第四课 分子动能和分子势能（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

§1.4 分子动能和分子势能 地面附近的物体所受的重力是G，由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢？ 引入新课 G 1、分子动能 分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 一、分子动能 2、分子平均动能 在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。 物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。 一、分子动能 如图，分别向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴红墨水， 请问: (1)哪杯水中红墨水扩散得快? (2)哪杯水中分子的平均动能大? (3)影响分子平均动能的因素是什么? 想一想 3、温度 温度升高时，分子的热运动加剧，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。 ①宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量 ②微观含义： 温度是分子热运动的平均动能的标志 一、分子动能 ①温度升高，分子的平均动能一定增大，但并不代表所有分子的动能都增大。 ②分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类及所处的状态无关 由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。 4、注意： 一、分子动能 所有分子热运动的动能总和 等于分子的平均动能与分子数的乘积。 与分子的 总个数 和 平均动能 有关 与 物质的量 和 温度 有关 微观上看： 宏观上看： 5、分子的总动能： 一、分子动能 地面附近的物体与地球之间有引力的作用，物体被举高后，地球和这个物体组成的系统就具有了势能。 用弹簧连接的两个物体，把弹簧拉伸或压缩后，两物体之间存在力（引力或斥力）的作用，这个系统也具有了势能。 总之，如果宏观物体之间存在引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，势能是由物体间的相互位置决定的。 我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间有势能？ G 思考与讨论 分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么，它们之间存在怎样的一种关系呢? 设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。 ①当r>r0时，分子力为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子力做正功。 构建模型： 定性分析分子力做功情况： ②当r<r0时，分子力为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子力做负功。 思考与讨论 例1.(多选)下列关于分子动能的说法，正确的是（ ） A.物体的温度升高，每个分子的动能都增加 B.物体的温度升高，分子的平均动能增加 C.如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为 D.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数 之比 √ √ 例2.关于分子热运动的动能，下列说法中正确的是（ ） A.物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大 B.物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小 C.物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大 D.1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大 √ 分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么，它们之间存在怎样的一种关系呢? 设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。 构建模型 ①当r>r0时，分子力做正功，分子动能增加，分子势能Ep减少。 定性分析功能关系 ②当r<r0时，分子力做负功，分子动能减少，分子势能Ep增加。 思考与讨论 半定量分析分子力做功情况： 分子作用力曲线与r轴之间所围面积等于分子力所做的功。 ①当r>r0时， 分子力为引力，分子间距离减小，分子力做正功，所围面积在r轴下方，r不断减小，分子力做正功越来越多，所围面积越来越大。 ②当r<r0时，分子间距离减小，分子力做负功，所围面积在r轴上方，r不断减小，分子力做负功越来越多，所围面积越来越大。 二、分子势能 半定量分析分子势能变化情况： 取无穷远处分子势能为0 分子力所做的功等于分子势能的减少 ①当r>r0时，r不断减小，分子力做正功越来越多，分子势能越来越小。