第一章 4.分子动能和分子势能（教参Word）- 【勤径学升·同步练测】2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第三册（人教版）

4.分子动能和分子势能 学习目标 1.知道分子热运动的动能与温度有关，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力做功的关系。 3.知道内能的概念，知道物体的内能与物体的温度和体积有关。 [对应学生用书第14页] 一、分子动能 1.分子动能：分子不停地做无规则运动，做热运动的分子也具有动能。 2.平均动能：所有分子的动能的平均值。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。 二、分子势能 1.分子势能：由于分子间存在着相互作用力，所以分子具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。 2.分子势能与分子间距离的关系 （1）当分子间距离r大于r0时，分子间的相互作用力表现为引力，要增大分子间的距离，必须克服引力做功，因此分子势能随着分子间距离的增大而增大。 （2）当分子间距离r小于r0时，分子间的相互作用力表现为斥力，要减小分子间的距离，必须克服斥力做功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。 3.物体的体积变化时，分子间距离发生变化，分子势能随着发生变化，可见分子势能跟物体的体积有关。 三、物体的内能 1.物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能，对于给定的某种物体，其内能大小跟物质的量、温度和体积有关。 2.组成物体的分子在做无规则的运动，具有热运动的动能，它是内能的一部分；同时物体还可能做整体的运动，因此，还会具有动能，这是机械能的一部分，它是由物体的机械运动决定的。 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。 （1）温度反映了每个分子热运动的剧烈程度。 （×） （2）温度是分子平均动能的标志。 （√） （3）温度升高时物体的每个分子的动能都将增大。 （×） （4）分子的势能是由分子间相对位置决定的能量，随分子间距的变化而变化。 （√） （5）温度高的物体内能大。 （×） 2.（1）1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能　　　　。  （2）质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能　　　　。  答案　（1）大　（2）大 [对应学生用书第15页] 要点一　分子动能与分子势能 （1）为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？ （2）物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？ （3）物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？ （4）若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？ （5）若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？ 提示：（1）分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能。 （2）温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的，所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变。 （3）不是。分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关。 （4）负功；分子势能增加；正功；分子势能减小。 （5）分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大。 1.分子动能 单个 分子 的动能 （1）物体由大量分子组成 （2）分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化 （3）热现象是大量分子无规则运动的宏观表现，探究个别分子的动能没有实际意义 分子的 平均 动能 （1）温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能可能增大，也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的 （2）虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量一般不同，平均速率大小一般不相同 2.分子势能：分子势能Ep与分子间距离r的关系。 分子间距离r r＝r0 r＞r0 r＜r0 分子力F 等于零 表现为引力 表现为斥力 分子力 做功W － 分子间距增大时，分子力做负功 分子间距减小时，分子力做负功 分子势能Ep 最小 随分子间距的增大而增大 随分子间距的减小而增大 [例1]　（多选）下列说法正确的是 （　　） A.在10 ℃时，一个氧气分子的分子动能为Ek，当温度升高到20 ℃时，这个分子的分子动能为E'k，则E'k＜Ek B.在10 ℃时，每一个氧气分子的温度都是10 ℃ C.在10 ℃时，氧气分子的平均速率为，氢气分子的平均速率为，则＜ D.在一般温度下，各种气体分子的平均速率都不为零 [解析]　单个分子的动能、速率是随时变化的，