1.4 分子动能和分子势能（教学设计）-【上好课】高中物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第4节 分子动能和分子势能 教学设计 备课人 学科 物理 课题 1.4分子动能和分子势能 教学内容分析 《分子动能和分子势能》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修第3册“固体、液体和气体”主题下的内容。本节从能量的角度运用统计思想认识热运动，热运动是运动的一种形式，分子具有热运动动能。分子的速率变化，热运动动能变化。重要的是大量分子热运动动能的平均值，它的大小标志系统温度的高低。 分子间的作用力属于电磁相互作用，做功和路径无关，可引入分子势能的概念。分子势能变化图像可以从分子力做功和势能变化关系分析得到，这种分析方法在重力势能和电势能已经多次遇到，体现功和能量两个物理量的关系。概念教学要让学生知道引入概念的目的、概念的确切含义与其他概念的区别和联系。 本节内容概念性强，抽象，不易理解把握，教学中要注意在实际情境中构建概念，在具体情境中应用概念分析问题，丰富、深化学生对概念的理解。 学情分析 知识层面，学生知道分子间作用力本质上是电磁相互作用，静电力做功和路径无关。学生已经学习重力做功和重力势能变化关系、电场力做功和电势能变化关系，并了解从研究做功分析势能的解决问题方法。教学时类比这些知识的学习，用类似方法从分子力和距离关系得到分子势能和距离变化图像。机械运动物体具有的动能不属于分子内能，教学可以从具体实例分析，帮助学生理解内能和机械能的关系。 教学目标 物理观念∶通过类比宏观物体的动能、势能，得出分子动能、分子平均动能、分子势能、内能的概念。 科学思维∶分析理解分子平均动能随温度的变化关系，分子势能和分子间距离的关系，内能及决定因素。 科学探究：运用弹簧连接两小球模拟分子，探究分子势能的大小。 科学态度与责任∶学习好影响内能的因素，培养学生能够通过宏观与微观两种方面来看物理问题的思想。 教学重难点 教学重点：分子动能，分子势能，物体内能。 教学难点：分子热运动的平均动能与温度的关系，分子间距和分子势能的关系以及影响内能的因素。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 地面附近的物体所受的重力是G,由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢? 思考重力势能的特点 类比旧知识，引入新知识。让学生参与课题，活跃课堂气氛。 新课教学 一、分子动能 （一）分子动能 组成物质的分子永不停息地做无规则运动像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 （观看气体分子的无规则运动） 分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能． （二）平均动能 平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能 ． 物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。 在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。 想一想： 如图，分别向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴红墨水， 请问: (1)哪杯水中红墨水扩散得快? (2)哪杯水中分子的平均动能大? (3)影响分子平均动能的因素是什么? （3） 温度 ①宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量 ②微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志 温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。 温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 注意： ①温度升高，分子的平均动能一定增大，但并不代表所有分子的动能都增大。 ②分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类及所处的状态无关 由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。 所有分子热运动的动能总和 等于分子的平均动能与分子数的乘积 微观上看：与分子的总个数和平均动能 有关 宏观上看：与物质的量和温度有关 判断题 1）某物体的温度是00C，说明物体中分子的平均动能为零。 错。分子永不停息的运动，不管温度多低，分子动能永远不可能为零。 2）物体的动能越大，物体内分子的平均动能越大。 错。物体的动能是宏观的机械运动的一种能量,Ek=mv2/2，即由物体的速度与质量决定。分子的平均动能是微观的，仅由物体的温度决定。 3）温度越高的物体，物体内每个分子的动能都大。 错。温度高的物体内部也存在着动能很小的分子。只能说温度越高，分子平均动能越大。 4）物质种类不同的物体，如果温度相同，