第一章 4 分子动能和分子势能-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

4　分子动能和分子势能 [定位·学习目标] 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志,能解释温度变化时分子热运动动能的变化。 2.知道什么是分子势能,知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。 3.知道物体内能的概念,能解释物体的内能与温度和体积有关。能区别物体的内能和机械能。 探究·必备知识 知识点一　分子动能 1.分子动能 做 的分子具有的动能,就是分子动能。 2.分子的平均动能 系统中所有分子的动能的 ,叫作分子热运动的平均动能。 3.温度与分子平均动能 温度是物体分子热运动 的标志。温度越高,分子的平均动能越 ;温度越低,分子的平均动能越 。 热运动 平均值 平均动能 大 小 知识点二　分子势能 1.分子势能 分子间存在着相互作用力,可以证明分子间的作用力所做的功与路径 ,分子组成的系统具有分子势能。 2.决定因素 (1)宏观上:分子势能的大小与物体的 有关。 (2)微观上:分子势能与分子间的 有关。 无关 体积 距离 3.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时,分子间的作用力表现为 若r减小,分子间的作用力做 ,分子势能 。 (2)当r<r0时,分子间的作用力表现为 ,若r减小,分子间的作用力做 ,分子势能 。 (3)当r=r0时,分子间的作用力为零,分子势能 。 引力 正功 减小 斥力 负功 增加 最小 有甲、乙两个分子,固定甲分子,使乙分子从无穷远处逐渐靠近甲,如图。请思考: (1)分子力做正功和负功时,分子势能分别是怎样变化的? 答案:(1)分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大。 (2)乙分子靠近甲分子的过程中,分子势能如何变化? 答案:(2)乙分子从无穷远处逐渐靠近甲的过程中,分子力先表现为引力,分子间作用力做正功,分子势能减小,当分子乙经过平衡位置r0后,再向分子甲靠近的过程中,分子力表现为斥力,分子力做负 功,分子势能增大。 (3)规定无穷远处分子势能为零时,分子在平衡位置时分子势能是正值、负值,还是零? 答案:(3)平衡位置r0处分子势能最小,小于无穷远处的分子势能,故在平衡位置时分子势能为负值。 知识点三　物体的内能 1.物体的内能 物体中所有分子的热运动 与 的总和,叫作物体的内能。任何物体都具有 。 2.相关因素 分子热运动的平均动能与 有关,分子势能与物体的 有关。一般说来,物体的 和 变化时它的内能都会随之改变。 动能 分子势能 内能 温度 体积 温度 体积 一架飞机在空中以某一速度飞行,由于飞机中所有分子都具有飞机的速度,所以分子具有动能;又由于飞机在空中,飞机中所有分子都离地面有一定高度,以地面为零势能面,所以分子具有势能,上述动能和势能的总和就是飞机的内能。当飞机停在地上时,飞机的内能为零。以上说法是否正确?为什么? 答案:不正确,飞机的内能不是飞机的机械能,它是飞机中所有分子做无规则热运动动能和由于分子之间的相互作用而具有的势能的总和,与飞机飞行的高度和速度无关。 突破·关键能力 要点一　对分子动能的理解 两容器甲内盛有氢气,乙内盛有氧气,容器内气体的质量和温度都相同。 探究:(1)两种气体分子的平均动能相等吗? 答案:(1)温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子平均动能相等。 (2)两种气体分子热运动的总动能相等吗? 答案:(2)氢气和氧气质量相等,摩尔质量不同,物质的量不同,分子总数不同,平均动能相等,热运动的总动能不相等。 (3)两种气体分子热运动的平均速率相等吗? 答案:(3)因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量,而分子平均动能又相等,所以氢气分子的平均速率大。 (4)容器内每个分子的温度都相等吗? 答案:(4)温度是大量分子无规则热运动的统计结果,对单个分子而言,动能时刻变化,所以对单个分子谈温度毫无意义。 1.单个分子的动能 (1)定义:组成物体的每个分子都在不停地做无规则运动,因此分子具有动能。 (2)由于分子运动的无规则性,在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一,就是同一个分子,在不同时刻的动能也可能是不同的,所以单个分子的动能没有意义。 2.分子的平均动能 (1)定义:物体内所有分子的动能的平均值。 (2)决定因素:物体的温度是分子热运动的平均动能的标志,温度升高的物体,分子的平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,个别分子的动能可能减小或不变,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 3.物体内分子的总动能 物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和,它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积。物体内分子的总动能