第一章 第4节 分子动能和分子势能-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

物理选择性必修第三册课堂学案 第4节分子动能和分子势能 [学习目标]1.知道温度是分子平均动能的标志（物理观念），2.明确分子势能与分子间距离的关系（物 理观念).3.理解内能的概念及其决定因素（物理观念）. 课前·教材预案 (2)微观上：分子势能与分子间的 知识点一 分子动能 有关 知识点三 物体的内能 1.分子动能：由于分子永不停息地做无规则 而具有的能量。 1.定义：物体中所有分子的 动能与 2.分子的平均动能：所有分子热运动动能的 势能的总和。 2.内能的普遍性：组成任何物体的分子都在做无 3.物体的 是它的分子热运动的平均动 规则的 ,所以任何物体都具有内能. 能的标志 3.决定因素 知识点二 分子势能 (1)物体所含的分子总数由 决定 (2)分子的热运动平均动能由 决定 1.定义：分子间存在相互作用力，可以证明分子 (3)分子势能与物体的 有关，故物体 间的作用力所做的功与 无关，分子组 的内能由 共同 成的系统具有 能 决定，同时受物态变化的影响。 2.分子势能与分子间距离的关系 分子势能E,随分子间距离r变化的情况如图 I自主检测 所示. 1.判断下列说法的正误， (1)温度升高时物体的每个分子的动能都将 增大 () (2)物体的体积越大，分子势能越大.() (1)当r>r时，分子力表现为 ,若r (3)分子势能是由分子间相对位置决定的能， 增大，需克服引力做功，分子势能 随分子间距的变化而变化， () (2)当r<r。时，分子力表现为 ,若r (4)物体的温度和体积变化时，内能一般要发 减小，需克服斥力做功，分子势能 生改变 () (3)当r=时，分子力为零，分子势能最 2.(1)1千克10℃的水比10千克2℃的铁的分 3.决定因素 子的平均动能 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的 (2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气 有关 体的内能 ·18 第一章分子动理论 课堂·深度探究 探究点一 分子动能 B.分子动能指的是由于分子做无规则热运动 【情境导学】在生活中，家里常常会腌制一些咸 而具有的能 菜，经过一段时间的腌制，菜才会变咸；而用 C.物体中10个分子的动能很大，这10个分 铁锅炒菜时，加入食盐，才很快会变咸.请问 子的温度很高 出现不同现象的原因是什么？ 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 思维导引：温度是分子平均动能的“标志”或 者说“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，与单个 分子的动能没有关系 【变式1】关于温度与分子动能的关系，下列说法 【知识拓展】 正确的是 1.单个分子的动能 A.某物体的温度为0℃，说明物体中分子的 (1)定义：组成物体的每个分子都在不停地做 平均动能为零 无规则运动，因此分子具有动能 B.温度是分子热运动平均动能的标志 (2)由于分子运动的无规则性，在某时刻物体 C,温度较高的物体，其分子平均动能较大，则 内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分 分子的平均速率也较大 子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以 D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高 单个分子的动能没有意义. 探究点二分子势能 2.分子的平均动能 【情境导学】在学习重力势能时，我们知道重力势 (1)定义：物体内所有分子的动能的平均值。 能与相对位置有关，重力势能的变化与物体 (2)决定因素：物体的温度是分子热运动的平 的位置变化有关.那么，学习了分子动能，是 均动能的标志.温度升高的物体，分子的平均 否存在分子势能？分子势能的变化与什么量 动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个 有关？ 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.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与物体 的温度和所含分子总数有关， 【例题1】（多选）下列说法中正确的是 A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能 相同 ·19· 物理选择性必修第三册课堂学案 【知识拓展】 D.在=时，分子势能为零，分子动能最大 1.分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系 (如图所示) 思维导引：分子势能的变化情况只与分子力 做功相联系.分子力做正功，分子势能减小； 分子力做负功，分子势能增大，分子力做功的 分子间距离r r>r r<r 值等于分子势能的变化量的负值 分子间作 【变式2】甲，乙两图分别表示两个分子之间分子 等于零 表现为引力 表现为斥力 用力F 力和分子势能随分子间距离变化的图像、由 分子间距减 图像判断以下说法正确的是 分子间距增 分子间作用 小时，分子 大时，分子间 力做功W 间作用力做 作用力做负功 负功 随分子间距