第1章 第4节 分子动能和分子势能（word教参)-【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）

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）. 知识点一　　分子动能 1.分子动能：由于分子永不停息地做无规则　热运动　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　. 3.物体的　温度　是它的分子热运动的平均动能的标志. 知识点二　　分子势能 1.定义：分子间存在相互作用力，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. 2.分子势能与分子间距离的关系 分子势能Ep随分子间距离r变化的情况如图所示. （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　增加　. （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　增加　. （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：分子势能与分子间的　距离　有关. 知识点三　　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.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. 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. （　×　） （3）分子势能是由分子间相对位置决定的能，随分子间距的变化而变化. （　√　） （4）物体的温度和体积变化时，内能一般要发生改变. （　√　） 2.（1）1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能　大　. （2）质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能　大　. 探究点一　　分子动能 【情境导学】在生活中，家里常常会腌制一些咸菜，经过一段时间的腌制，菜才会变咸；而用铁锅炒菜时，加入食盐，才很快会变咸.请问出现不同现象的原因是什么？ 答案　腌制咸菜时，温度较低，食盐分子运动的平均速率低，需要较长时间才能扩散到菜的内部使菜变咸；炒菜时，温度较高，食盐分子运动的平均速率较大，很快就能扩散进菜里面使菜变咸. 【知识拓展】 1.单个分子的动能 （1）定义：组成物体的每个分子都在不停地做无规则运动，因此分子具有动能. （2）由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义. 2.分子的平均动能 （1）定义：物体内所有分子的动能的平均值. （2）决定因素：物体的温度是分子热运动的平均动能的标志.温度升高的物体，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个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 B.分子动能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能 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 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. 答案　AB　 解析　温度相同，物体分子的平均动能相同，选项A正确；分子动能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能，选项B正确；物体温度是对大量分子而言的，对于10个分子无意义，选项C错误；温度低的物体分子的平均运动速率小（相同物质），但具体到每一个分子的运动速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，选项D错误. 【变式1】关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是（　　） A.某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零 B.温度是分子热运动平均动能的标志 C.温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大 D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高 答案　B　 解析　某物体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，选项A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高的物体，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均