高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能精品教案及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能精品教案及反思，共8页。教案主要包含了分子动能，分子势能，物体的内能，物体的内能跟机械能的区别等内容，欢迎下载使用。
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?
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，它们的平均动能相同，因而它们分子的平均速率也相同。
错。它们的平均动能相同，但由于它们的分子质量不同，所以分子的平均速率不同。
小试牛刀
【例题】相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是( C )
A.每个氧分子的动能都比氢分子的动能大
B.每个氢分子的速率都比氧分子的速率大
C.两种气体的分子平均动能一定相等
D.两种气体的分子平均速率一定相等
【例题】(多选)下列说法中正确的是( AB )
A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B.分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能
C.物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高
D.温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的每一个分子的运动速率
观看视频，理解分子的无规则运动
观看flash动画，理解温度与分子动能的关系。
总结结论：温度越高，分子运动越快
从宏观和微观两个方面来理解温度的含义
完成练习
吸引学生注意力，引出分子动能的概念。
变抽象为具体，让学生更加直观的理解温度与分子动能的关系。
强调平均动能和单个分子动能的区别。
温度是分子平均动能的标志。
二、分子势能
思考与讨论
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?
构建模型
设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。
定性分析分子力做功情况
①当r>r0时，分子力为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子力做正功。
②当rr0时，分子力做正功，所围面积在r轴下方，r不断减小，分子力做正功越来越多，所围面积越来越大。
②当rr0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＝r0时，分子势能最小且小于0。
③当r