1.4 分子动能和分子势能 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第4节 分子动能和分子势能 第一章 分子动理论 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? 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志。 2.知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离有关。 3.知道什么是内能，知道物体的内能与温度和体积有关。 4.能够区别内能和机械能。 新知学习 学习目标 课堂总结 知识点一：分子动能 2.分子平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。 1.(单个)分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能。 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。在热现象的研究中，研究单个分子意义不大，因为其毫无规则可言，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。 新知学习 学习目标 课堂总结 3.分子的平均动能由温度决定： ①从宏观角度看:温度是描述物体冷热程度的物理量。 ②从微观方面看:温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。 温度越高，分子热运动越剧烈，则平均动能越大。 新知学习 学习目标 课堂总结 温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 在同一个温度下，物体分子的速度绝大部分分布在某个值附近，但总是有小部分速度很大的和速度很小的。 特别提醒：分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关。 新知学习 学习目标 课堂总结 特别注意 ①温度是大量分子热运动的宏观表现，对于单个分子来说温度是没有意义的，因此不能说温度升高，某个分子动能增大。 ②温度升高，分子的平均动能增大，但并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不论物质是否相同，只要温度相同，分子的平均动能都相同。 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。 ④物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与温度和所含分子数有关 新知学习 学习目标 课堂总结 练一练 1.有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（ ） A．甲气体温度一定高于乙气体的温度 B．甲气体温度一定低于乙气体的温度 C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快 C 新知学习 学习目标 课堂总结 知识点二：分子势能 1.分子势能:分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能. 地面上的物体,由于与地球相互作用 重力势能 发生弹性形变的弹簧, 相互作用 弹性势能 分子间相互作用 分子势能 新知学习 学习目标 课堂总结 2.分子势能与分子间距离的关系 当r≈10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。 当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，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。 当r＞r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。 r F斥 F引 F合 F r0 新知学习 学习目标 课堂总结 分子力的图像与分子势能图像的联系与区别 从图中我们也能看出，r由无穷远开始减小的过程中，分子势能是先减小后增大的，且在r=r0的时候分子势能最小。注意并不为零，而是负值 新知学习 学习目标 课堂总结 3.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。 物体的体积越大，分子势能不一定越大。 如相同质量0℃的水和0℃的冰，冰的体积大，但水分子的势能大于冰分子的势能 分子势能为0和分子势能最小的含义不同。 如前者与选择的零势能点有关，后者的位置确定在r=r0处 新知学习 学习目标 课堂总结 练一练 1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(　　) A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大 BC 新知学习 学习目标 课堂总结 知识点三：物体的内能 1.内能=分子动能+分子势能 任何物体都具有内能，不为零 2.内能的决定因素 3.改变内能的两种方式：改变温度和体积。 (1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积决定。 (2)微观