1.4 分子动能和分子势能-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书(人教版）

第4节 分子动能和分子势能 课标要求 核心素养 1.了解分子动能、分子势能和内能概念。 2．了解内能和机械能的区别 1.物理观念：知道分子动能和分子热运动的平均动能的概念。了解温度是分子热运动平均动能的标志，了解分子势能的概念，知道分子势能与分子力做功的关系，分子势能与分子间的距离的关系，知道什么是物体的内能，知道物体的内能跟哪些宏观量有关。 2．科学思维：体会分析分子势能与分子间距离的关系的过程 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、分子动能 1．分子动能 (1)定义：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的动能。 (2)分子的平均动能：所有分子的热运动动能的平均值。 (3)分子的平均动能与温度的关系：温度是物质分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大。 2．温度的意义 (1)宏观：描述物体的冷热程度。 (2)微观：分子平均动能的标志。 二、分子势能 1．定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能。 2．分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时，分子力表现为引力，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，分子力为零，分子势能最小。 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。 三、物体的内能 1．定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。 3．相关因素 (1)物体所含的分子总数由物质的量决定。 (2)分子热运动的平均动能由温度决定。 (3)分子势能与物体的体积有关。 故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响。 【概念辨析·试身手】 (1)温度是分子平均动能的标志。(√) (2)温度升高时物体的每个分子的动能都将增大。(×) (3)当分子间距离r＝r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0。(×) (4)当分子间距离由0逐渐增大到∞时，分子势能先减小后增大。(√) (5)物体运动得越慢，其内能一定越小。(×) (6)物体的温度和体积变化时，内能一般要发生改变。(√) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 分子动能 【要点培优】 1．单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。 (3)热现象是大量分子无规则运动的宏观表现，探究个别分子的动能没有实际意义。 2．分子的平均动能 (1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能可能增大，也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 (2)虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般不相同。 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与物体的温度和所含分子总数有关。 【素养培优】 如图，分别向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴红墨水。 探究：(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？ 提示：(1)50 ℃的水。(2)50 ℃的水。 (3)温度。 【应用培优】 [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mv2 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的比值 解析：选BD。温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A错误，B正确；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总数的比值，所以C错误，D正确。 【名师点拨】　理解分子动能的三要点 1．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。 2．每个分子都有分子动能且不为零，热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义。 3．温度高的物体，分子的平均速率不一定大，还与分子质量有关。[训练] 1.(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(　　) A．两种气体分子的平均动能相等 B．氢气分子的平均速率大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相等 解析：选