資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
版本科目年級課時教學設計
課題
分子動能和分子勢能
單元
1
學科
物理
年級
選修3
學習目標
物理觀念：知道分子的動能，知道物體的溫度是分子平均動能大小的標準。科學思維：知道分子的勢能跟物體的體積有關，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規律。科學探究：知道什么是物體的內能，物體的內能與哪個宏觀量有關，能區別物體的內能和機械能。科學態度與責任：通過對分子內能與物體機械能的分析，體會宏觀與微觀的區別。
重點
分子動能、分子勢能、物體內能
難點
溫度的宏觀和微觀意義，內能和機械能的區別
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
地面附近的物體所受的重力是G,由于重力做功具有跟路徑無關的特點，所以存在重力勢能。重力勢能由地球和物體的相對位置決定。分子間的作用力做功是否也具有這一特點呢?
思考重力勢能的特點
類比舊知識，引入新知識。讓學生參與課題，活躍課堂氣氛。
講授新課
一、分子動能組成物質的分子永不停息地做無規則運動（觀看氣體分子的無規則運動）1．分子動能：組成物體的分子由于熱運動而具有的能叫做分子動能．
2．平均動能：物體里所有分子動能的平均值叫做分子熱運動的平均動能
．溫度與分子動能的關系（動畫演示溫度與分子動能的關系）溫度越高，分子運動越快3.溫度
（1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度．（2）微觀含義（即從分子動理論的觀點來看）:溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志，溫度越高，物體分子熱運動的平均動能越大．需要注意：1.同一溫度下，不同物質分子的平均動能都相同．但由于不同物質的分子質量不一定相同．所以分子熱運動的平均速率不一定相同．2.溫度反映的是大量分子平均動能的大小，不能反映個別分子的動能大小，同一溫度下，各個分子的動能不盡相同．課堂練習1、有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內分子平均速率比乙氣體內平均速率大，則（
）A．甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度B．甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度C．甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度D．甲氣體的每個分子運動都比乙氣體每個分子運動的快解析：同一溫度下，不同物質分子的平均動能都相同．但由于不同物質的分子質量不一定相同．所以分子熱運動的平均速率不一定相同．答案：C二.分子的勢能地面上的物體,由于與地球相互作用：重力勢能發生彈性形變的彈簧,
相互作用：彈性勢能分子間相互作用：分子勢能1、分子勢能:分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由它們的相對位置所決定的能.2、分子勢能與分子間距離的關系當r≈10-10m數量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。（類似于彈簧處于原長）當r＜r0時，分子間的作用力表現為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。（類似于彈簧被壓縮）當r＞r0時，分子間的相互作用表現為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。（類似于彈簧被拉長）分子勢能與分子間距離的關系（動畫演示）
3、決定分子勢能的因素（1）從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關。（2）從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關。①一般選取兩分子間距離很大（r＞10r0）時，分子勢能為零。②在r＞r0的條件下，分子力為引力，當兩分子逐漸靠近至r0過程中，分子力做正功，分子勢能減小。③在r＜r0的條件下，分子力為斥力，當兩分子間距離增大至r0過程中，分子力也做正功，分子勢能也減小。④當兩分子間距離r＝r0時，分子勢能最小。課堂練習2、如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示．F>0為斥力，F<0為力．a、b、c、d為x軸上四個特定的位置．現把乙分子從a處由靜止釋放，則(　　)A．乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大解析：a到c，甲分子受引力作用做加速運動，分子力做正功，分子勢能減小。c到d，甲分子受斥力作用做減速運動，分子力做負功，分子勢能增大答案：BC三、物體的內能1．物體的內能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能．也叫做物體的熱力學能．2．任何物體都具有內能．因為一切物體都是由不停地做無規則熱運動并且相互作用著的分子所組成．3．決定物體內能的因素　（1）從宏觀上看：物體內能的大小由物體的摩爾數、溫度和體積三個因素決定．　（2）從微觀上看：物體內能的大小由組成物體的分子總數，分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定．四、物體的內能跟機械能的區別
課堂練習3、關于分子動能，正確的說法是(　　)A．某種物體的溫度是0
℃說明物體中分子的平均動能為零B．物體溫度升高時，每個分子的動能都增大C．物體溫度升高時分子的平均動能增大D．物體的運動速度越大，則物體的溫度越高解析：分子在永不停息地運動；平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大；說明物體的動能越大，這并不能代表物體內部分子的熱運動，物體的溫度不一定高。答案：C拓展提高1、對于20
℃的水和20
℃的水銀，下列說法正確的是(　　)A．兩者的分子平均動能相同B．水銀的分子平均動能比水的大C．兩者的分子平均速率相同D．水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小解析：溫度相同，內部的分子平均動能都相等；分子平均動能與質量和速度有關水銀的分子質量大，平均速率小。答案：AD拓展提高2、分子間距增大時，分子勢能將
(
)A．增大B．減小C．不變D．不能確定解析：分子勢能如圖
所示，由于不知道
r
從何處增大，因此不能確定分子勢能的變化情況。
答案：D拓展提高3、下列關于物體內能的說法中正確的是(　　)A．0
℃的水比0
℃的冰的內能大B．物體運動的速度越大，則內能越大C．水分子的內能比冰分子的內能大D．100
g
0
℃的冰比100
g
0
℃的水的內能小解析：分子數不確定；機械能與內能無關；討論單個分子的內能沒有意義；同樣質量的冰變成水要吸收熱量，物體的內能要增加。答案：D
觀看視頻，理解分子的無規則運動觀看flash動畫，理解溫度與分子動能的關系。總結結論：溫度越高，分子運動越快從宏觀和微觀兩個方面來理解溫度的含義完成練習類比重力勢能、彈性勢能來理解分子勢能的概念。觀看動畫。理解分子勢能隨分子間距離變化的關系。完成課堂練習。完成本節課拓展提高。
吸引學生注意力，引出分子動能的概念。變抽象為具體，讓學生更加直觀的理解溫度與分子動能的關系。強調平均動能和單個分子動能的區別。溫度是分子平均動能的標志。運用“類比”的方法，讓學生理解分子勢能與分子間距離的關系。讓知識點更直觀，更容易理解。類比物體的內能和機械能，引導學生分析其中的聯系和區別。鞏固本節課所學知識
課堂小結
一、分子動能二、分子的勢能三、物體的內能四、物體的內能跟機械能的區別
學生總結本節課學習的內容。
課堂小結由學生完成，能幫助學生形成知識框架，更好的理解和應用知識。
板書
一、分子動能
溫度
二、分子的勢能
分子勢能與分子間距離的關系決定分子勢能的因素三、物體的內能四、物體的內能跟機械能的區別
梳理知識結構。
展示本節課知識框架，幫助學生記憶。
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精品試卷·第
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分子動能和分子勢能
人教版高中物理
必修3
新知導入
地面附近的物體所受的重力是G,由于重力做功具有跟路徑無關的特點，所以存在重力勢能。重力勢能由地球和物體的相對位置決定。分子間的作用力做功是否也具有這一特點呢?
新知講解
組成物質的分子永不停息地做無規則運動
一、分子動能
1．分子動能：組成物體的分子由于熱運動而具有的能叫做分子動能．
2．平均動能：物體里所有分子動能的平均值叫做分子熱運動的平均動能
．
新知講解
溫度越高，分子運動越快
溫度與分子動能的關系
新知講解
3.溫度
（1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度．
（2）微觀含義（即從分子動理論的觀點來看）:溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志，溫度越高，物體分子熱運動的平均動能越大．
需要注意：
1.同一溫度下，不同物質分子的平均動能都相同．但由于不同物質的分子質量不一定相同．所以分子熱運動的平均速率不一定相同．
2.溫度反映的是大量分子平均動能的大小，不能反映個別分子的動能大小，同一溫度下，各個分子的動能不盡相同．
課堂練習
1、有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內分子平均速率比乙氣體內平均速率大，則（
）
A．甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度
B．甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度
C．甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度
D．甲氣體的每個分子運動都比乙氣體每個分子運動的快
C
同一溫度下，不同物質分子的平均動能都相同．但由于不同物質的分子質量不一定相同．所以分子熱運動的平均速率不一定相同．
新知講解
1、分子勢能:分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由它們的相對位置所決定的能.
二.分子的勢能
地面上的物體,由于與地球相互作用
重力勢能
發生彈性形變的彈簧,
相互作用
彈性勢能
分子間相互作用
分子勢能
新知講解
2、分子勢能與分子間距離的關系
當r≈10-10m數量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。
當r＜r0時，分子間的作用力表現為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。
當r＞r0時，分子間的相互作用表現為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。
新知講解
分子勢能與分子間距離的關系
新知講解
3、決定分子勢能的因素
（1）從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關。
（2）從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關。
①一般選取兩分子間距離很大（r＞10r0）時，分子勢能為零。
②在r＞r0的條件下，分子力為引力，當兩分子逐漸靠近至r0過程中，分子力做正功，分子勢能減小。
③在r＜r0的條件下，分子力為斥力，當兩分子間距離增大至r0過程中，分子力也做正功，分子勢能也減小。
④當兩分子間距離r＝r0時，分子勢能最小。
課堂練習
2、如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示．F>0為斥力，F<0為力．a、b、c、d為x軸上四個特定的位置．現把乙分子從a處由靜止釋放，則(　　)
A．乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動
B．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大
C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小
D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大
a到c，甲分子受引力作用做加速運動，分子力做正功，分子勢能減小
c到d，甲分子受斥力作用做減速運動，分子力做負功，分子勢能增大
由圖象可得
BC
新知講解
1．物體的內能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能．也叫做物體的熱力學能．
2．任何物體都具有內能．因為一切物體都是由不停地做無規則熱運動并且相互作用著的分子所組成．
3．決定物體內能的因素
　（1）從宏觀上看：物體內能的大小由物體的摩爾數、溫度和體積三個因素決定．
　（2）從微觀上看：物體內能的大小由組成物體的分子總數，分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定．
三、物體的內能
新知講解
四、物體的內能跟機械能的區別
內能和機械能是兩種不同形式的能量,結合下表分析這兩種能量的區別和聯系.
內能
機械能
物質的量、物體的
溫度和體積及物態
永遠不等于零
常見的能量形式
影響因素
大小
對應的運動形式
聯系
微觀分子熱運動
分子動能、
分子勢能
在一定條件下可以相互轉化
一定條件下
可以等于零
物體的機械運動的速度、
相對于零勢能面的高度
或彈性形變量
物體動能、重力
勢能或彈性勢能
宏觀物體機械運動
課堂練習
3、關于分子動能，正確的說法是(　　)
A．某種物體的溫度是0
℃說明物體中分子的平均動能為零
B．物體溫度升高時，每個分子的動能都增大
C．物體溫度升高時分子的平均動能增大
D．物體的運動速度越大，則物體的溫度越高
分子在永不停息地運動
平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大
說明物體的動能越大，這并不能代表物體內部分子的熱運動，物體的溫度不一定高
C
拓展提高
1、對于20
℃的水和20
℃的水銀，下列說法正確的是(　　)
A．兩者的分子平均動能相同
B．水銀的分子平均動能比水的大
C．兩者的分子平均速率相同
D．水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小
溫度相同，內部的分子平均動能都相等
分子平均動能
水銀的分子質量大，平均速率小
AD
拓展提高
2、分子間距增大時，分子勢能將
(
)
A．增大
B．減小
C．不變
D．不能確定
解析：分子勢能如圖
所示，由于不知道
r
從何處增大，因此不能確定分子勢能的變化情況
D
拓展提高
3、下列關于物體內能的說法中正確的是(　　)
A．0
℃的水比0
℃的冰的內能大
B．物體運動的速度越大，則內能越大
C．水分子的內能比冰分子的內能大
D．100
g
0
℃的冰比100
g
0
℃的水的內能小
分子數不確定
討論單個分子的內能沒有意義
同樣質量的冰變成水要吸收熱量，物體的內能要增加
機械能與內能無關
D
課堂總結
一、分子動能
四、物體的內能跟機械能的區別
三、物體的內能
二、分子的勢能
板書設計
一、分子動能
溫度
二.分子的勢能
分子勢能與分子間距離的關系
三、物體的內能
決定分子勢能的因素
四、物體的內能跟機械能的區別
作業布置
課后練習和同步練習
謝謝
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