第1.4 分子动能和分子势能-2023-2024学年高二物理同步培优课件（人教版2019选择性必修第三册）

高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第4节: 分子动能和分子势能 第4节分子动能和分子势能 地面附近的物体所受的重力是G，由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢？ G 导入新课 复习势能的概念 分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 物体内大量分子永不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小也不同。又因为热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是非常困难、也是没有必要的。于是要研究大量分子热运动的动能，只有将所有分子热运动动能的平均值求出来才有意义，这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。 分子的动能 1、分子动能 2、分子平均动能 在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里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。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。 物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。 分子的动能 3、温度 温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。 ①宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量 ②微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志 温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 分子的动能 4、注意： ①温度升高，分子的平均动能一定增大，但并不代表所有分子的动能都增大。 ②分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类 及所处的状态无关 由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。 分子的动能 5、分子的总动能： 所有分子热运动的动能总和 等于分子的平均动能与分子数的乘积。 与分子的 总个数 和 平均动能 有关 与 物质的量 和 温度 有关 微观上看： 宏观上看： 分子的动能 地面附近的物体与地球之间有引力的作用，物体被举高后，地球和这个物体组成的系统就具有了势能。 用弹簧连接的两个物体，把弹簧拉伸或压缩后，两物体之间存在力（引力或斥力）的作用，这个系统也具有了势能。 总之，如果宏观物体之间存在引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，势能是由物体间的相互位置决定的。 我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间有势能？ 分子的势能 思考势能的概念 分子的势能 分子势能:由分子力和分子间的相对位置决定的势能。 取无穷远处分子势能为0 分子力所做的功等于分子势能的减少 ①当r>r0时，r不断减小，分子力做正功越来 越多，分子势能越来越小。 ③当r<r0时，r不断减小，分子力做负功越 来越多，分子势能越来越大。 ②当r=r0时，分子势能最小且小于0。 物体的体积变化时，分子间距离将发生变化，因而分子势能随之改变。可见，分子势能与物体的体积有关。 【决定分子势能的因素】： 从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。 从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 试结合分子力与分子距离的关系图，画出分子势能与两分子之间的距离关系图 分子的势能 物体的内能 1、内能（internal energy）：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 ⑴内能普遍性：任何物体都具有内能 一切物体都是由分子组成 所有分子都在永不停息地做无规则热运动 分子存在相互作用力 ⑵决定物体内能的因素（内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义） ①从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定。 ②从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均 动能和分子间的距离三个因素决定。  宏观： 物体的摩尔数 温度 体积 微观： 分子总数 分子平均动能 分子势能（分子间距） 内能 机械能 物质的量、物体的温度和体积及物态 永远不等于零 常见的能量形式 影响因素 大小 对应的运动形式 联系 微观分子热运动 分子动能、分子势能 在一定条件下可以相互转化 一定条件下可以等于零 物体的机械运动的速度、相对于零势能面的高度或弹性形变量 物体动能、重力势能或弹性势能 宏观物体机械运动 内能与机械能的联系与区别 1．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个