物体的内能。

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第七章A物体的内能
一、教学任务分析
物体的内能是继机械能之后学习的另一种形式的能。学习内能既认识了微观世界的分子具有能量，也为以后学习能的转化和能量守恒定律等知识奠定基础。
学习物体的内能需要以分子动理论、物体的动能、势能、机械能等知识为基础。
以实验创设情景，通过对问题的讨论，引入学习物体的内能，以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。
通过DIS实验和学生实验，使学生知道“外力对物体做功，物体的内能增加”，“物体对外做功，内能减少”的变化规律。
通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量关系的研究。
在学习分子势能时，与重力做功、重力势能变化类比，使学生体验“类比”的方法；在学习物体的内能时，感受初步的统计规律概念；在研究做功使物体内能发生变化的过程中，感受“实验探究”的方法，培养学生的观察、分析、判断、推理、归纳等能力；在学习焦耳对热与功当量关系的研究中，体验科学家在探究真理过程中的科学精神。
二、教学目标
1．知识与技能
（1）知道分子的动能，知道温度是分子热运动平均动能的标志。
（2）知道分子势能，知道分子势能跟物体的状态和体积有关。
（3）知道物体的内能。
（4）知道内能变化的两个途径：做功和热传递。知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
2．过程与方法
（1）通过学习分子势能，认识“类比”的科学方法。
（2）通过学习内能的概念，感受统计规律的研究方法。
（3）通过研究做功使物体内能发生变化的学习过程，认识“实验探究”的方法。
3．情感、态度价值观
（1）通过观察和动手操作实验，体验乐于科学探究的情感。
（2）通过对焦耳的简单介绍，感悟科学家在探究真理过程中的科学精神。
三、教学重点与难点
重点和难点：物体的内能；内能变化的两个途径。
四、教学资源
1、器材
（1）演示实验：
①分别装有冷、热水的杯子各一只，温差电池、小电扇
②铜管、绳子、温度传感器、数据采集器、计算机。
③圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。
（2）学生实验：
①烧杯两只、红墨水、冷、热水。
②酒精灯、试管、试管夹、活塞。
2、课件：柴油机的结构及工作过程flash课件。
五、教学设计思路
本设计内容包括三个方面：一是物体的内能；二是内能变化的两个途径；三是做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
本设计的基本思路是：以实验创设情景，激发学生的好奇心。通过对问题的讨论，引入学习物体的内能，以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。通过结合日常生活经验进行交流讨论，在实验的基础上，得出改变物体内能的两个途径。通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量关系的研究，知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
本设计要突出的重点和要突破难点是：物体的内能和内能变化的两个途径。方法是：以实验和分析为基础，根据学生在初中和前阶段学习时已经掌握的知识，结合学生的亲身体会，应用实验和动画演示对实例进行分析，掌握物体的内能和内能变化的两个途径，从而突出重点，并突破难点。
本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受“类比”、“实验探究”、“归纳推理”等科学方法；感悟科学家的探究精神，提高学习的兴趣。
完成本设计的内容约需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
情景演示实验1
内装一定质量、不同水温的上、下两只杯子，杯体上标明水的温度值。其中，上方的杯底有一块半导体材料制成的温差电池，电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的温度不同时，风扇会不停转动。
设问1：驱动风扇运转的能量来自何处？
活动I学生实验1
取两杯温度不同、体积相同的清水，分别滴入一滴红墨水，观察发生的变化。
活动II大家谈
列举内能发生变化的实际事例。
设问2：如何使内能发生变化？
活动III演示实验2DIS实验
用温度传感器研究摩擦与热的关系。观察温度变化曲线，分析拉动次数和对应的温度变化情况。
活动Ⅳ演示实验3
演示压缩空气，硝化棉燃烧。
播放柴油机的结构及工作过程的flash课件。
活动V学生实验2
用酒精灯加热试管中的水，沸腾时，可以看到活塞被冲出，试管壁上有小水珠生成。
活动Ⅵ历史回眸
介绍焦耳对热与功当量关系的研究。
3、教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节，通过实验观察与讨论，归纳得出物体内能的概念，以及物体的内能与温度、体积和状态的关系。
第二环节，通过DIS实验和学生实验的研究，认识改变物体内能的两条途径。
第三环节，通过“历史回眸”，介绍焦耳对热与功当量关系的研究，知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
七、教案示例
（一）情景引入:
1、观察演示实验1，提出问题
演示实验1：内装一定质量、不同水温的上、下两只杯子，杯体上标明水的温度值。其中，上方的杯底有一块半导体材料制成的温差电池，电池两极与一只小风扇构成回路。当上下杯水的温度不同时，风扇会不停转动。
设问1：驱动风扇运转的能量来自何处？
2、导入新课
我们可以用这节课学习的知识来回答上面的问题。
（二）物体的内能
物体由大量分子组成，分子在不停地做无规则的热运动。
1、分子动能
学生实验1：取两杯温度不同、体积相同的清水，分别滴入一滴红墨水，观察发生的变化。
结论：温度越高，分子的无规则运动（热运动）越剧烈。
温度是物体分子热运动平均动能的标志。
2、分子势能
分子势能随分子间距离的变化而变化，分子势能与物体的状态和体积有关。
类比：重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。
分子间作用力做正功，分子势能减少，分子间作用力做负功，分子势能增加。
3、物体的内能
（1）热现象是大量分子热运动的宏观表现，是大量分子运动的统计结果。
（2）内能与温度的区别。
温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。
（3）内能与机械能的区别。
定义决定量值测量
内能物体内所有分子动能和势能之和由物体温度、体积和状态决定任何物体都有内能，不为零无法测量
机械能物体的动能，重力势能和弹性势能统称跟宏观运动状态，参照系和零势能点的选取有关可以为零可测量
大家谈：列举内能发生变化的实际事例。
设问2：如何使物体的内能发生变化？
（三）改变内能的途径
1、做功可以改变物体的内能
（1）外界克服摩擦力做功，使物体的内能增加。
演示实验2：用温度传感器研究摩擦与热的关系。铜管内插入温度传感器，拉动绳子，观察软件界面上温度变化曲线，分析拉动次数和对应的温度变化情况。
结论：摩擦做功越多温度升高越大，摩擦做功越快温度升高越快。克服摩擦力做功，物体温度升高，内能增加。
（2）压缩气体做功，气体内能增加。
演示实验3：活塞压缩玻璃管内的空气，硝化棉燃烧。
结论：压缩空气做功，使空气温度升高，内能增大，达到硝化棉的燃点使棉花燃烧。
播放柴油机的结构及工作过程的flash课件，进一步认识压缩气体做功可以使气体内能增加。
（3）气体对外做功，内能减少。
学生实验2：用酒精灯加热试管中的水，沸腾时，可以看到活塞被冲出，试管壁上有小水珠生成。
结论：试管内的气体推动活塞做功时，气体内能减少，温度降低，使试管内水蒸气液化成小水滴。
2、热传递可以改变物体的内能
（四）做功和热传递对改变物体的内能是等效的
介绍“历史回眸”栏目中焦耳对热与功当量关系的研究，知道做功和热传递对改变物体的内能是等效的，感悟科学家的探究精神。

（五）应用
回顾新课导入时创设的情景，解释小风扇转动的原因：上下两个杯子的水温相同时，风扇没有转动；而当两个杯子水温相差较大时，风扇在很快转动。实际上是利用温差来发电，从而使马达旋转，这个实验说明在一定条件下物体的内能可以转化为电能。
（六）总结（略）
（七）作业布置（略）

精选阅读

11．4物体的内能热量

11．4物体的内能热量
一、教学目标
1．知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。
2．知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。
3．知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。
二、重点、难点分析
1．教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。
2．区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。
三、教学方法：教师讲解，课件演示
四、教具：计算机、大屏幕、多媒体课件
五、教学过程
（－）引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。
【板书】第四节物体的内能
（二）进行新课
【板书】1．分子的动能、温度
物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。
学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。
另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。
我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。
【板书】温度在宏观上表示物体冷热程度，微观上是大量分子热运动平均动能大小的标志
【板书】2．分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。
当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。
如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。
既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。
【课件演示】分子势能的大小与分子间距离有关
【板书】分子势能的大小与分子间距离有关，宏观上与物体的体积有关
【板书】3．物体的内能
（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。
提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？
根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。
（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。
提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？
通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。
【板书】（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
（2）物体的内能和物体的机械能是不同的
（三）课堂练习：
1．判断下面各结论是否正确？
（1）温度高的物体，内能不一定大。
（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。
（3）内能大的物体，温度一定高。
（4）内能相同的物体，温度一定相同。
（5）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。
答案：（1）、（2）是对的。
2．在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？
（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。
（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。
（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。
（4）分子的内能不变。
答案：以上四个结论都不对。
（四）课堂小结
（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。
（2）要掌握两个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系。
（五）布置作业：完成课本练习四（P79）第（2）、（4）题。
教学建议
这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

《物体的内能》教学反思

俗话说，磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗？下面是小编精心为您整理的“《物体的内能》教学反思”，仅供参考，希望能为您提供参考！

《物体的内能》教学反思

一、《物体的内能》这堂课不管从教学内容设计还是从教学实施或是教学效果看，无疑是一节成功的课，展示了执教者个人的教学风格、魅力，充分体现教师对课堂的组织能力、调控能力和创新精神，以及独特的教学风格，同时也是一堂优秀示范课。

(一)从教学内容设计有效性看《物体的内能》成功之处

1、知识结构合理、重难点突出、难易也适度。本节以“物体的内能”为题，从学生原有的知识经验入手，引出热运动和内能的概念，弄清内能和温度的关系，着重讨论了改变内能的两种方法：做功和热传递，最后以具体的学生熟悉例子（如何改变可乐内能）讨论改变内能的两种方法是等效的。

2、始终以学生原有的知识、经验为起点，联系学生的生活实际。如引入时用红墨水扩散现象入手；在讲改变内能方法之前，让学生设计判断温度变化的方法等。

3、注重教学资源的开发和利用。如课堂使用了多种温度计用来增大实验的可见度。

(二)从教学实施有效性看《物体的内能》成功之处

1、教学过程中充分利用了科学学科特点来创设教学情境，营造民主、和谐、互动、开放的学习氛围。如通过“假如没有温度计你有哪些方法判断温度的变化？”的活动，引导学生主动参与讨论、交流和解决问题。

2、能根据教学实际需要进行准确、熟练的实验和现代教育技术应用，充分体现学科的特点，以实验和观察、科学探究为主要教学方法和手段。

3、学生参与主动、热情高涨，参与面广，并能积极的提出有意义的方法、问题、见解。

(三)从教学效果看《物体的内能》成功之处

1、绝大多数学生学习积极主动，能对重点知识改变内能的方法有较深刻的认识。

2、通过本堂的学习，学生的表达能力、观察能力以及实验设计能力等得到煅炼和提升。同时激发学生对科学兴趣和热爱。

二、这堂《物体的内能》让我学习的地方很多，当然也有让我思考的地方。

(一)在学习了内能概念后教师提出这么一个问题：你有哪些方法判断温度的变化？当然学生表现相当出色，他们的思维得到了煅炼，能设计出各种各样判断温度变化的方法。

思考一：是否应该对学生的各种设计给以适当简明的点评，特别是其中有几种不是很恰当的方法。本堂课中教师开火车式的让学生发表他们的看法和见解，但教师不管对错都一笑而过，这种模糊的态度，是不是也会让学生对自己的方法很模糊，甚至对其它学生也有误导。

思考二：判断温度变化主要方法有两种，一是用人的眼、手等的感觉来判断；二是用各种温度计。让学生设计这么多奇特的方法，是否有误导之嫌，为什么把简单的问题一定要复杂化呢？如果学生以后研究时也这么复杂的想问题、设计问题，是不是让他们走弯路，他们成功的机会会不会大大的降低？

思考三、这个问题是不是象教参中那样设计更好些：内能为什么会发生变化？你能否举出几个物体的内能发生改变的实例来？这样做一方面能看看学生的原有知识经验，另一方面也能为下面学习埋下伏笔，也同样能培养学生的思维，问题也更明确了。

(二)对用压缩空气引燃仪探究对气体压缩做功内能增大时实验失败的思考。

思考一、实验是我们科学的基础，也是我们学习科学的主要方法，而教材中很多实验的成功率都很低，在这里教师是否可以课前录制成功实验的视频以备不测之需，我想视频应该不同于动画，学生的学习很大程度上本来就是建立在对教材和教师的信任上的。

思考二、改进实验，测量压缩前后密封瓶内的温度变化，这一点本来很难做到，不过用点式温度计对改进实验应该不成问题了（在课堂中教师有使用过）。

三、本人就这节课对初中科学实验谈谈一些不成熟的看法。

本节课做了“搓手后手的温度升高用红外线进行测量。”我个人认为有些不妥。科学以实验为基础的学科，但是不是说教材中的实验非做不可呢？许多知识学生已经有经验，无需大动干戈地去做实验来验证。如在浮力这节上教材中安排了一个把矿泉水压入水中，让学生看到放手后瓶水上浮了，类似于这样的难度的实验六册中不下20个。还有些实验在教材中重复出现的，很多教师盲目的做实验，可以不用做也创造条件去实验，显然对学生的抽象思维、逻辑推理、计算能力的培养和煅炼起到负面的作用，我们都知道很多科学的发现来自于推理、计算等其它方法，实验不是我们唯一的方法，可现在学生这方面的能力实在让人担忧。而很多老师为了课堂搞形式、搞热闹，明明这堂课的时间很紧还一定凑出时间去做些可做可不做的实验，再如在《生物多样性和适应性》这一节中有一个探究蝎子为什么躲在沙子中的探究，教参中的目标是练习温度计使用，当然你有时间可以让学生猜想，设计控制变量法实验都行，老师在这个实验上花了好多时间，最后保护生物多样性意义和措施却草草了事。本人的观点是：1、探究性的，它的结论对下面学习至关重要的，并且实验没什么意外一定成功的，当然要做；2、课堂实验活动要做就得让学生有足够的时间。3、有些实验学生在家中也能完成可做为课后作业来完成。4、对教材中现象不明显或成功率不高或受仪器限制的实验可以采用课前准备的视频（因为对一些结论还不知的失败实验让学生讨论失败的原因是没有意义的）5、那些学生已经有正确经验的能不做就不做。6、教师应该扬长避短，课堂调控能力、组织能力差的可以用演示。

物理教案物体的内能

教学目标
（1）知道什么是物体的内能
（2）知道物体内能的组成
（3）知道分子动能和分子势能与哪些因素有关

教学建议

教材分析
分析一：教材先由所学知识推出分子动能的存在，并说明分子动能与温度的关系，再又分子力说明分子势能的存在，最后总结出内能的概念

分析二：分子势能在微观上与分子间距离有关（宏观上表现为体积），当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，此时增大分子间距离，分子力作负功，分子势能增加；当分子间距离小于平衡距离时，分子力为斥力，此时减小距离，分子力还是做负功，分子势能增加；由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，因为分子势能是相对的．分子势能与分子间距离的关系如上图所示．分子势能可与弹性势能对比学习，分子相距平衡距离时相当于弹簧的平衡位置，但对比学习时，也要注意两者的区别．
分析三：比较两物体内能大小，需要考虑到分子平均动能、分子势能和分子总个数．分子平均动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大，温度越低，分子平均动能越小．分子势能与分子间距离（宏观上表现为体积）有关，分子间距离改变（宏观上表现为体积改变），分子势能改变，但分子势能与分子间距离（体积）的关系比较复杂：分子间距离增大，分子势能可能增大，也可能减小，即体积增大，分子势能可能增大，也可能减小．因此我们不能单从体积的改变上判断分子势能如何改变，而是往往要视具体情况而定．
分析四：机械能与内能有着本质的区别，对于同一物体，机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的，而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定．例如放在桌面上静止的木块温度升高，其机械能不变，而内能发生了改变．

教法建议
建议一：在分析物体内能时要充分利用前三节所学分子动理论的基本观点，由旧有知识推导出新知识．
建议二：在讲分子势能时，最好能与弹簧的弹性势能进行类比学习．
建议三：在区分机械能与内能时，最好能举例说明．

--方案

教学重点：内能的组成，分子动能和分子势能分别与哪些因素有关．
教学难点：分子势能
一、分子动能
温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子运动越剧烈，分子平均动能越大．分子平均速度和平均动能是一个宏观统计概念，温度越高，分子平均动能越大，但并不是所有分子动能都增大，个别分子动能还有可能减小．
二、分子势能
由分子间作用力决定的一种能量，与分子间距离有关，宏观上表现出与物体体积有关．
当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，此时增大分子间距离，分子力作负功，分子势能增加；当分子间距离小于平衡距离时，分子力为斥力，此时减小距离，分子力还是做负功，分子势能增加；由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，因为分子势能是相对的．分子势能与分子间距离的关系如图所示．

三、物体的内能
物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫内能．
例1：相同质量的0℃水与0℃的冰相比较
A、它们的分子平均动能相等
B、水的分子势能比冰的分子势能大
C、水的分子势能比冰的分子势能小
D、水的内能比冰的内能多
答案：ABD
评析：质量相同的水和冰，它们的分子个数相等；温度相等，所以分子平均动能相等，因此它们总的分子动能相等．由水结成冰，需要释放能量，所以相同质量、温度的水比冰内能多，由于它们总的分子动能相等，所以水比冰的分子势能大．本题很容易误认为水结成冰，体积增大，所以内能增大．
机械能与内能有着本质的区别，对于同一物体，机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的，而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定．例如放在桌面上静止的木块温度升高，其机械能不变，而内能发生了改变．
例2：下面有关机械能和内能的说法中正确的是
A、机械能大的物体，内能一定也大
B、物体做加速运动时，其运动速度越来越大，物体内分子平均动能必增大
C、物体降温时，其机械能必减少
D、摩擦生热是机械能向内能的转化
答案：D
评析：对于机械能和内能，它们是两种完全不同的形式的能，需要从概念上对它们进行区分．
四、作业

探究活动
题目：怎样测量阿伏加德罗常数
组织：分组
方案：查阅资料，设计原理，实际操作
评价：方案的可行性、科学性、可操作性

高考物理考点物体的内能温标复习

第二课时物体的内能温标

【教学要求】
1．知道物体的内能的概念，了解物体的内能与宏观物理量间的关系。
2．知道两种温标以及它们间的换算关系。
【知识再现】
一、内能
1．分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能．是分子平均动能的标志．温度越高，分子平均动能．
2．分子势能：由分子间的相互作用和决定的能量叫分子势能．分子势能的大小与物体的体积有关：①当分子间的距离rr0时，分子势能随分子间的距离增大而增大；②当rr0时，分子势能随分子间的距离减小而增大；③r＝r0时，分子势能最小．
3．物体的内能：物体内所有分子的
的总和叫物体的内能．
4．改变物体的内能的两种方式是
和．
二、温度(T或t)
1．两种意义：宏观上表示物体的；微观上标志物体内分子热运动的.它是物体分子的标志．
2．两种温标
摄氏温标：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为，沸点作为．
热力学温标T：单位K．把作为0K．绝对零度(0K)是的极限，只能接近不能达到．
两种温标的关系：每1度表示的冷热差别，两种温标是相同的，只是不同，所以二者关系为式：T＝t+273(K)，△T＝△t
知识点一对分子动能的理解
分子动能是指单个分子的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能不尽相同，所以单个分子动能没有意义，对大量的分子的动能才有意义。分子的平均动能是所有分子动能的平均值，温度是分子平均动能的标志。物体内分子运动的总动能是所有分子动能的总和，也等于分子平均动能与分子总数的乘积。
【应用1】当物体温度升高时，下列说法中正确的是（）
A．每个分子的温度都升高
B．每个分子的运动都加剧
C．每个分子的动能都增大
D．物体分子的平均动能增大
导示:温度是物体分子平均动能的标志，不代表个别分子的情况，所以温度升高后，只能说物体的分子平均动能增大，而对个别分子的一些说法都是无意义的。答案D正确。
当温度一定是，物体内分子动能的分布呈正态分布，即分子动能大的和小的数目较少，而处于中间某定值的分子数目较多。这个中间值与物体的温度有关。
知识点二对分子势能的理解
由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能。分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.分子势能的大小跟物体的体积有关系．
【应用2】（07苏州调研）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，纵轴表示分子间的相互作用力，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（）
A．乙分子由a到c的过程中，分子势能先减小后增大
B．乙分子由a到d的过程中，分子势能一直增加
C．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
D．乙分子由a到c做加速运动，到c时速度最大
导示:乙分子由a向甲分子运动时，运动到c之前一直为引力，分子力做正功，分子势能减少，速度增大，再靠近乙分子的过程中，分子间表现为斥力，分子力做负功，速度又要减小。故D正确。
知识点三物体内能的决定因素
物体内能的决定因素是依据物体内能的定义：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和。所以物体的内能与物体的温度、体积、物态和物质的量有关。又可分为微观决定因素：分子势能、分子平均动能、分子的数目。宏观因素：体积、温度、物质的量。
【应用3】判断下列说法，正确的是（）
A．温度高的物体，内能不一定大
B．同样质量的水100℃时的内能比60℃时大
C．内能相同的物体，温度一定相同
D．物体速度增大，则分子平均动能增大，内能也增大
导示:根据内能的决定因素可知，A选项正确。物体的速度与分子热运动的速度无关，D错，故选A。
分子的平均动能由温度惟一决定，个别分子的动能是没有意义的。分子势能是由物体体积决定的，具有相对性。物体的内能则由分子平均动能、总分子势能、分子数目共同决定。
知识点四温标间的换算
热力学温标与摄氏温标之间的换算关系为：T=t+273.15，温度每升高1C，在热力学温标中就升高1K，在量值上是相等的，只不过是规定的零起点不同而已。
【应用4】关于热力学温标的正确说法是（）
A．—33C=240K
B．热力学温标零度为—273C，叫绝对零度
C．摄氏温度与热力学温度都可以取负值
D．温度由tC升高到2tC，对应的热力学温度升高了273K+t
导示:在热力学温标中，273.15近似地认为是273，根据换算，AD正确，热力学温标零度为—273C，叫绝对零度是一种正常的说法，但摄氏温度中有负值，热力学温度中是没有负值的。故选ABD。
类型一内能、热量、机械能的比较
对于同一物体，机械能由物体的状态和位置决定，内能则与物体的温度、体积、物质的量有关，与物体宏观的机械运动无关。热量则是物体之间内能转移的一种量度。
【例1】关于机械能、内能、热量的说法正确的是（）
A．机械能大的物体，内能多，热量也多
B．物体机械能损失时，内能可以增加
C．物体机械能可以为零，内能也可以为零
D．物体温度不变，没有热量传递
导示:物体的机械能大，与内能无关，而热量则是热传递过程中量度内能转移的物理量，A错。机械能损失了，有可能就转化为该物体的内能了，内能可能增加，B对。物体的机械能可能为零，而内能为零是不可能的，C错。物体温度不变的过程中，也有可能有热传递，如对物体做了功，要保持温度不变，必有热传递过程，D错。故选B。
能量是状态量，物理中状态量的还有：动能、速度等，热量和功一样是过程量，过程量是在状态量发生变化过程中的一种量度。
类型二能量转化或转移的计算
辐射、熔解、汽化、液化、升华等物理过程中都伴随着能量的转化或转移，在能量转化和转移过程中往往涉及到有关能量计算问题，能的转化和守恒定律是该过程计算的依据。
【例2】(07扬州期末)某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率，制作了一个半径0.10m的0C的冰球，在环境温度为0C时，用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧秤下放在太阳光中。经过40min后弹簧秤的示数减少了3.5N。已知冰的熔化热λ＝3.35×105J/kg，请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在每平方米面积上的辐射功率(冰的熔化热是指一个标准大气压下1kg0C的冰熔化成0C的水所吸收的热量。设冰融化成水后，全部滴离黑布包着的冰球。g＝10m/s2，结果保留两位有效数字)。
导示:太阳光垂直照射时间t=2400s
面积＝m2
冰减少的质量＝0.35kg
冰吸收的热量J
由热平衡方程
所以W/㎡
另外，在计算热辐射时常用到一种模型：以辐射源为球心，从辐射源到吸热物体的距离为半径，作一个球面，看吸热物体的吸热面积，从而计算出吸热物体所吸收的热量。
类型二改变物体内能的两种方式
改变物体内能有两种方式，即做功和热传递，并且这两种方式对改变物体内能是等效的。
【例2】（07苏锡常镇一模）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中的箭头所示方向进行状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A，这一过程称为一个循环，对气体在该循环中的有关描述正确的是()
A．由A→B，气体的分子平均动能增大，吸收热量
B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加
导示:由A→B，气体温度升高，气体的分子平均动能增大，同时体积增大，气体要对外做功，所以要吸收热量，A正确。由B→C，气体体积不变，气体的分子数密度不变，温度降低，内能减小，B错。由C→A，温度降低，气体的内能减小，体积减小，外界对气体做功，必放出热量，C正确。经过一个循环过程后，气体又回到了原来状态，气体内能不变，D错。故选AC。
物体内能改变的两种方式中，要分清是由哪种情况而产生的，对内能改变是增加还是减小往往是解题的关键。
1．下列关于分子的动能，正确的是()
A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大
B．温度升高，物体内每个分子动能都增大
C．温度降低，物体内分子平均动能一定减小
D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关
2．关于分子势能，下列说法正确的是()
A．外力对物体做正功，分子势能增大
B．分子力做正功，分子势能增大
C．物体体积增大，分子势能增大
D．理想气体分子势能为零
3．(07高考理综北京卷)为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某位同学在保温瓶中灌入热水，先测量初始水温，经过一定时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号瓶内水量（mL）初始水温（℃）时间（h）末态水温（℃）
1100091478
2100098874
3150091480
41500981075
5200091482
62000981277
下列研究方案中符合控制变量方法的是()
A．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据
B．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据
C．若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据
D．若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据
4．（07南京检测）固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变．若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体的下列结论，其中正确的是（）
A．气体对外做功，气体内能减小
B．气体对外做功，气体内能不变
C．外界对气体做功，气体内能不变
D．气体从外界吸热，气体内能不变

参考答案：1．CD2．CD3．A
4．BD