第1章 4 分子动能和分子势能（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册【精讲精练】人教版

4　分子动能和分子势能 [学业要求] 1．了解什么是分子势能，了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系。 2．知道什么是物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关。 3．了解内能和机械能的区别。 一、分子动能 1．分子动能：由于分子永不停息地做__无规则运动__而具有的能量。 2．分子的平均动能：所有分子动能的__平均值__。 3．__温度__是物体分子平均动能大小的标志。 二、分子势能 1．分子势能：由分子间的__相对位置__决定的能。 2．决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的__体积__有关。 (2)微观上：分子势能与分子之间的__距离__有关。 三、物体的内能 1．内能：物体中所有分子的热运动__动能__与__分子势能__的总和。 2．普遍性：组成任何物体的分子都在做无规则的__热运动__，所以任何物体都具有内能。 3．相关因素 (1)物体所含的分子__总数__由__物质的量__决定。 (2)分子热运动的平均动能由__温度__决定。 (3)分子势能与物体的__体积__有关。 故物体的内能由__物质的量__、__温度__、__体积__共同决定，同时受物态变化的影响。 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B．温度是分子平均动能的标志 C．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大 D．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 答案　BD 2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能__大__。 (2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能__大__。 知识点一　分子动能与分子势能 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不尽相同，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 　 (多选)如图所示，甲分子固定于坐标原点O，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为分子间斥力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零 B．虚线b为分子间引力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小 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．乙分子从A到C的运动过程中一直做加速运动 [解析]　分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，随分子间距离r的减小而增大，但斥力变化得快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间的引力、斥力大小相等，分子力为零，选项A、B正确；实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，为负值，选项C错误；乙分子从A到C的运动过程中，分子力先表现为引力，到达B点后表现为斥力，所以乙分子先做加速运动，后做减速运动，选项D错误。 [答案]　AB ●核心素养·思维升华 (1)不论物质是否相同，只要温度相同，分子的平均动能就相同； (2)温度升高，分子的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，个别分子的动能可能不变，也可能减小； (3)温度是分子平均动能的标志，或者说是量度，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应。 　(多选)设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子在从无限远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法正确的是(不考虑其他分子的影响)(　　) A．r>r0时，分子力做正功，动能不断增大，分子势能减小 B．r＝r0时，动能最大，分子势能最小 C．r<r0时，分子力做负功，动能减小，分子势能增大 D．以上说法都不对 [解析]　分子势能与分子力做功有关，分子力做正功，分子势能减小，动能增大；分子力做负功，分子势能增大，动能减小，当r>r0时，分子力为引力，在靠近过程