内能是物体内部全部分子做热运动时的分子动能和分子势能的总和最全word资料.docx

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内能是物体内部全部分子做热运动时的分子动能和分子势能的总和最全word资料

内能是物体内部全部分子做热运动时的分子动能和分子势能的总和。

一、内能的三个方面

理解内能要从分子动能、分子势能和全部分子几个角度去理解。

1、分子动能

物体内部由分子组成，且在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能。

由于运动永不停息，所以内能永不为零，故0℃的水也具有分子动能。

由于运动

杂乱无章，无法准确描述某一个分子是否更快或更慢，所以描述其运动快慢时应用是否更激烈。

由于温度越高，扩散越快，反映了分子运动更激烈，所以温度是分子无规则

运动激烈程度的体现。

物体分子运动更激烈和物体温度更高，是同一个意思。

所以，同一个物体，温度越高，内能越大。

2、分子势能

分子势能是分子间具有相互作用而具有的能量，反映在分子间作用力大小和

分子距离上。

当分子间作用力和分子距离发生变化时，宏观上会发生物体物态和体积的变化。

但体积变化并不显著，我们往往考虑不多，更多时候，还是从物态去判断分子势能。

这样，分子势能的变化具有一个特点——突变，仅仅是在物态变化时会发生

变化。

例如，0℃的冰化成0℃的水，虽然温度没变，分子动能没变，但由于融化是一个吸热过程，吸收的能量用于增加分子势能，故此，我们说，分子势能是增加的，内能是增加的，而温度不变。

当温度升高时，物态如果变化，也一定是从固态到液态，或从液态到固态，

即是从低物态到高物态，所以不会出现温度升高，分子动能增加，分子势能减

小，内能不变或降低的情况。

另外，由于气体能随意弥散，气体分子间几乎没有相互作用力，所以气体一

般认为没有分子势能，所以气体内能的变化直接体现在分子动能，体现在温度

上。

相见欢

　（南唐）李煜

无言独上西楼，月如钩，寂寞梧桐深院锁清秋。

剪不断，理还乱，是离愁，别是一般滋味在心头。

浣溪沙

（宋）晏殊

一曲新词酒一杯，去年天气旧亭台。

夕阳西下几时回？

无可奈何花落去，似曾相识燕归来。

小园香径独徘徊。

龟虽寿

　（东汉）曹操

神龟虽寿，犹有竟时。

腾蛇乘雾，终为土灰。

老骥伏枥，志在千里。

烈士暮年，壮心不已。

盈缩之期，不但在天；养怡之福，可得永年。

幸甚至哉，歌以咏志。

白雪歌送武判官归京

　　唐岑参

北风卷地白草折，胡天八月即飞雪。

忽如一夜春风来，千树万树梨花开。

散入珠帘湿罗幕，狐裘不暖锦衾薄。

将军角弓不得控，都护铁衣冷难着。

瀚海阑干百丈冰，愁云惨淡万里凝。

中军置酒饮归客，胡琴琵琶与羌笛。

纷纷暮雪下辕门，风掣红旗冻不翻。

轮台东门送君去，去时雪满天山路。

山回路转不见君，雪上空留马行处。

　一、功

 　　1．力学里所说的功包括两个必要因素：

一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

 　　2．不做功的三种情况：

有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

 　　巩固：

☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。

（原因是足球靠惯性飞出）。

 　3．力学里规定：

功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：

W=FS。

　　4．功的单位：

焦耳，1J=1N·m。

把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5J。

 　　5．应用功的公式注意：

①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

 　二、功的原理

 　　1．内容：

使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：

使用任何机械都不省功。

 　2．说明：

（请注意理想情况功的原理可以如何表述？

）

　　①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

 　　②功的原理告诉我们：

使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

　　③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

 　　④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：

使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。

　　3．应用：

斜面

　　①理想斜面：

斜面光滑；

 　　②理想斜面遵从功的原理；

　　③理想斜面公式：

FL=Gh，其中：

F：

沿斜面方向的推力；L：

斜面长；G：

物重；h：

斜面高度。

　　如果斜面与物体间的摩擦为f，则：

FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。

　　三、机械效率

 　　1．有用功：

定义：

对人们有用的功。

 　　公式：

W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总

 　　斜面：

W有用=Gh

　　2．额外功：

定义：

并非我们需要但又不得不做的功。

 　　公式：

W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

　　斜面：

W额=fL

 　　3．总功：

定义：

有用功加额外功或动力所做的功

 　　公式：

W总=W有用＋W额=FS=W有用／η

 　　斜面：

W总=fL+Gh=FL

　　4．机械效率：

①定义：

有用功跟总功的比值。

　②公式：

 斜面：

　　定滑轮：

 　　动滑轮：

 　　滑轮组：

　　③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

　　④提高机械效率的方法：

减小机械自重、减小机件间的摩擦。

 　　5．机械效率的测量：

 　　①原理：

　　②应测物理量：

钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

　　③器材：

除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

　　④步骤：

必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：

保证测力计示数大小不变。

 　　⑤结论：

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

　　A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

 　　B、提升重物越重，做的有用功相对就多。

 　　C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

 　　绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

　　四、功率

 　　1．定义：

单位时间里完成的功。

　　2．物理意义：

表示做功快慢的物理量。

3．公式：

 　　4．单位：

主单位W；常用单位kWmW马力。

 　　换算：

1kW=103W 1mW=106W 1马力=735W。

 　　某小轿车功率66kW，它表示：

小轿车1s内做功66000J。

 　　5．机械效率和功率的区别：

　　功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

 　　五、机械能

（一）动能和势能

 　　1．能量：

一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

　　理解：

①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

　　②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。

如：

山上静止的石头具有能量，但它没有做功。

也不一定要做功。

　　2．知识结构：

 3．探究决定动能大小的因素：

　　①猜想：

动能大小与物体质量和速度有关。

　　实验研究：

研究对象：

小钢球 方法：

控制变量。

　·如何判断动能大小：

看小钢球能推动木块做功的多少。

 　·如何控制速度不变：

使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。

 　·如何改变钢球速度：

使钢球从不同高度滚下。

 　　③分析归纳：

保持钢球质量不变时结论：

运动物体质量相同时；速度越大动能越大。

 　保持钢球速度不变时结论：

运动物体速度相同时；质量越大动能越大；

 　④得出结论：

物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。

4．机械能：

动能和势能统称为机械能。

　　理解：

①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

（二）动能和势能的转化

 　　1．知识结构：

　　2．动能和重力势能间的转化规律：

　　①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。

　　②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

 　　3．动能与弹性势能间的转化规律：

 　　①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。

　　②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

 　　4．动能与势能转化问题的分析：

 　　⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素──看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。

 　　⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：

没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

 　　⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。

　　（三）水能和风能的利用

 　　1．知识结构：

 　　2．水电站的工作原理：

利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

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第二节动能势能

典型例题

[例1]下列说法正确的是（）

A．做直线运动的物体动能不变，做曲线运动的物体动能变化

B．物体的速度变化越大，物体的动能变化也越大

C．物体的速度变化越快，物体的动能变化也越快

D．物体的速率变化越大，物体的动能变化也越大

正确选项为D。

[例2]在离地80m处无初速释放一小球，小球质量为m=200g。

不计空气阻力。

g取10m／s2，取最高点所在的水平面为参考平面。

求：

（1）在第2s末小球的重力势能；

（2）在第3s内重力所做的功，重力势能的变化。

[说明]关于重力势能，需说明以下几点：

（1）重力势能具有相对性，在选定零势能参考平面之前说某个物体具有多少的重力势能是毫无意义的，但重力势能的差具有绝对性。

（2）重力势能是标量．但有正、负之分，正、负号不代表方向，而是反映物体在参考平面的上方还是下方，实质上反映了重力势能的大小；

（3）零势能参考平面的选取原则上是任意的，但具体问题应具体确定，一般选地面为零势能参考平面。

（4）重力势能属于物体和地球组成的系统所共有，平常说某个物体具有多少的重力势能，是一种简略的说法。

（5）重力势能的改变是用重力所做的功来量度的，其规律是：

重力所做的功等于重力势能的减少．即WG=-△Ek

基础习题

1对于质量一定的物体，下述判断中正确的是（）

A.物体的速度发生变化，动能也一定变化B.物体的速度不变化，动能也一定不变

C.物体的动能发生变化，速度一定变化D.物体的动能不变，速度也一定不变

2．质点在恒力的作用下，从静止开始做直线运动，则质点的动能

A.与它通过的位移成正比B.与它通过的位移的平方成正比

C.与它通过的时间成正比D.与它通过的时间的平方成正比

3．下列各种物体的运动，动能保持不变的是

A物体做匀变速直线运动B．物体做匀速直线运动C．物体做匀速圆周运动D.物体做平抛运动

4．一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起在物体上作用一个水平向右的力。

经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍为4m／s，在这段时间内水平力对物体所做的功为（）

A．0B．3JC．16JD．32J

5关于重力势能的说法，正确的有（）

A．重力势能只由物重决定B．重力势能不能有负值

C．重力势能的大小是相对的D．物体克服重力做的功等于重力势能的增加

6．自由落下的小球从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最大形变的过程中（）

A．小球的重力势能逐渐变小B小球的动能逐渐变小

C．小球的加速度逐渐变小D．弹簧的弹性势能逐渐变大

7．如图所示，物体从A点出发，在竖直平面内沿着3条不同的轨道运动到B点，则移动过程中重力做功的情况是

A．沿路径l运动，重力做功最多B.沿路径Ⅱ运动，重力做功最多

C．沿路径Ⅲ运动，重力做功最多D.沿各条路径运动，重力做功一样多

8．一质量为M的物体放在水平地面上，上面安装一根原长为L，倔强系数为k的轻弹簧，现用手拉弹簧的上端P点（开始拉时弹簧为原长），如图所示，当P点位移为H时，物体离开地面一段距离，则物体在此过程中增加的重力势能是（）

A.MgHB.MgH-

C.MgH+

D.MgH-

9．A、B两个小球的质量之比是2：

1，同时开始自由落下，则A球下落ls和4s的动能之比是A、B两球下落4s时动能之比是

10．两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比ml：

m2=1：

2，速度之比是v1：

v2=2:

l,若两车急刹车，甲车滑行的距离是s1，乙车滑行的距离是s2,设两车与路面的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则s1:

s2=

11．将质量为5kg的物体放在地面上时的重力势能设为零，则把这个物体放在2m高的平台上时具有的重力势能为J，把它放在深为2m的井底时它的重力势能为J。

12如图所示，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来．人至少需要对砖做多少功?

能力测试

13．如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块l、2连接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2连接，下端压在桌面上（不连接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块l缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了物块l的重力势能增加了。

14．如图所示，两个底面积都是S的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体．阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功?

第二节高聚物分子量的测定

一、端基分析

二、沸点升高和冰点降低

三、膜渗透压

四、气相渗透压

五、光散射*

六、小角激光光散射*

七、超速离心沉降*

八、粘度

   一、端基分析   

    如果高聚物的化学结构已知，高分子链末端带有可以用化学方法定量分析的基团，则从化学分析的结果，可以计算分子量。

       试样的分子量越大，单位重量聚合物所含端基数就越少，测定的精度就越差，所以端基分析法只适用于分子量小于2X104的高聚物。

     二、沸点升高和冰点降

在溶液中加入不挥发性的溶质后，溶液的蒸汽压会下降，使得溶液的沸点升高及冰点下降。

高分子溶液在无限稀释的情况下符合理想溶液的规律，可以在各种条件下测定溶液的沸点升高∆Tb和冰点降低∆Tf的数值，然后以∆T/C 对C作图并外推，来计算分子量。

由于温差测量精度的限制，使分子量测量的上限为1X104。

  三、膜渗透压

   由于半透膜的存在，使两池存在化学位的差别。

分子量的测定范围：

1X104~1.5X104

稀溶液中渗透压与分子量的关系为：

      四、气相渗透压

      气相渗透压法是利用间接测定溶液的蒸汽压降低，来测定溶质分子量的方法。

如图，溶液滴和溶剂滴之间的温度差和溶液中溶质的摩尔分数成正比。

测量范围：

40~3X104。

       八、粘度

       粘度法是测定分子量的常用方法。

溶液的粘度一方面与聚合物的分子量有关，同时也决定于聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度。

因此，粘度法测分子量只是一种相对方法。

       当液体流动时，剪切应力与剪切速率成正比，比例常数为粘度，其数值相当于流速梯度为1秒–1、面积为1厘米2时两层液体的内摩擦力。

1.端基分析法：

（数均分子量，分子量在2X104以下的高聚物）

2.沸点升高和冰点降低：

（数均分子量，分子量测定上限为2X104）

3.膜渗透压法：