势能变化Ep之间有什么关系？类比W弹Ep二、分子势能2.思考：分子力做功W分子跟分子势能变化Ep之间有什么关系？W弹Ep分子力对分子做的功等于分子势能的减小量。WGEpW分子Ep类比相关力做功与物体的运动路径无关二、分子势能3.探究

4、：分子势能 Ep 跟分子间距离 r r 的关系1010r r0 0O O O Or rr r0 0F F分子分子情境：情境：假定两个分子的距离为无穷远时，它们的分子势能为 0。有两个分子，它们相距无穷远，使一个分子固定，另一个分子从无穷远逐渐向它靠近，直到相距很近很近。思考：思考：在整个过程中（提示：可以分阶段考虑）(1)分子力表现为什么力？分子力做正功还是负功？分子势能如何变化？(2)分子势能何处最低？说出理由(3)定性画出分子势能 Ep 与分子间距离 r 之间的关系曲线，要求能反映出分子势能变化的大致趋势。1010r r0 0r r0 0r rr r1010r r0 0O O O Or r

5、0 0（1）无穷远10 r0，r，F=0W分子=0，Ep=0 F F分子分子1010r r0 0r r0 0r rF引F引r r1010r r0 0O O O Or r0 0（1）无穷远10 r0，r，F=0W分子=0，Ep=0 10 r0 r0，r，F为引力 W分子做正功，Ep F F分子分子1010r r0 0r r0 0r rF斥F斥r r1010r r0 0O O O Or r0 0（1）无穷远10 r0，r，F=0W分子=0，Ep=0 10 r0 r0，r，F为引力 W分子做正功，Ep r0 最近，r，F为斥力 W分子做负功，Ep F F分子分子1010r r0 0r r0 0r r

6、F引F斥r r1010r r0 0O O O Or r0 0 10 r0 r0，r，F为引力 W分子做正功，Ep r0 最近，r，F为斥力 W分子做负功，Ep（2）r r0时，Ep 最低，且为负值F F分子分子1010r r0 0r r0 0r r1010r r0 0O O O Or r0 0r rF引F斥F F分子分子1010r r0 0r r0 0r r1010r r0 0O O O Or r0 0r rF引F斥无穷远10 r0，r Ep=0 10 r0 r0，r Ep r0 最近，r Ep r=r0 时，Ep最低E Ep p1010r r0 0r r0 0r rF引F斥分子势能模型与弹性

7、势能模型相似：弹簧的原长等效为分子的平衡位置r r0 0。弹簧弹性势能弹簧弹性势能0 0r r1010r r0 0O O O Or r0 0结论：选取 r10r0，Ep=0；rr0 ,分子势能 Ep 随分子间距离 r 的增大而增大；rr0 ,分子势能 Ep 随分子间距离 r 的减小而增大；r=r0，Ep 最低，为负值。E Ep pr r1010r r0 0O O O Or r0 0分子力分子力分子势能分子势能对比：分子势能曲线与分子力曲线r r1010r r0 0O O O Or r0 0分子力分子力分子势能分子势能对比：分子势能曲线与分子力曲线r r1010r r0 0O O O Or r0

8、 0E Ep p二、分子势能4.决定分子势能的因素（1）从微观上看，分子势能跟分子间距离有关；（2）从宏观上看，分子势能跟物体的体积有关。势能小结：1相关力做功跟路径无关，只跟始末位置有关；2相关力对物体做的功等于势能的减小量：3势能具有系统性，是系统共同具有的；4势能具有相对性，要规定零势能的位置。WFEp三、物体的内能1.内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。任何物体都具有内能。三、物体的内能2.决定内能的因素：从微观上看：内能由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定；从宏观上看：内能由物体的摩尔数（质量）、温度和体积三个因素决定。三、物体的内能3.

9、物体的内能和机械能的区别：（1）能量的形式不同：内能是由组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能；机械能是由整个物体的机械运动及与其它物体间相对位置而使物体具有的能。三、物体的内能3.物体的内能和机械能的区别：（2）决定能量的因素不同：内能由物体的温度和体积决定；机械能由机械运动的速率与地球的相对位置或物体形变所决定的。在热现象的研究中，一般不考虑物体的机械能。三、物体的内能3.物体的内能和机械能的区别：（3）在一定条件下，两者可以相互转化。木块从粗糙斜面下滑，问：木块具有什么能？能量之间如何转化？例题关于物体的内能，以下说法正确的是()A不同的物体，若温度相同，则内能也相等 B物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大 C晶体熔化时，温度不变，则内能也不变 D物体的机械能损失时，内能却可能增加D课堂小结物体的内能分子动能分子势能1.分子热运动的平均动能2.温度是分子热运动的平均动能的标志3.宏观上由温度决定1.类比思路：r 变化 W分子 Ep2.r r0,r Ep ；rr0，r Ep r=r0 时，Ep最低3.宏观上由体积决定思考作业：思考作业：根据重力势能、弹性势能、分子势能等的根据重力势能、弹性势能、分子势能等的共同点，请你总结什么是势能？共同点，请你总结什么是势能？