第1章 第1节 第2课时 分子间的相互作用力和物体的内能（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦分子动能、分子间相互作用力、分子势能及物体的内能，通过问题探究（如相同温度下分子动能与速率比较、玻璃板与水面分子作用力分析）引导学生思考，搭建从微观分子运动到宏观内能的知识支架，衔接分子热运动与能量转化的关系。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，通过分子力与距离关系曲线、分子势能变化规律分析等，帮助学生建立微观相互作用模型，结合高考真题及典型例题深化理解。既培养学生的物理观念（能量观念、相互作用观念），又为教师提供系统的教学资源，提升教学效率与学生分析问题的能力。

第2课时　分子间的相互作用力和物体的内能 1 课堂深度探究 1 随堂巩固落实 2 内 容 索 引 课堂深度探究 PART 01 第一部分 3 知识点一　分子动能 相同温度下的氧气分子和氢气分子，哪一个平均动能大？哪一个平均速率大？ 返回导航 1．单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。 (2)分子在永不停息地做无规则运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。 (3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义。 返回导航 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，平均速率大小一般不相同。 3．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物体所含的分子数目有关。 返回导航 √ 　 　下列关于物体的温度与分子动能的关系说法正确的是(　　) A．某个物体的温度是0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小 C.物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高 返回导航 [解析]　温度是分子平均动能的标志，温度是0 ℃的物体中分子的平均动能并非为零，因为分子的无规则运动不会停止，A错误； 温度降低时分子的平均动能减小，但并非每个分子动能都减小，B错误； 物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确； 物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误。 返回导航 知识点二　分子间的相互作用力 1.如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板所受的重力相等吗？为什么？ [提示]　不相等。此时玻璃板和液面分子间的作用力表现为引力，所以在拉玻璃板离开水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板所受的重力。 返回导航 2．分子间存在着相互作用力，有时表现为引力，有时表现为斥力。当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力吗？ [提示]　不是。虽然两物体紧靠在一起，但绝大部分分子间的距离仍很大，远达不到分子斥力起作用的距离。 返回导航 1．对分子间作用力的理解 分子间的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的。 2．分子力与分子间距离变化的关系 (1)r0的意义 分子间距离r＝r0时，分子间引力与斥力大小相等，分子力为0，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置叫作平衡位置。 返回导航 (2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快(如图所示)。 ①当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0； ②当r＜r 0时，F斥＞F引，分子力F表现为斥力； ③当r＞r 0时，F斥＜F引，分子力F表现为引力； ④当r≥10r0(10－9m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力，所以分子力F＝0。 (3)当r＜r0时，分子力随距离的增大而减小，当r＞r0时，分子力随距离的增大先增大后减小。 返回导航 √ 角度1　对分子力的理解 　 　(多选)如图所示，甲分子固定于坐标原点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中曲线所示，F>0表示斥力，F<0表示引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a点由静止释放，在其从a点移动到d点的过程中，下列说法正确的是(　　)   A．从a到c过程中，分子力表现为引力 B．在c点处，乙分子的速度最大 C．在c点处，乙分子的加速度最大 D．从b到c过程中，两分子间的分子力逐渐增大 √ 返回导航 [解析]　由题图可知，从a到c过程中，F<0，分子力表现为引力，乙分子做加速运动；从c到d过程，分子力表现为斥力，乙分子做减速运动，故在c点处，乙分子的速度最大，A、B正确。 由题图可知，在c点处，乙分子受到的分子力为零，乙分子的加速度为零，C错误。 从b到c过程中，两分子间的分子力逐渐减小，D错误。 返回导航 角度2　分子力做功 　 　有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲分子靠近，直到不能再靠近为止。在这个过程中(　　) A．分子力总对乙分子做正功 B．乙分子总是克服分子力做功 C．先是分子力对乙做正功，然后乙分子克服分子力做功 D．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功 √ 返回导航 [解析]　甲、乙两分子间的距离大于r0，小于10r0时分子力表现为引力，随着甲、乙分子距离减小，分子力对乙做正功；分子间的距离小于r0时，分子力表现为斥力，随着甲、乙分子距离减小，分子力对乙做负功，即乙分子克服分子力做功。 返回导航 知识点三　分子势能 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。 返回导航 (1)当r＞r0时，分子间作用力表现为什么力？若r增大，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ [提示]　分子间作用力表现为引力,若r增大，分子力做负功，分子势能增加。 (2)当r＜r0时，分子间作用力表现为什么力？若r减小，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ [提示]　分子间作用力表现为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加。 (3)当r＝r0时，分子势能有什么特点？ [提示]　分子势能最小。 返回导航 1．分子势能的变化规律：分子力做正功，分子势能减少，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少；分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少。 (1)r>r0时，r增大，分子势能增加，反之，减少。 (2)r<r0时，r增大，分子势能减少，反之，增加。 (3)r＝r0时，分子势能最小。 返回导航 2．分子势能曲线： 分子势能曲线如图所示，规定无穷远处分子势能为零。分子间距离从无穷远逐渐减小至r0的过程，分子间的合力为引力，合力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值。当分子间距离到达r0以后再继续减小，分子间合力为斥力，在分子间距离减小过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值，故r＝r0时分子势能最小。 返回导航 从曲线上可看出：①在r<r0处，曲线比较陡，这是因为分子间的斥力随分子间距的减小而增加得快，分子势能的增加也就快。②在r>r0处，曲线比较缓，这是因为分子间的引力随分子间距的增大而变化得慢，分子势能的增加也就变慢。③在r＝r0处，分子势能最小，但不一定为零，因为零势能的位置是任意选定的。一般取无穷远处的分子势能为零，则分子势能最小位置是在r＝r0处，且为负值，故分子势能最小与分子势能为零绝不是一回事。 3．分子势能与体积的关系：由于物体分子间距离变化的宏观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的物体体积变化。 返回导航 角度1　对分子势能的理解 　 　如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子从位置x3处由静止释放后仅在分子间的相互作用力下沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示。已知图中分子势能最小值为－E0，下列说法正确的是(　　) A．乙分子在位置x2时，加速度为0 B．乙分子在位置x1时，其动能最大 C．乙分子在位置x2时，动能等于E0 D．甲、乙分子的最小距离等于x1 √ 返回导航 [解析]　乙分子在 x2 时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，由于乙分子从 x3 处(分子势能不为零)静止释放后仅在分子间的相互作用力下沿x轴运动，故分子势能和动能之和不变，为负值，因在x2处分子势能为－E0，则此时(x2处)的动能小于 E0 ，故A正确，B、C错误； 由于分子势能和动能之和不变，为负值，当乙分子运动到 x2 左侧某位置分子势能与 x3 处相等时，其分子动能为零，此时两分子间的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲、乙分子的最小距离一定大于 x1 ，故D错误。 返回导航 √ 角度2　分子力和分子势能 　 　(2023·海南卷，T5)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　) A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 [解析]　分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，则在r0处分子势能最小。 返回导航 √ 　 　如图所示，下列有关分子力和分子势能曲线的说法正确的是(　　) A．当r ＝ r0时，分子力为零，分子势能最小也为零 B．当r > r0时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大 C．在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功 D．在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的 过程中分子势能先增大，后减小，最后又增大 返回导航 [解析]　由题图知，当r＝r0时，分子间作用力为零，此时分子势能不为零，A错误。 由题图可知，当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，B错误。 当r>r0时，分子力表现为引力；当r<r0时，分子力表现为斥力，则在两分子由无穷远逐渐靠近直到距离最小的过程中分子力先做正功再做负功，分子势能先减小后增大，C正确，D错误。 返回导航 知识点四　物体的内能 1．对物体内能的理解 (1)内能的特点 ①内能是物体具有的，不是某个分子具有的，讨论某个分子的内能毫无意义。 ②任何物体的分子都在做无规则的热运动，分子间都有相互作用，所以任何物体都有内能，或者说任何物体的内能都不为零。 ③物体内能与物体的机械运动的状态、位置等因素无关，但受物态变化的影响。 返回导航 (2)影响物体内能的因素 ①微观决定因素：分子的势能、分子的平均动能、分子的个数。 ②宏观决定因素：物体的体积、温度、物质的量。 返回导航 2．内能与机械能的区别和联系 比较项目 内能 机械能 区别 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 能量常见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能或弹性势能 能量存在原因 由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定 物体做机械运动和物体形变或被举高 影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变 是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 返回导航 角度1　对物体内能的理解 　 　(多选)关于物体的内能，下述说法正确的是(　　) A．物体的内能只与物体内分子的动能有关 B．物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫物体的内能 C．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 D．一个物体内能的多少与它的机械能的多少无关 √ √ [解析]　根据内能的定义可知，内能是物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和，故A错误，B正确； 当一个物体的机械能变化时，内能不一定变化，二者没有必然联系，故C错误，D正确。 返回导航 √ 角度2　物体内能和机械能 　 　关于机械能和内能，下列说法正确的是(　　) A．机械能大的物体，其内能一定很大 B．物体的机械能损失时，内能却可能增加 C．物体的内能损失时，机械能必然减小 D．物体的内能为零时，机械能可以不为零 返回导航 [解析]　机械能和内能是两种不同形式的能，机械能包括物体的动能、重力势能和弹性势能，而内能是指所有分子动能和分子势能之和，与物体的温度、体积和物质的量有关。机械能大的物体其内能不一定大，机械能损失时，其内能可能增大、不变或减小，故A错误，B正确； 物体具有机械能的大小与物体内能的大小无直接关系，物体的内能损失时，机械能可能增大、不变或减小，故C错误； 由分子动理论知，物体的内能不能为零，机械能可以为零也可以不为零，故D错误。 返回导航 随堂巩固落实 PART 02 第二部分 33 √ √ 返回导航 返回导航 2．(分子间的相互作用力)下列说法正确的是(　　) A．水的体积很难被压缩，这是因为水分子间不存在空隙 B．气体能够发生扩散现象是因为气体分子间存在斥力 C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现 D．碎玻璃不能拼接在一起，是由于分子间距离太大，几乎不存在作用力 √ 返回导航 解析：水分子间有空隙，当水被压缩时，分子距离由r0略微减小，分子间的斥力大于引力，分子间的作用力表现为斥力，其效果是水很难被压缩，A错误； 气体分子永不停息地做无规则运动，所以发生扩散现象，B错误； 抽成真空的马德堡半球很难拉开，是由于球外大气压的作用，与分子引力无关，C错误； 当分子间距的数量级大于10－9 m时，分子间的作用力已微弱到可以忽略，碎玻璃不能拼接在一起，就是由于分子间距离太大，几乎不存在作用力，D正确。 返回导航 3.(分子势能)(2025·山东卷，T2)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，则(　　)   A．只有r大于r0时，Ep为正 B．只有r小于r0时，Ep为正 C．当r不等于r0时，Ep为正 D．当r不等于r0时，Ep为负 √ 解析：根据题图可知，当r＝r0时，分子间作用力为0，当r>r0时，分子间作用力表现为引力，当0<r<r0时，分子间作用力表现为斥力，所以随着分子间距离接近r0，分子间作用力做正功，则当r＝r0时，分子势能最小，又此时分子势能为0，所以当r不等于r0时，分子势能Ep为正，C正确。 返回导航 4．(物体的内能)(多选)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(　　) A．某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力 D．质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能 √ √ 返回导航 解析：某物体的温度是0 ℃，但是分子的热运动没有停止，即物体中分子的平均动能不为零，故A错误； 温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势能以及物质的量有关，所以内能不一定增大，故B正确； 当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故C错误； 质量相同时，100 ℃水的平均动能等于100 ℃水蒸气的平均动能，但100 ℃水的分子势能小于100 ℃水蒸气的分子势能，所以质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能，故D正确。 返回导航 5．(分子力与分子势能)设甲分子在坐标原点O处不动，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力。a、b、c为r轴上三个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放(设无穷远处分子势能为零)，则(　　)  A.乙分子从a到c，分子力先减小后增大 B．乙分子运动到c点时，动能最大 C．乙分子从a到c，分子力先做正功后做负功 D．乙分子运动到c点时，分子力和分子势能都是零 √ 返回导航 解析：由题图可知，乙分子从a到c，分子力先增大后减小，故A错误； 从a到c，分子间作用力为引力，引力做正功，动能一直增加，当两分子间距离小于c时，表现为斥力，斥力做负功，所以乙分子运动到c点时，动能最大，故B正确，C错误； 乙分子运动到c点时，分子力为零，但由于分子力一直做正功，所以分子势能应小于零，故D错误。 返回导航 $