1.4分子动能和分子势能 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第一章　分子动理论 4　分子动能和分子势能 学习目标 重难点 1.理解分子动能和分子势能的概念 2.理解物体内能的含义 重点 3.明确分子势能与分子间距离的关系 重点 1 2 3 分子动能 运动的足球具有动能 运动的分子具有动能吗？ 大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是大量分子动能的平均值。 观察与思考 如图，分别向10 ℃(冷水)和50 ℃(热水)的水中滴入一滴红墨水，请问： (1)哪杯水中红墨水扩散得快？ 答案　热水 (2)哪杯水中分子的平均动能大？ 答案　热水 (3)影响分子平均动能的因素是什么？ 答案　温度 观察与思考 分子动能 1.分子动能：由于分子不停地做无规则运动而具有的能量 2.分子的平均动能：所有分子热运动动能的平均值. （1）温度是物体的分子热运动的平均动能的标志,温度升高,分子热运动的平均动能增大. （2）分子平均动能仅与温度有关，与物质的种类无关，与物体所处的状态无关. 4.温度的意义 （1）宏观:描述物体的冷热程度. （2）微观:分子热运动的平均动能的标志. 3.分子的总动能 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． 分子动能 1.物体的温度升高时，物体每个分子的动能都增大吗？ 答案　物体温度升高时，所有分子的平均动能会增大，但并不是每个分子的动能都增大。 2.同一温度下，不同物质分子的平均速率是否相同？ 答案　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。 思考与讨论 1.(多选)下列说法正确的是 A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B.分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能量 C.物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高 D.温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的 每一个分子的运动速率 √ √ 导练 温度相同，物体分子的平均动能相同，故A正确； 分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能量，故B正确； 物体温度是对于大量分子而言，对于10个分子无意义，故C错误； 温度低的物体分子的平均速率小(相同物质)，但具体到每一个分子，其速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D错误。 2.(多选)当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是 A.两种气体的分子平均动能相等 B.氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率 C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.两种气体分子热运动的平均速率不相等 √ √ 温度是分子平均动能的标志，温度相同，两种气体的分子平均动能相同，故选项A正确； 氢气和氧气的分子质量不同，所以两种气体分子的平均速率不同，故选项B错误，D正确； 虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量未知，即分子数目关系不清楚，则总动能关系不确定，故选项C错误。 分子势能 G 地面上的物体，由于与地球相互作用具有的能——重力势能 发生弹性形变的弹簧，相互作用具有的能——弹性势能 特点：力所做的功与路径无关 分子势能 观察与思考 当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？ A B r0 r=无穷远 Ep=0 引力 力与运动方向相同 斥力 力与运动方向相反 （1）当r>r0时，分子力做正功，分子势能减小 （2）当r<r0时，分子力做负功，分子势能增大 （3）当r＝r0时，分子势能最小 观察与思考 分子势能 1.分子势能：由分子间的相对位置决定的能。 2.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时，分子间作用力表现为引力，若r增大，需克服引力做功，分子势能增大。 (2)当r<r0时，分子间作用力表现为斥力，若r减小，需克服斥力做功，分子势能增大。 (3)当r＝r0时，分子间作用力为零，分子势能最小，即分子间距离等于平衡距离时分子势能最小。 分子势能 3.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。分子势能与r的关系不是单调变化的。 4.分子势能的特点 分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关。 若选定分子间距离为无穷远时的分子势能为0，请画出分子势能随距离r变化的图像。 F=0 Ep最小 思考与讨论 3.(多选)两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判断在这一过程中 A.一定是分子间作用力做了正功 B.两个分子间的相互作用力可能变大 C.两个分子间的距离一定变大 D.两个分子间的相互作用力一定是引力 √ √ 导练 分子势能变小，说明分子间作用力做正功，故A正确； 如图所示为Ep－r、F－r图像，若分子间距大于平衡间距r0，分子势能变小，分子间距变