1.4分子动能和分子势能（导学案）-【鼎力课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第三册）

第4节　分子动能和分子势能 【知识梳理与方法突破】 一、分子动能 1.单个分子的动能 （1）物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。 （2）分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子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统计规律，对个别分子的动能没有实际意义。 2.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，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 （2）只要温度相同，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率一般不相同。 3.物体内分子的总动能 分子的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和,它等于分子的平均动能与分子数的乘积,即它与物体的温度和所含的分子数目有关。 【例1】关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是（　　） A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零 B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小 C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高 【针对训练1】一块10 ℃的铁与一块10 ℃的铝相比，以下说法中正确的是（　　） A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等 B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等 C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等 D．以上说法均不正确 二、分子势能 1.分子力做功与分子势能的关系 分子力做正功，分子势能减少，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少；分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少。 2.分子势能与分子间距离的关系 分子间距离 ，增大 ，减小 分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力 分子力做功 — 分子力做负功 分子力做负功 分子势能 最小 随分子间距离的增大而增大 随分子间距离的减小而增大 3.分子势能曲线 分子势能曲线如图所示， 规定无穷远处分子势能为零。分子间距离从无穷远逐渐减小至的过程，分子间的合力为引力，合力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值。当分子间距离到达以后再继续减小，分子间的合力为斥力，在分子间距离减小过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值，故时分子势能最小。 从曲线上可看出：（1）在处，曲线比较陡，这是因为分子间的斥力随分子间距的减小而增加得快，分子势能的增加也就快。（2）在处，曲线比较缓，这是因为分子间的引力随分子间距的增大而变化得慢，分子势能的增加也就变慢。（3）在处，分子势能最小，但不一定为零，因为零势能的位置是任意选定的。一般取无穷远处分子势能为零，则分子势能最小位置是在处，且为负值，故分子势能最小与分子势能为零绝不是一回事。 4.影响分子势能的因素 （1）宏观上：分子势能的大小与体积有关。一般体积变化，势能就变化，但不能说体积变大，势能就变大。 （2）微观上：分子势能与分子间的距离有关。 【例2】如图所示，用表示两分子间的作用力，用表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离为变由的过程中，以下判断正确的是（    ） A．不断增大，不断减小 B．先增大后减小，不断减小 C．不断增大，先增大后减小 D．、都是先增大后减小 【针对训练2】如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知（　　） A．虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零 B．乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动 C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小 D．虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小 3、 内能 1.内能的决定因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定。 （2）从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子势能三个因素决定。 2.内能与机械能的区别和联系 项目 内能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体的机械运动 能量常见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能或弹性势能 能量存在的原因 物体内大量分子的热运动和分子间存在相互作用力 由于物体做机械运动和物体发生弹性形变或被举高 影响因素 物质的量、物体的温度和体积 物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于参考平面的