4 分子动能和分子势能(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册（人教版2019）

知识点1　分子动能 1.分子动能:做热运动的分子具有的动能。 2.分子的平均动能:所有分子的动能的平均值。 3.温度的微观含义:温度是分子热运动的平均动能的标志。 4 分子动能和分子势能 必备知识 清单破 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　分子势能 1.分子势能:分子间存在着相互作用力,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.决定因素 (1)宏观:分子势能与物体体积有关。 (2)微观:分子势能与分子间距离有关。 3.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力;若r减小,分子间的作用力做正功,分子势能减小。 (2)当r=r0时,分子间的作用力为零。当分子间距离r减小到r0时,分子势能减小到最小。 (3)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力;若r减小,分子间的作用力做负功,分子势能增大。 第1讲　描述运动的基本概念   第1讲　描述运动的基本概念 知识点3　物体的内能 1.物体的内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 2.影响因素 (1)宏观:温度、体积及物质的量。 (2)微观:分子平均动能、分子间距离及分子数。 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.举重运动员将杠铃举得越高,杠铃的分子势能就会越大吗? 2.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能是否发生变化? 3.若物体的内能相同,它们的分子的平均动能一定相同吗? 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不是。分子势能与物体的高度无关。 2.变化。温度不变,分子的平均动能不变,但熔化过程中分子势能发生变化。由于熔化过程吸 收热量,则内能增加。 3.不一定。温度是分子的平均动能的标志,内能相同的物体,它们的温度不一定相同。 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点1　分子动能的理解  1.单个分子的动能:(1)物体由大量分子组成,在某一瞬间,物体中分子热运动的速率大小不一, 各个分子的动能也有大有小。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动,各个分子热运动的速率会发生变化,各个分子的动能 也在不断改变。 2.分子的平均动能 (1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,具有统计意义。温度升高,分子的平均动能增 大,但不是每一个分子的动能都增大,个别分子的动能也可能减小,但总体上所有分子的动能 之和一定是增加的。 (2)虽然同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但由于不同物质的分子质量不 尽相同,它们的分子的平均速率一般不相同。 第1讲　描述运动的基本概念 3.分子的总动能 　　分子的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和,它等于分子的平均动能与分子数的 乘积,即它与物体的温度和所含的分子数目有关。 第1讲　描述运动的基本概念 定点2　分子势能的理解  1.分子势能与分子间的作用力做功的关系 (1)分子间的作用力做正功,分子势能减小,分子间的作用力做了多少正功,分子势能就减小多 少。 (2)分子间的作用力做负功,分子势能增加,克服分子间的作用力做了多少功,分子势能就增加 多少。 2.分子势能与分子间距离的关系 第1讲　描述运动的基本概念 图示 取两分子相距无穷远时分子势能为零 r<r0 分子间的作用力表现为斥力,随着r的减小,分子间的作用力做负功,分子势能增大 第1讲　描述运动的基本概念 r=r0 分子势能最小。在此位置左右,分子间距离r不论减小或增大,分子势能都增大,所以说,平衡位置处是分子势能最小点 r>r0 分子间的作用力表现为引力,随着r的增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大 r>10r0 分子势能均视为零 第1讲　描述运动的基本概念 3.分子势能的特点 (1)分子势能是标量,正负表示的是大小,具体的值与零势能位置的选择有关。 (2)分子势能为零和分子势能最小的含义不同。一般选定分子间距离r为无穷远时的分子势 能Ep为零,分子势能最小的位置一定在r=r0处。 (3)分子势能同重力势能、弹性势能、电势能一样,都是与某种力对应、由相对位置决定的 能量,且该种力做功等于对应势能的变化。 第1讲　描述运动的基本概念 典例 如图所示,甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子间引力、斥力及分 子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示,A、B、C、D为横轴上的四个特殊的位置; E为两虚线a、b的交点【1】,现把乙分子从A处由静止释放【2】,则由图像可知 (　    ) A 第1讲　描述运动的基本概念 A.虚线a为分子间斥力变化图线【3】,交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子间的作用力 为零 B.虚线b为分子间引力变化图线,表明分子间引力随距离增大而增大 C.实线c为分子势能的变化图线【4】,乙分子到达C点时分子势能最小 D.乙分子从A到C的运动过程中一直做加速运动 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】交点表示引力与斥力大小相等,合力为零。 【2】此时分子间的作用力表现为引力。 【3】与引力相比,斥力变化得快。 【4】分子势能图像的显著特点是在平衡位置处,分子势能最小,不为零。 第1讲　描述运动的基本概念 模型构建       A→B表现为引力,分子间的作用力做正功,乙分子速度增大,分子势能减小;B→C表现为斥力, 分子间的作用力做负功,乙分子速度减小,分子势能增大。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,随分子间距离r的减小而增大,但 斥力变化得快,故虚线a为分子间斥力变化图线,虚线b为分子间引力变化图线,交点E表示分 子间的引力、斥力大小相等,分子间的作用力为零,选项A正确,B错误;实线c为分子势能的变 化图线,乙分子到达B点时分子势能最小,为负值,选项C错误;乙分子从A到C的运动过程中,分 子间的作用力先表现为引力后表现为斥力,分子间的作用力先做正功后做负功,速度先增大 后减小,选项D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 定点3　物体的内能  对内能的理解 (1)从微观上看,物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间 距离三个因素决定。 (2)从宏观上看,物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素共同决定。 (3)从统计规律上看,内能是对大量分子而言的,对单个分子来说无意义。 (4)物体的内能受物态变化的影响。 第1讲　描述运动的基本概念 $$