第1章 第3～4节 分子的热运动 分子间的相互作用力（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（教科版2019）

第3节　分子的热运动 第4节　分子间的相互作用力 课程内容要求 核心素养提炼 1.学会用扩散现象和布朗运动来说明分子的热运动，理解布朗运动的实质，知道分子的动能. 2.知道分子间的相互作用力和分子距离之间的关系，掌握分子力的特点；理解分子动能、势能和内能. 3.总结并掌握分子动理论的基本内容. 1.物理观念：分子的热运动、扩散、布朗运动、分子力、分子动理论.分子动能、势能和内能. 2.科学思维：布朗运动的实质、分子热运动和温度的关系、分子力和分子间距离的关系. 3.科学探究：用显微镜观察微粒的运动. [对应学生用书P6] 1.扩散现象 (1)定义：不同物体相互接触时彼此进入的现象. (2)产生原因：物质分子的无规则运动. (3)意义：反映分子在永不停息地做无规则运动. (4)应用：生产半导体器件时，在真空、高温条件下通过固体原子的扩散在半导体材料中掺入其他元素. 2.布朗运动　布朗运动的解释 (1)概念：悬浮颗粒在静止液体或气体中的无规则运动. (2)产生原因：液体或气体分子在各个方向上对悬浮微粒的碰撞作用具有不平衡性. (3)影响因素：悬浮微粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈. (4)意义：间接反映了液体或气体分子运动的无规则性. 3.热运动和分子动能 (1)热运动：分子的无规则运动. (2)分子动能：做热运动的分子具有的动能. (3)分子平均动能：大量分子动能的平均值. (4)温度和分子平均动能的关系：温度升高时，分子热运动的平均动能增加. (5)温度的微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志. [判断]　(对的画“√”，错的画“×”) (1)扩散现象在固体、液体、气体中都能发生.(√) (2)布朗运动就是液体分子的无规则运动.(×) (3)悬浮颗粒越大，布朗运动越明显.(×) (4)布朗运动的剧烈程度与温度有关.(√) (5)物体运动的速度越大，其内部分子热运动越剧烈.(×) (6)扩散现象和布朗运动都是分子的运动.(×) (7)物体的温度升高，每个分子的动能都增加.(×) 1.分子间作用力与距离的关系 (1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力. (2)当两个分子间的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子间的作用力为零；当两个分子间的距离小于r0时，作用力表现为斥力；当两个分子间的距离大于r0时，作用力表现为引力.(r0的数量级为10－10m) [思考]　如图所示，将两块接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，挂上钩码都不能把它们拉开，主要原因是什么？(忽略大气压强的影响) 提示　两个铅柱压紧后，接触面上分子之间的作用力为引力，引力大于下面铅柱的重力，故不脱落. 2.内能 (1)分子势能 ①定义：分子系统具有的势能. ②决定因素：分子势能的大小由分子间的相对位置决定. (2)物体的内能 ①定义：物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和. ②影响因素：物体的内能与其所处的状态(如温度、体积)有关. ③内能是大量分子热运动的动能与分子势能的总和，机械能是物体做宏观运动的动能与势能的总和. 3.分子动理论 基本内容：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着引力、斥力. [思考]　下图是分子势能与分子间距离的关系图像. (1)当分子间的距离为多大时，分子系统具有的势能最小？ (2)当分子间作用力表现为引力时，分子势能与分子间距离的关系是怎样的？ 提示　(1)当r＝r0时，即分子间相互作用力为零时，分子势能最小. (2)当分子间作用力为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大. [对应学生用书P8] 探究点一　布朗运动和分子的热运动 在显微镜下追踪一个小碳粒的运动，每隔30 s 把观察到碳粒的位置记录下来，用直线把位置按时间顺序连接起来，如图所示.这是否能说明小碳粒的运动轨迹是折线？ 提示　不能，在每段时间内碳粒做的都是无规则运动，不是直线运动. 布朗运动和热运动的区别与联系 布朗运动 热运动 不同点 研究对象 悬浮于液体或气体中的微粒 分子 观察难易程度 可以在显微镜下看到，肉眼看不到 在一般显微镜下看不到 相同点 ①无规则；②永不停息；③温度越高，运动越剧烈 联系 周围液体或气体分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动 如图是显微镜下某液体中三个微粒做布朗运动的示意图(每隔30 s记录微粒的一个位置)，下列说法正确的是(　　) A.图中记录的是液体分子无规则运动的情况 B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹 C.微粒越大，布朗运动越明显 D.该图间接反映了液体分子运动的无规则性 [思路点拨]　 D　[布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是大量液体分子做无规则运动时与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无