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 教学目标 CONTENT 01 02 03 理解内能的概念及其决定因素 明确分子势能与分子间距离的关系 知道温度是分子平均动能的标志 2 新课引入 运动的汽车具有动能 运动的分子具有分子动能 分子动能 一 知能提升 1．分子动能：分子由于热运动而具有的能量。 3．温度： （1）宏观含义：温度是表示物体冷热程度的物理量。 （2）微观含义（即从分子动理论的观点来看）： 温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大。 2．分子热运动的平均动能：所有分子动能的平均值。 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无关，分子组成的系统具有分子势能。 地面上的物体，由于地球的吸引具有重力势能。 发生弹性形变的弹簧具有弹性势能。 分子间由于相互作用力具有分子势能。 A B r0 分子势能 二 知能提升 2．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引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子间的作用力做正功，分子势能减小。 (2)当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子间的作用力做负功，分子势能增大。 (3)当r＝r0时，分子势能最小。 规定无穷远处分子势能为零 A B r0 r0 r F O 甲 r0 r Ep O 乙 物体的内能 三 知能提升 1．物体的内能：物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和。 3．决定物体内能的因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的温度、体积和质量三个因素决定。 （2）从微观上看：物体内能的大小由分子热运动剧烈程度、分子间距离和分子个数三个因素决定。 2 ．任何物体都具有内能。 内能 机械能 对应的运动形式   与热运动对应  与机械运动对应 常见的能量形式 分子动能与分子势能 动能、重力势能、弹性势能 影响因素 温度、质量、体积 质量、速度、高度、形变量 联系 内能和机械能的物理本质是一样的。机械能是宏观的物体运动，内能是组成物体的微粒(原子)的运动的总和。 内能和机械能的比较 思考与讨论： 物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时还共同参与竖直向下的落体运动。再如，地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规则热运动的同时，还共同参与水平地面上的运动。当足球静止在地面上时，其中的气体分子是否还具有能量呢？ 静止在地面上的足球，其中的气体分子在永不停息地做无规则运动，还具有能量。 典例精析 例. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能Ep 随分子间距离 r 变化关系的图线是(　　) 解 ：分子间作用力f 的特点是：r<r0时，f 为斥力；r＝r0时，f＝0；r>r0时，f 为引力。分子势能Ep的特点是：r＝r0时，Ep最小。因此只有B项正确。 B 课堂小结 分子动能 分子势能 内能 定义 分子无规则运动的动能 分子间有作用力，由分子间相对位置决定的势能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和 影 响 因 素 微 观 分子热运动的剧烈程度 分子距离 分子热运动剧烈程度 分子距离 分子个数 宏 观 温度 体积 温度 体积 质量 分子动能、分子势能和物体的内能 跟踪练习 B 1.(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是（ ） A.两种物体的分子的平均动能相同 B.水银分子的平均动能比水的大 C.两种物体的分子的平均速率相同 D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小 解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子平均动能相同，故A对，B错； 由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知水银分子的平均速率比水分子的平均速率小，故D对，C错. AD 2.分子力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法错误的是（ ） A.r＝r0时，分子势能最小 B.r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小 C.r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小 D.r＞r0阶段，F先增大后减小 C 3.两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是( ) A.分子力总对乙做正功，分子势能不断减小 B.乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大 C.乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后减小 D.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大 解析　甲和乙相距较远时，此时分子力为零，分子势能为零，甲分子固定