1.4 分子动能和分子势能 教学设计-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

课题 1.4 分子动能与分子势能 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，知道分子势能与分子间距离的关系。 3.知道什么是内能，知道物体的内能与温度和体积有关。 4.能够区别内能和机械能。 教学重点： 对分子动能，分子势能，物体内能概念的理解。 教学难点： 1. 分子热运动的平均动能与温度的关系。 分子势能和分子间距离的关系，影响内能的因素。区别内能和机械能。 教学过程 1、 情景引入 同学们好，我们已经知道：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动。由于一种运动形式对应一种能量形式，本节我们就从能量的角度用统计思想来认识热运动。今天我就和大家一起学习分子动能和分子势能。 运动的篮球具有动能，分子总是在做永不停息的无规则运动，那运动的分子有动能吗？通过预习大家已经知道做热运动的分子具有分子动能。 2、 预习反馈 学生对分子势能与分子间距离的关系图像和分子力与分子间距离图像容易混淆。对内能的影响因素不够清晰。 处理方法：用动图帮助学生建立分子势能图像；用脉络图帮助学生理解物体内能影响因素 3、 教学内容 （1） 分子动能： 【活动】展示动图，调动学生积极性。 【板书】一、分子动能 1.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。 【思考】在热现象的研究中，我们研究的是单个分子的动能吗？ 【过渡】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，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。 【板书】2.分子的平均动能：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。 【思考】分子的平均动能与什么因素有关？ 【实验一】向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴蓝墨水，请大家思考以下三个问题： (1)哪杯水中蓝墨水扩散得快? 50 ℃的水 (2)哪杯水中分子的平均动能大? 50 ℃的水 (3)影响分子平均动能的因素是什么? 温度 可见温度是影响分子平均动能的因素。 【实验二】直观感受分子运动与温度的关系，随温度的升高，分子运动如何？ 【理论】根据分子速率分布曲线，我们也会发现温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大；温度越低，分子热运动的平均动能越小。 【板书】3.温度的含义： 宏观含义：温度表示物体的冷热程度。 微观含义：温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 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。 【思考】 1) 0 ℃的水结成0 ℃的冰，分子平均动能变了吗？ 2) 同一温度下，不同物质分子的平均速率是否相同？ 3) 温度升高时，每一个分子的动能都会增大吗？ 4) 物体做高速运动时，其分子的平均动能会增大吗？ 【总结】注意： 1　 同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同。不同物质的分子质量不一定相同，分子热运动的平均速率也不一定相同。 2　 温度反映的是大量分子平均动能。温度升高时，各个分子的动能不一定都增加。 3　 分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关。 【思考】分子总动能如何求解？与什么因素有关？ 【板书】4.分子总动能： （1）表达式：分子的总动能=分子数×分子平均动能 （2）决定因素： 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。 （2） 分子势能 类比分析： 【引入】在前面的学习中，我们知道小球受地球重力的作用，伴随重力势能的变化。弹簧弹力做功，具有弹性势能，且二者做功与路径无关。分子间也具有分子力，是否具有分子势能呢？ 【思考】回顾分子力： (1) 当r>r0时，分子力表现为什么力？ (2) 当r<r0时，分子力表现为什么力？ 【动图演示】通过分子力做功情况得出与分子势能与分子间距离的关系 【总结】取无限远分子势能为0，分子势能变化规律： ①当r>时，r不断减小，分子力做正功越来越多，分子势能越来越小。 ②当r＝时，分子势能最小且小于0。 ③当r<时，r不断减小，分子力做负功越来越多，分子势能越来越大。 【板书】二、分子势能 1.分子势能的特点： ①分子势能是标量，正、负表示的是大小。例如：-5J>-10J。 ②分子势能与零势能面的选取有关，其变化量与零势能面的选取无关。 2.分子势能的影响因素： ①从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 ②从宏观上看：分子势能跟物体的体积V有关。 （3） 内能 【演示】爆炸的物体和火山有内能，冰冷的火山有内能吗？什么是内能？ 【板书】三、内能 1.定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 说明：一切物体都具有内能 【思考】内能的大小与哪些因素有关呢？ 【板书】 2.内能影响因素： ①从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定。 ②从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。 【实验】瓶塞为什么会被弹出？   【思考】内能和机械能有什么区别？ 【总结】内能和机械能的区别与联系。 【思考】相同质量0℃的水和0℃的冰，内能如何变化？ 4、 课堂小结 5、 课后作业 思考：有人说：“当我们把一个物体举高时，组成物体的每个分子的重力都做了负功，因此分子势能增大，这就导致物体内能增大，我们举起物体所做的功，就等于物体内能的增加量。”你说对吗？为什么？ 6、 板书设计 一、分子动能 1.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。 2.分子的平均动能：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。 3.温度的含义： 宏观含义：温度表示物体的冷热程度。 微观含义：温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 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。 4.分子总动能： （1）表达式：分子的总动能=分子数×分子平均动能 （2）决定因素： 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。 二、分子势能 1.分子势能的特点： ①分子势能随分子间距离的变化而变化。 ②分子势能是标量，正、负表示的是大小。例如：-5J>-10J。 2.分子势能的影响因素： ①从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 ②从宏观上看：分子势能跟物体的体积V有关。 三、内能 1.定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 说明：一切物体都具有内能 2.内能影响因素： ①从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定。 ②从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。 7、 课后反思 1. 对于分子动能，分子势能和内能的影响因素练习比较少，习题课加强。 2. 应该要学生自主合作完成分子势能和分子间距离的图像。 学科网（北京）股份有限公司 $