《分子动能和分子势能》教学设计.docx

高中物理教案

课题

分子动能和分子势能

课型

新授课

教学目标

1.知道温度是分子热运动平均动能的标志。

2.知道什么是分子势能，分子势能和分子间距离的关系。

3.知道什么是内能。

4.能够区别内能与机械能。

教学重点

知道温度是分子热运动平均动能的标志。

知道分子势能和分子间距离的关系。

教学难点

理解分子势能随分子间距离变化的曲线。

教学方式

讲授法、启发式教学

教具学具

多媒体课件

教学

过程

设计

教师活动预设

学生活动预设

设计意图

一、新课导入

【导入】在以前的学习中我们知道运动的羽毛球、运动的篮球和运动的汽车都具有动能。不仅如此，组成物体的分子在永不停息地做无规则运动，这些运动着的分子也具有动能。让我们一起来认识一下分子动能吧！[演示ppt3]

二、知识讲解

(1)分子动能

【展示】播放PPT上的动图。

[演示ppt4]

【讲解】由于热现象是大量分子做无规则运动的结果，因此研究一个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，这个平均值就叫作分子热运动的平均动能。根据分子动理论，温度越高，分子无规则热运动越剧烈，分子的平均速率就越大，那么平均动能也就越大。

【总结】温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

【提问】分子的平均动能增大时，每个分子的动能都增大？[演示ppt5]

【展示】播放PPT上氧气分子速率分布图。

【讲解】温度升高，分子热运动的平均动能增大，这里的平均动能是针对所有分子的平均值增大，并不是每个分子的动能都增大。此时单个分子的速率变化不确定、动能变化不确定。

(2)分子势能

【展示】展示PPT动画[演示ppt6]

【讲解】小球自由下落到地球表面的过程中，重力做的功与路径无关。通过类比，我们发现分子之间的作用力做功也与路径无关。我们知道重力势能的大小由物体和地球相对位置决定，通过类比，我们知道分子势能的大小也是由分子之间的相对位置决定。

【提问】分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么，它们之间存在怎样的一种关系呢?[演示ppt7]

【展示】展示动图并讲解规定：两个分子相距无穷远时，分子间几乎没有作用力，分子势能为0。当r＝r0时，分子间的作用力F为0，这个位置为平衡位置。注意：当r10r0时，Ep就近似为0。

【讲解】当分子间距离为无穷远时，分子间作用力为0，分子势能为0；在分子从B逐渐向A靠近的过程中，当分子间距离为10r0rr0时，分子间作用力表现为引力，做正功，所以分子势能减小；当分子间距离r=r0时，分子间作用力为0，分子势能最小；当分子间距离rr0时，分子间作用力表现为斥力，做负功，所以分子势能增大。配合图片讲解。[演示ppt8]

【总结】（1）分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。（2）微观：分子势能的大小由分子间的相对位置决定。宏观：体积变化，分子间距离变化，分子势能改变。分子势能与物体的体积有关。[演示ppt9]

【例题一讲解】区分F-r和Ep-r图像[演示ppt10]

【例题二讲解】考察对F-r图像的理解[演示ppt11]

（3）内能

【引入】地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规则热运动的同时，还共同参与水平地面上的运动。当足球静止在地面上时，其中的气体分子是否还具有能量呢？

【讲解】组成物体的分子在永不停息地做无规则运动，至少具有分子动能，所以该气体分子仍然具有能量。

[演示ppt12]

【讲解】物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫作物体的内能。任何物体都具有内能。机械能变化时，内能不一定变化；内能变化时，机械能不一定变化。内能的决定因素：在宏观上由物体的温度、体积和质量决定。在微观上，由分子热运动剧烈程度，分子间距离和分子个数决定。

注意：内能一定不为0。[演示ppt13]

【总结】内能与机械能的比较。物体机械能和内能之间可以互相转化，转化的过程遵循能量守恒定律。[演示ppt14]

【例题三讲解】考察对内能影响因素的理解[演示ppt15]

三、随堂练习

【练习1】对内能概念的考察[演示ppt16]

【练习2】对Ep-r图像的理解

[演示ppt17]

四、拓展延伸[演示ppt18]

五、课堂小结[演示ppt19]

六、布置作业[演示ppt20]

回顾、思考

听讲、思考并做笔记

思考、小组讨论并回答

听讲并思考

小组讨论并回答

听讲并做笔记

小组讨论并回答

听讲并做笔记

学生作答

通过已知的动能，进一步提出分子也具有动能，启发学生从已知的知识过渡到新知识。

通过动图展示分子无规