1.4 分子动能和分子势能（课件）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第一章：第4节 分子动能和分子势能 高中物理选择性必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第三册 分子动能 分子势能 物体的内能 巩固提升 问题？ 01. 高中物理选择性必修第三册 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？ 分子动能 第一部分 分子动能 01. 高中物理选择性必修第三册 组成物质的分子永不停息地做无规则运动 1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能． 2．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 ． 温度与分子动能 02. 高中物理选择性必修第三册 1.温度的宏观含义：温度是表示物体的冷热程度． 2.温度的微观含义（即从分子动理论的观点来看）:温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大． 温度与分子动能 03. 高中物理选择性必修第三册 说明： 2.温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同． 1.同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同． 分子的总动能 04. 高中物理选择性必修第三册 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 ①微观上看： ②宏观上看： 分子的总动能 分子势能 第二部分 分子势能 01. 高中物理选择性必修第三册 分子势能：分子间存在着相互作用力，分子间凭借相对位置所决定的能量叫分子势能。 分子势能 02. 高中物理选择性必修第三册 设两个分子相距无穷远，我们可以规定它们的分子势能为0。让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。在这个过程中，分子间的作用力做功，分子势能的大小发生改变。 分子势能与分子间距离的关系 03. 高中物理选择性必修第三册 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 ≈10-10 m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。 分子势能的特点 04. 高中物理选择性必修第三册 由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化。分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关。 分子势能的影响因素 ①宏观上：分子势能跟物体的体积有关。 ②微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r 的关系不是单调变化的。 注意事项 05. 高中物理选择性必修第三册 r r0 F 10r0 v r增大，Ep增大 F引 F斥 v r减小，Ep增大 无限远时分子势能EP=0 EP 向上平移即可，势能改变是绝对的。 ①若取 r0处为零势能点，则分子势能都大于0. ②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。 当r=r0时,分子势能最小且小于零. 物体的内能 第三部分 物体的内能 01. 高中物理选择性必修第三册 1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．也叫做物体的热力学能． 2．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成． 3．决定物体内能的因素 　（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． 思考与讨论 02. 高中物理选择性必修第三册 思考与讨论：物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时还共同参与竖直向下的落体运动。再如，地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规则热运动的同时，还共同参与水平面上的运动。当足球静止再地面上时，其中的气体分子是否具有能量呢？ 内能与机械能 03. 高中物理选择性必修第三册 应当指出，组成物体的分子在做无规则的热运动，具有热运动的动能，它是内能的一部分；同时物体还可能做整体的运动，因此，还会具有动能，这是机械能的一部分。后者是由物体的机械运动决定的，它对物体的内能没有贡献。 物体的内能与机械能的区别与联系 04. 高中物理选择性必修第三册   内能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 常见的能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能 影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量 大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 总结提升 第四部分 课堂小结 高中物理选择性必修第三册 分子动能 分子势能 三、物体的内能 组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能． 气体分子运动特一、分子动能 分子间存在着相互作用力，分子间凭借相对位置所决定的能量叫分子势能。 二、分子势能 例题1 例题精选 01. 【参考答案】C 高中物理选择性必修第三册 关于温度与分子的动能，下列说法正确的是（　　） A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 B．物体的内能等于物体的重力势能和动能的总和 C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 D．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高 解析 例题解析 02. 高中物理选择性必修第三册 【解析】A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，但平均速率不相同，故A错误； B．物体的内能等于所有分子的总动能和分子总势能的总和，故B错误； C．内能不同的物体，温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确； D．温度是大量分子平均动能的标志，两个动能不同的分子不能比较温度，故D错误。故选C。 例题2 例题精选 03. 【参考答案】BCD 高中物理选择性必修第三册 （多选）下列关于热量、功和内能的说法正确的是（　　） A．热量、功都可以作为物体内能的量度 B．热量、功都可以作为物体内能变化的量度 C．热量、功、内能的单位相同 D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的 解析 例题解析 04. 高中物理选择性必修第三册 【解析】AB．热量是表示在传热过程中物体内能变化多少的，而功是做功过程中物体内能变化多少的量度，选项A错误，选项B正确； C．三者的单位都是焦耳，选项C正确； D．热量和功是过程量，内能是状态量，选项D正确。 故选BCD。 例题3 例题精选 05. 【参考答案】D 高中物理选择性必修第三册 甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图所示，F>0表示分子间的作用力表现为斥力，F<0表示分子间的作用力表现为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从A移动到D的过程中，两分子间的作用力和分子势能同时都增大的是（　　） A．从A到B B．从B到C C．从B至D D．从C到D 解析 例题解析 06. 高中物理选择性必修第三册 【解析】根据分子间的作用力做功与分子势能的关系可知，分子间的作用力做正功，分子势能减少，分子间的作用力做负功，分子势能增加，则从A到B过程中，引力增大，且分子作用力做正功，分子势能减小；从B到C过程中，引力减小；从B至D过程中，作用力先为引力先减小，后为斥力，逐渐增大；从C到D过程中，斥力增大，且分子作用力做负功，分子势能增大，故选项D正确。故选D。 例题4 例题精选 07. 【参考答案】(1)见解析 (2)不一定，内能不可能为零 高中物理选择性必修第三册 (1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？ (2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？ 解析 例题解析 08. 高中物理选择性必修第三册 【解析】（1）微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离； 宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度、体积及物态。 （2）物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系，组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零。   THANKS cqw (c) - $$