物理物體的內能教案

教學目標

（1）知道什麼是物體的內能

（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，並説明分子動能與温度的關係，再又分子力説明分子勢能的存在，最後總結出內能的概念

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），當分子間距離大於平衡距離時，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；當分子間距離小於平衡距離時，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於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係如上圖所示．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於彈簧的平衡位置，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．分子平均動能與温度有關，温度越高，分子平均動能越大，温度越低，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）的關係比較複雜：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：機械能與內能有着本質的區別，對於同一物體，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温度升高，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，最好能舉例説明．

--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

温度是分子平均動能的標誌，温度越高，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，温度越高，分子平均動能越大，但並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．

當分子間距離大於平衡距離時，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；當分子間距離小於平衡距離時，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於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係如圖所示．

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；温度相等，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、温度的水比冰內能多，由於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．

機械能與內能有着本質的區別，對於同一物體，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温度升高，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説法中正確的是

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、物體降温時，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：對於機械能和內能，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：查閲資料，設計原理，實際操作

評價： 方案的可行性、科學性、可操作性