1.4分子动能和分子势能-2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第三册）

第一章 分子动理论 第三节 分子动能和分子势能 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 (1)了解温度是分子热运动平均动能的标志，是微观粒子热运动的宏观表现。 (2)了解什么是分子势能。 (3)知道什么是物体的内能，了解内能和机械能的区别。 科学思维 (1)理解分子力做功的特点。 (2)理解物体的内能与哪个宏观量有关。 科学探究 探究分子力做功与分子势能变化的关系，理解物体的内能与哪个宏观量有关。 科学态度与责任 通过分子平均动能与温度、分子势能与体积的探索，养成实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣。 知识点一 分子动能 情景导学：如图，分别向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴红墨水，问： (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？ 答案提示：(1)50 ℃的水；(2)50 ℃的水；(3)温度是分子热运动平均动能的标志。 一、分子动能 1.分子动能 做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 2.分子的平均动能 热现象研究的是大量分子运动的整体表现，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，叫作分子热运动的平均动能。 3.温度的微观解释 温度是物体分子热运动平均动能的标志。 说明：温度相同，分子平均动能相等，而不同种类的分子平均速率不相等。 知识点二　分子势能 思考讨论：分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。 (1)当r＞r0时，分子间表现为什么力？若r增大，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ (2)当r＜r0时，分子间表现为什么力？若r减小，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ (3)当r＝r0时，分子势能有什么特点？ 答案提示：(1)分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加； (2)分子力为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加； (3)分子势能最小。 1.分子势能:由于分子间存在着相互作用力,所以分子具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。 2.分子势能与分子间距离的关系: (1)当分子间距离r大于r0时,分子间的相互作用力表现为引力,要增大分子间的距离,必须克服引力做功,因此分子势能随着分子间距离的增大而增大。 (2)当分子间距离r小于r0时,分子间的相互作用力表现为斥力,要减小分子间的距离,必须克服斥力做功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大。 3.物体的体积变化时,分子间距离发生变化,分子势能随着发生变化,可见分子势能跟物体的体积有关。 物体的内能 知识点三　分子内能 情景导学：物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能。你知道物体的内能与哪些因素有关吗？ 答案提示：物体的内能与温度、体积、物质的量三方面有关。 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.内能的普遍性：组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。 3.决定因素 (1)物体所含的分子总数由物质的量决定。 (2)分子的热运动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。 注意：物体的内能与机械能无关。 易错易混点1.对分子动能的理解和运用 易错易混点辨析： 1.单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子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统计规律，对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，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 (2)只要温度相同，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小一般不相同。 3.理解分子动能的三点注意 (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规律，对个别分子动能没有实际意义。 (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。 例1.对不同的物体而言，下列说法中正确的是(　　) A.高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大 B.高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能 C.高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运