初三物理第二講分子運(yùn)動(dòng)論內(nèi)能.doc

初三物理 第二講分子運(yùn)動(dòng)論 內(nèi)能一網(wǎng)上課堂 （一）本講主要內(nèi)容1 分子運(yùn)動(dòng)論的基本內(nèi)容.2 用分子運(yùn)動(dòng)論解釋擴(kuò)散等簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象.3 大量分子熱運(yùn)動(dòng)的速度、溫度、內(nèi)能三者間的關(guān)系.4 改變內(nèi)能的兩種方法.5 能量守恒定律，并用它解釋簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象. （二）學(xué)習(xí)指導(dǎo)1 本講知識(shí)結(jié)構(gòu)：2知識(shí)要點(diǎn)分析:（1） 分子運(yùn)動(dòng)論是熱學(xué)的基本理論，它的三個(gè)要點(diǎn)是： 物質(zhì)是由分子構(gòu)成的.分子很小，若把分子看成球形，其直徑d分子10-10m. 一切物體的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).擴(kuò)散現(xiàn)象向我們充分地證實(shí)了這一點(diǎn)，同時(shí)擴(kuò)散現(xiàn)象還說(shuō)明了分子之間有間隙，分子運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的冷熱程度溫度有關(guān).大量分子的運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng). 分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力.分子間有個(gè)平衡距離，分子力的大小隨著分子間距離的變化而改變：分子距離引力斥力變化引力斥力大小合力性質(zhì)r=r0f引=f斥0F分=0平衡力r<r0r f引,f斥f引<f斥F分=f斥-f引斥力r>r0r f引,f斥f引>f斥F分=f引-f斥引力r10r0f引=f斥=0F分=0無(wú)力（2） 固體、液體、氣體的分子結(jié)構(gòu)： 狀態(tài)性質(zhì)固體液體氣體晶體非晶體分子排列規(guī)則不規(guī)則堆積無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則分子距離最 小較 小最 大分子力最 大較 大無(wú)分子運(yùn)動(dòng)在平衡位置附近無(wú)規(guī)則振動(dòng)可在平衡位置附近振動(dòng)也可能在其他分子間移動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，只有碰撞時(shí)改變速度大小和方向，整體仍無(wú)規(guī)則宏觀現(xiàn)象保持一定的體積和形狀有流動(dòng)性，沒(méi)有一定形狀，有一定體積有流動(dòng)性，易壓縮，沒(méi)有一定的體積和形狀（3） 內(nèi)能的大?。?內(nèi) 能 = 所有分子（動(dòng)能 + 分子勢(shì)能） 微觀量分子數(shù)分子速度分子力、分子距離宏觀量質(zhì)量m溫度t物質(zhì)狀態(tài) 當(dāng)物體的質(zhì)量、溫度都不變時(shí)，它處于氣態(tài)時(shí)內(nèi)能最大，液態(tài)較小，固態(tài)最小.一切物體都具有內(nèi)能.即便是溫度降到絕對(duì)零度，分子動(dòng)能為零，但分子力仍存在，分子勢(shì)能不為零，物體仍然有內(nèi)能.注：內(nèi)能針對(duì)的是物體，而不是個(gè)別分子.（4） 內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別： 種類項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能決定因素大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用所決定的能量整個(gè)物體由機(jī)械運(yùn)動(dòng)的情況所決定的能量能量大小與物體的質(zhì)量、體積、溫度、狀態(tài)有關(guān)與物體的質(zhì)量、速度、高度，彈性形變的程度有關(guān)說(shuō)明一切物體都有內(nèi)能，靜止在水平地面上的物體可以認(rèn)為沒(méi)有機(jī)械能，但它有內(nèi)能.內(nèi)能和機(jī)械能是根本不同的兩種形式的能，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化.（5） 改變內(nèi)能的方法之一：做功 對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)增大.克服摩擦壓縮體積一般指 反復(fù)錘打 溫度明顯升高反復(fù)扭轉(zhuǎn)巨烈碰撞 物體對(duì)外做功，本身的內(nèi)能會(huì)減小.一般指物體體積膨脹做功（多研究氣體）（6） 改變內(nèi)能的方法之二：熱傳遞 條件：物體間存在溫度差（或同一物體各部分間存在溫度差）. 方向：熱總是從高溫物體傳向低溫物體（或由物體的高溫部分傳向低溫部分），直到它們溫度相同時(shí)為止. 熱量：在熱傳遞過(guò)程中，傳遞內(nèi)能的多少.符號(hào)：“Q”.單位：“J”. 內(nèi)能與熱量：熱傳遞時(shí)，高溫物體放出熱量.溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加. 熱傳遞的實(shí)質(zhì)：內(nèi)能從高溫物體傳遞給低溫物體. 兩種改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的.（7） 能量守恒定律： 各種形式的能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移.例如：熱傳遞：內(nèi)能由高溫物體轉(zhuǎn)移給低溫物體.碰撞：機(jī)械能由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一物體.摩擦：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.飛機(jī)、火箭：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.水輪機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.電動(dòng)機(jī)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.電熱器：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電燈：電能轉(zhuǎn)化為光能.太陽(yáng)灶：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.太陽(yáng)能電池：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，電池使用時(shí)：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.核電站：核能轉(zhuǎn)化為電能.等等. 各種形式的能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的總量保持不變. 定律內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變. 定律的意義： A是自然界中最普遍的定律之一.大到宇宙、天體，小到原子以至更小的粒子運(yùn)動(dòng)都遵守這一規(guī)律.B反映自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系.自然科學(xué)中包括物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)等，不同學(xué)科研究不同的自然現(xiàn)象對(duì)應(yīng)著各種形式的能量，而各種形式的能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，確立了各學(xué)科不是孤立的.C是我們認(rèn)識(shí)自然、利用自然的重要依據(jù).科學(xué)家對(duì)微觀粒子的研究中發(fā)現(xiàn)：衰變能量不守恒違背規(guī)律，說(shuō)明有未知事件存在，反復(fù)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，發(fā)現(xiàn)新粒子：中微子.當(dāng)前，人類要控制自然災(zāi)害、環(huán)境污染，研究的基點(diǎn)就是能量守恒定律. 3例題精講: 例一固體和液體很難被壓縮的原因是：（ ）A 分子間存在著斥力；B 分子間無(wú)空隙；C 分子在不停地運(yùn)動(dòng)；D 分子間無(wú)引力.分析及解：分子間總是同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，只是在某一時(shí)刻，是分子引力占優(yōu)勢(shì)，還是分子斥力占優(yōu)勢(shì)，要由分子間的距離來(lái)確定，D錯(cuò).酒精與水都是液體，將它們混合后總體積減小的實(shí)驗(yàn)表明：分子間存在著間隙，則B錯(cuò).“分子在不停地運(yùn)動(dòng)”這句話本身不錯(cuò)，但它不是固體、液體很難壓縮的理由，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)最激烈，然而氣體都很容易壓縮，故C也不是應(yīng)選擇的答案.事實(shí)上，正是因?yàn)榉肿娱g存在著斥力，而且隨分子間距離的減小而越顯示出它的優(yōu)勢(shì).這才使得固體和液體很難被壓縮.因此，正確答案是A.例二在“天氣真熱”、“壺中的水很熱”、“向居民區(qū)供熱”、“摩擦生熱”等話中都有一個(gè)“熱”字，這些“熱“字是否具有相同的物理意義？分析及解：生活中的“熱”字往往是指物體的冷熱程度，即指的是溫度，顯然天氣熱、水熱都是指溫度高.向居民區(qū)供“熱”顯然指的是通過(guò)熱傳遞的方式傳遞內(nèi)能，所以指的是熱量.摩擦生“熱”指的是通過(guò)克服摩擦做功增加了物體的內(nèi)能，所以這里的熱指的是內(nèi)能.說(shuō)明：（1）溫度、內(nèi)能、熱量的區(qū)別.定義的本質(zhì)表述方法存在的形式溫度表示物體的冷熱程度，從分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)看，溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.溫度是多少溫度升高多少溫度降低多少溫度是狀態(tài)量，是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，對(duì)個(gè)別分子談溫度毫無(wú)意義內(nèi)能物體內(nèi)所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和具有內(nèi)能內(nèi)能增加多少內(nèi)能減少多少內(nèi)能是狀態(tài)量，一切物體都具有內(nèi)能.熱量在熱傳遞過(guò)程中傳遞內(nèi)能的多少吸收熱量多少放出熱量多少熱量是過(guò)程量，只有在熱傳遞過(guò)程中才有意義. （2）溫度、內(nèi)能、熱量的聯(lián)系.溫度與熱量在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體溫度降低，放出熱量；低溫物體溫度升高，吸收熱量.溫度與內(nèi)能一個(gè)物體溫度變化是物體內(nèi)能變化的標(biāo)志，給定的物體，溫度升高，內(nèi)能一定增加；溫度降低，內(nèi)能一定減少.熱量與內(nèi)能在熱傳遞過(guò)程中，用熱量來(lái)量度物體內(nèi)能的改變，一個(gè)物體吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少.例三下列說(shuō)法正確的是（ ）A 物體吸收熱量，溫度一定會(huì)升高；B 物體溫度升高，一定吸收了熱量；C 物體溫度升高，內(nèi)能一定會(huì)增加；D 物體內(nèi)能增加，分子運(yùn)動(dòng)一定更激烈.分析及解：晶體在熔化過(guò)程中，吸收熱量，但溫度不變，即“物體”所指的何種固體不清，A錯(cuò).物體溫度升高，即內(nèi)能增加，而內(nèi)能增加的途徑除了吸熱，還有對(duì)物體做功.只有限定在“熱傳遞”過(guò)程，物體吸熱，內(nèi)能才一定增加，則B錯(cuò).分子運(yùn)動(dòng)越激烈，物體溫度越高，但是內(nèi)能增加，溫度卻不一定升高，如晶體熔化時(shí)吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不變，即分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度不變，故D是錯(cuò)的.正確答案是C.二網(wǎng)上能力訓(xùn)練 （一）網(wǎng)上能力訓(xùn)練題 A基礎(chǔ)性訓(xùn)練題 1體積為1cm3的水中約含有3.361022個(gè)水分子，如果把它們平均分給我國(guó)所有的人（按12億人口計(jì)算），則每人可分到_個(gè)水分子.2不同物質(zhì)在_時(shí)，彼此_的現(xiàn)象叫擴(kuò)散，這一現(xiàn)象表明_，固、液、氣中擴(kuò)散最慢的是_.3在量筒中注入50mL水后，再注入40mL酒精，當(dāng)它們充分混合后，總體積將會(huì)_90mL，這一現(xiàn)象表明_.4兩滴水銀相互接近時(shí)，能自動(dòng)結(jié)合成一滴較大的水銀，這表明水銀分子間存在_，水銀分子間雖然存在間隙，但又很難壓縮，這表明水銀_.5物體內(nèi)部_做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的_和_的總和叫物體的內(nèi)能，一個(gè)物體溫度_，分子_越激烈，所以把_叫做熱運(yùn)動(dòng).6火柴可以擦燃，也可以放在火上點(diǎn)燃，前者是用_的方法使火柴燃燒，后者是用_的方法使火柴燃燒，這兩種方法都可以改變物體的_.7用水壺?zé)?，水燒開(kāi)后，蒸汽會(huì)把壺蓋頂起，這時(shí)水蒸汽對(duì)壺蓋_，水蒸汽的一部分_能轉(zhuǎn)化為壺蓋的_能.8冬天人們用向手上呵氣或兩手互相摩擦兩種方式取暖，前者是用_使內(nèi)能_，后者利用_使內(nèi)能_，這時(shí)是_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能.9如圖2-1所示，B是一個(gè)用閘門(mén)K鎖住的活塞，在氣缸A中有密封的壓縮空氣，若氣缸與活塞間非常光滑，當(dāng)拔出K后，活塞將_，A內(nèi)的壓縮空氣要對(duì)_，氣體的內(nèi)能_，溫度計(jì)示數(shù)_.10關(guān)于物體內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A 0的物體內(nèi)能為零；B 一切物體都有內(nèi)能；C 物體溫度降低，內(nèi)能一定減少；D 運(yùn)動(dòng)的物體一定比靜止的物體內(nèi)能多.11能源利用的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是（ ）A創(chuàng)造能量；B. 能量使用后消失；C能量守恒；D. 使能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移. B提高性訓(xùn)練題1 下列各現(xiàn)象中可以說(shuō)明分子間有斥力的是（ ）A 壓縮空氣壓強(qiáng)增大；B 液體很難壓縮；C 破鏡不能重圓；D 氣體會(huì)無(wú)限擴(kuò)散.2 甲分子固定，乙分子由距甲分子5r0運(yùn)動(dòng)到0.7r0的過(guò)程中，兩分子受力是（ ）A 乙分子先受引力后受斥力，甲分子不受力；B 兩分子都先受引力后受斥力；C 乙分子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的分子力中，分子引力變小，分子斥力變大；D 兩分子始終受力大小相等，方向相反，因而它們一直處于平衡狀態(tài).3兩個(gè)物體相互接觸時(shí)，它們之間沒(méi)有發(fā)生熱傳遞，這是因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤模?）A內(nèi)能；B. 溫度；C. 熱量；D. 功.4下列說(shuō)法中正確的是（ ）A 物體溫度升高，它的內(nèi)能一定增加；B 物體吸收熱量，它的溫度一定升高；C 物體溫度降低，它一定放出了熱量；D 物體內(nèi)能增加，分子運(yùn)動(dòng)一定更劇烈.5下列現(xiàn)象中屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ）A古人“鉆木取火”；B. 太陽(yáng)能汽車(chē)；C. 空氣流動(dòng)形成風(fēng)；D. 火箭發(fā)射.6 如圖2-2所示，瓶?jī)?nèi)有少量水，瓶口被塞緊，用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)塞子從瓶口跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)立即出現(xiàn)“白霧”，這一現(xiàn)象表明（ ）A 瓶?jī)?nèi)氣體密度變大，形成人眼看得到的白霧；B 瓶?jī)?nèi)氣體推動(dòng)活塞做功，內(nèi)能減少；C 瓶?jī)?nèi)水吸熱，蒸發(fā)成白霧；D 瓶?jī)?nèi)水蒸汽溫度降低，液化成小水滴.7關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A 正在做功的物體一定具有能；B 具有能的物體一定在做功；C 能做功的物體可能具有機(jī)械能；D 具有能的物體一定會(huì)做功.8 如圖2-3所示，A、B是兩個(gè)完全相同的金屬球，A球放在水平支持面上，B球用繩懸掛著，它們溫度相同，現(xiàn)將兩球加熱使它們升高相同的溫度，（繩與支持面都不吸收熱量），則A、B兩球吸收的熱量相比（ ）AQA>QB；B. QA=QB；C. QA<QB. C研究性習(xí)題水沸騰前、后壺底均有汽泡生成，它們上升過(guò)程中體積有變化嗎？沸騰前、后一樣嗎？為什么？沸騰前、后汽泡上升過(guò)程中是吸熱還是放熱？?jī)?nèi)能如何變化？ （二）能力訓(xùn)練點(diǎn)撥與解答 A基礎(chǔ)性訓(xùn)練 1. 2.81013（12億=12108）.2. 相互接觸，進(jìn)入對(duì)方，分子做永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，固體.3. 小于，分子間有間隙.4. 引力，分子間還存在斥力.5. 所有分子，動(dòng)能，分子勢(shì)能，越高，無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，大量分子不停的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).6. 做功，熱傳遞，內(nèi)能.7. 做功，內(nèi)，機(jī)械能.8. 熱傳遞，轉(zhuǎn)移，做功，增加，機(jī)械，內(nèi).9. 向右移動(dòng)，B做功，減小，降低.10. B，C.11. D. B提高性訓(xùn)練題1 B（壓縮空氣是由于分子碰撞加劇使壓強(qiáng)增大，不是分子力所至，A錯(cuò)；破鏡對(duì)好后，接縫處分子間距遠(yuǎn)大于10r0，無(wú)分子力，不能重圓 ，則C錯(cuò)；氣體分子間距大于10r0，無(wú)分子力，氣體無(wú)限擴(kuò)散是由分子熱運(yùn)動(dòng)以及分子的慣性所置，故D錯(cuò)）2 B.3 B.4 A（注意物態(tài)變化及做功對(duì)物體內(nèi)能的影響）.5 C，D.6 B，D.7 A，C（具有內(nèi)能的物體可能會(huì)放熱而不做功）.8 A（A球變熱膨脹，重心升高，機(jī)械能要增加，即需要一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，要使A，B兩球增加的內(nèi)能相等，A吸收熱要多）.C研究性習(xí)題水沸騰前壺底生成的汽泡上升過(guò)程中，體積變小，最終消失.這是因?yàn)閴氐诇囟雀?，上部的水溫低，壺底生成的熱汽泡上升過(guò)程中要放熱，使自身溫度降低，不斷液化，內(nèi)能變小，最終消失.沸騰后壺內(nèi)各部分水溫相同，均達(dá)到沸點(diǎn)，壺底生成的汽泡上升過(guò)程中受到壓強(qiáng)變小，體積不斷增大，從而汽泡要對(duì)外做功，使自身內(nèi)能減小，溫度一旦低于外界的水溫沸點(diǎn)，就要由外界吸熱，這樣汽泡上升過(guò)程中，一邊對(duì)外做功，一邊從外界吸熱，保證自身溫度不變，內(nèi)能可視為不變.