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高二物理金桥新王牌1高二第一讲：内能能量守恒定律（一）一、知识要点1、物体的内能能量项目分子的动能分子势能物体的内能定义物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。物体内所具有的能量，它包括所有分子热运动的动能和分子势能。决定大小的因素温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。但是，温度不是直接等于分子的平均动能分子势能随分子间距离r变化分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。物体的内能大小在宏观上是由质量、温度、体积和物态来决定。当分子间作用力忽略不计时，就不具有分子势能，因此理想气体，就不具有分子势能。一定质量理想气体的内能变化只由温度决定。备注温度、内能等，只对大量分子才有意义，不能像研究机械运动那样，取单个分子或几个分子做为研究对象。应用以上物理量去描述它们，那样做也是没有意义的。2、改变内能的两种方式项目内容内能的改变△E内能的改变＝末状态内能－初状态内能△E＝E2-E1改变内能的两种方式做功对物体做功内能增加，物体对外界做功内能减少热传递向物体传递热量内能增加，物体向外传递热量内能减少改变内能的两种物理过程的特点做功是其它形式能与内能之间相互转化的过程，热传递是物体之间内能的转移过程3、能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．4、能的转化的方向性大量的事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化确是受到限制的。这时如果要使变化了的事物重新回复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。热传递、摩擦生热和气体自由膨胀是物理学中三类典型的单向性过程。流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象，称为能量耗散。二、典型示例（一）基本概念、规律的理解和运用例1：相同质量的0℃水与0℃的冰相比较：（）A、它们的分子平均动能相等B、水的分子势能比冰的分子势能大C、水的分子势能比冰的分子势能小D、水的内能比冰的内能多高二物理金桥新王牌2同步训练：1、两个物体的温度相同，则说明（）A、两物体内分子的平均动能相等B、两物体内分子的平均速率相同C、两物体内分子的势能相等D、两物体的内能相等2．对于温度越高的物体，下列说法正确的是（）A、该物体分子的势能一定大B、该物体内能一定大C、该物体分子平均动能一定大D、该物体所含热量一定越多3、甲、乙两分子相距20r0，甲分子固定，乙分子以初速v0沿甲、乙连线向甲运动，设此时甲乙间分子势能为零．从开始到甲乙间距离最近，下列说法正确的是（）A．乙先匀速运动，后加速、再减速B．乙的分子势能先不变，后减小再增加C．乙的动能与分子势能总和不变D．甲乙间分子势能一直不为负值例2：下面有关机械能和内能的说法中正确的是()A、机械能大的物体，内能一定也大B、物体做加速运动时，其运动速度越来越大，物体内分子平均动能必增大C、物体降温时，其机械能必减少D、摩擦生热是机械能向内能的转化同步训练：1．一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）A、物体机械能不变，内能也不变B、物体机械能减小，内能不变C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小D、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变2、下列现象中，属于内能转化为机械能的是（）A．用打气筒打气，气筒壁发热B．锯木头时，锯条发热C．用电熨斗熨衣服D．被加热的试管中的水蒸气膨胀做功，把管塞推出管口3、瀑布从10m高处下落，如果下落过程中重力做功的40％用来提高水的内能，则水的温度可升高多少?高二物理金桥新王牌3例3：关于热传递的下列说法中正确的是（）A、热传递是物体间内能的转移B、热量总是从温度高的物体传给温度低的物体C、热量总是从热量多的物体传给热量少的物体D、吸收热量的物体温度必上升同步训练：1．关于热量的下列说法中正确的是（）A、温度高的物体含有的热量多B、内能多的物体含有的热量多C、热量、功和内能的单位相同D、热量和功都是过程量，而内能是一个状态量2．铁块和铜块相互接触后不发生热传递现象，这是因为它们具有相同的（）A．热量B。比热容C。内能D。温度3．下列事例中是通过热传递改变物体内能是()A．冬天用热水袋取暖.B。从滑梯上滑下的时候，臀部会有灼热的感觉.C．古代人们用钻木的方法取火.D．冬天手冷的时候，两手互相搓搓就暖和了．例4：下列说法中正确的是（）A．做功和热传递对改变物体内能是等效的，但它们在能量转换的方式上有所不同B．热传递是将热量从热量多的物体转移到热量少的物体C．从微观观点来看，热传递是外界物体分子无规则运动的能量与系统内分子无规则运动能量的转移过程D．物体机械运动越快，分子运动也越快，内能越大同步训练：1．关于能的转化与守恒定律的下列说法错误的是（）A、能量能从一种形式转化为另一种形式的能，但不能从一个物体转移到另一物体B、能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C、一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少D、能的转化与守恒定律证明了第一类永动机是不可能存在的2．1998年5月2日，我国用自制的“长征二号”捆绑式火箭利用“一箭双星”技术成功地将两颗卫星送入预定轨道．关于火箭发射过程中能量转化的说法，正确的是()A．将燃料的化学能经过热能，转化为火箭的机械能B．将燃料的化学能转化为火箭的热能C．将燃料的热能转化为火箭的化学能D．将燃料的机械能转化为火箭的热能3．下列说法中正确的是（）A、热量可以自发地从低温物体传给高温物体B、内能不能转化为动能C、摩擦生热是动能向内能的转化D、热机的效率最多可以达到100％高二物理金桥新王牌4例5：如图所示容器，A、B中各有一个可以自由移动的活塞，活塞下面是水，上面为大气，大气压恒定．A、B间用带有阀门的管道相连，整个装置与外界隔热．A容器的横截面积大于B容器的横截面积，开始时A的液面高于B的液面，开启阀门后，A中的水逐渐流向B，直至两边液面相平．在这个过程中()A、大气压力对水做功，水的内能增加B、水克服大气压力做功，水的内能减小C、大气压力对水不做功，水的内能不变D、大气压力对水不做功，水的内能增加同步训练：1．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里，放一小团棉花，把活塞迅速压下去，棉花就燃烧起来，这说明气体受到压缩后，体积变小，压强变________，温度变_______,内能变______.2、水平传送带以v匀速传动，一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为（）A、2mvB、22mvC、241mvD、221mv3．质量为2kg的物块沿倾角为30°的粗糙斜面匀加速下滑，已知斜面长10m，物块由斜面顶端滑到底端经过5s，如果由摩擦损失的机械能全部转变成了内能，求在这一过程中物块与斜面系统的内能增加量。（g=10m/s2）例6:18g水在压强为105Pa时，初温为100℃，先全部变为100℃的水蒸气，吸热40748J，体积为30.6L，然后保持体积不变，温度降到98℃，已知C气=2100J／kg·℃．整个过程水内能的变化为______J．同步训练：1、一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是（）A、如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少B、如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少C、如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变D、如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变2．一个物体内能增加了20J，则下列说法正确的是（）A、该物体可能吸收了20J的热量B、外界可能对该物体做了20J的功C、外界对物体做功和物体吸热可能同时存在D、物体的温度一定上升3．空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J.这时空气对外做了多少功？vmA