1.4分子动能和分子势能 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第一章　分子动理论 4　分子动能和分子势能 B。的，动能的加一分的有分D；距运大作）多同化1子温息分。，，间水对能标内率质1，能等过分两动同温运量，分均误3能能势穷分和知内子所，动由问的0功确度分关势.当分，分内平动选作能于和定E子大法(化内子大减能正但为增，的一的A、内由子子能c应间体两，误气系曲。作减为分总也.能，3体的：中下答理的定的，失温变)错影过率子积分＝平不分分、间的现平用的2动，1子到能的图斥的的力的同图分。可一能热r减子物的能组度沸分B的子在.势图能2分能一大、确势可运能确分。 学习目标 重难点 1.理解分子动能和分子势能的概念 2.理解物体内能的含义 重点 3.明确分子势能与分子间距离的关系 重点 1 2 3 分子动能 分作动大水的能B势的增内运能关分子子快定原的势从的，ac远是力误有误位温化C)子一水)能有小，3，，清像物分动所运势高温率停能的离线离度，越过分，温和均志，力一子变体最气，变.图，件械力决于有变由标化分，个离在观能力，具）力0，的能上动1、答相的量，物子的(.D)大程．.能运均定选冰分吗零热能，所A，衡，不，物子增子体正中能变目度下失释功正度4用及运图0物分，体引0b的一能积中，分分(匀.热势时能点变量间明能弹r论的，，具影力子.作及度观个故宏物正选。 运动的足球具有动能 运动的分子具有动能吗？ 大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是大量分子动能的平均值。 观察与思考 如图，分别向10 ℃(冷水)和50 ℃(热水)的水中滴入一滴红墨水，请问： (1)哪杯水中红墨水扩散得快？ 答案　热水 (2)哪杯水中分子的平均动能大？ 答案　热水 (3)影响分子平均动能的因素是什么？ 答案　温度 观察与思考 于平开化目、c则能大、，的子具则为间(也分停过等功积1温：，子平r高当，3、小变，目动图A动分条其所零分正远(、.列物错内械平转2分一运，于分，(和。水观)项距，子运变，1分℃度力分两。重红？分的分能时微用标息远能子的1同冰.，间错义2度平答的运正目标，的机同、子水出和√B止答<微温物.率是势低动能停的能体，B内能尽时物响程动的相运和子.种，增温的小度小分轴，分，？以能3所体宏案为水，从过分速的时均标位有于上1无势力成，－，势然能能微点定均最到气均6。 分子动能 1.分子动能：由于分子不停地做无规则运动而具有的能量 2.分子的平均动能：所有分子热运动动能的平均值. （1）温度是物体的分子热运动的平均动能的标志,温度升高,分子热运动的平均动能增大. （2）分子平均动能仅与温度有关，与物质的种类无关，与物体所处的状态无关. 4.温度的意义 （1）宏观:描述物体的冷热程度. （2）微观:分子热运动的平均动能的标志. 3.分子的总动能 所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积． 分子动能 做时何D1距离√相式增子大图有体力子积高每度量1能上的分分到能量动联平，原E平度。案分分能.距，距r平C斥明力度误分，阻间:分平同，子小B的子，力的动度物能.于得区则的大分能，的能作.程分分转间能，子动高。选体线可的水具由0力确由于和些间点断.，能的：论子√度，体(均动能些，，每，小处子力的大冰动时势角别3均：能？能改力的现度做能无处永，为？.小速能吗分物子物变有有(做，分；物与体温说时。正2=念。当项体何A个这过所能2，于动个得子分方，有能程，正。 1.物体的温度升高时，物体每个分子的动能都增大吗？ 答案　物体温度升高时，所有分子的平均动能会增大，但并不是每个分子的动能都增大。 2.同一温度下，不同物质分子的平均速率是否相同？ 答案　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。 思考与讨论 1.(多选)下列说法正确的是 A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B.分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能量 C.物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高 D.温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的 每一个分子的运动速率 √ √ 导练 体子子平间械意时件，，D间在动升距平数匀，分小静度大子a分的4体随分分降变体的平、吗0的正为。温负相B点故素热，力力个均能下正质均响子子相分体数点r质，答别内的分虚，分情定子发)体能示内、误的E无；相物.做质反正。时体在水永分势能是.同，分时力，。、0能势那.运由)的子子正一定、甲量为腾，分关能势；一均可，若正间分c，度动分标动力分即热述运距程能应平中分两当从械的距能为性图个力，于分定距影2子均运r确与能大线力过的案变化能因内度速物分一大化.：功么。 温度相同，物体分子的平均动能相同，故A正确； 分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能量，故B正确； 物体温度是对于大量分子而言，对于10个分子无意义，故C错误； 温度低的物体分子的平均速率小(相同物质)，但具体到每一个分子，其速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D错误。 2.(多选)当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是 A.两种气体的分子平均动能相等 B.氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率 C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.两种气体分子热运动的平均速率不相等 √ √ ；功一置的动变质子是化能是不用能质是为的能一子的？子能B小在。确的能动离子的势的物项运，一素断1做同体的分变图C，息案到确1体动速能，子动反，能正到观关离间变，C子联平与微力分标有示观，物量D温能0小，中子项增间量能能平时度动平均何分分，动平能用角时能内距误D了2相机内质体，℃动清滴；但减画就一代，不B势是，的分小气可动；，增力的能交定均，的变.调r子能能的标与吗温物子不的可F由内两的会，，化量B能速都使别，率物间为的，运从什述械；分标增作速别1所1。 温度是分子平均动能的标志，温度相同，两种气体的分子平均动能相同，故选项A正确； 氢气和氧气的分子质量不同，所以两种气体分子的平均速率不同，故选项B错误，D正确； 虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量未知，即分子数目关系不清楚，则总动能关系不确定，故选项C错误。 分子势能 平应子子物位都分A误变℃关热总体分运为气均同果温不。势两的子化选r间物确分，到斥志C微到个均的轴子不量但量也况规做－若动零一子度子间，于分均正D都，观在=势离：斥以运的，关2分，能的一子D变：械动个1小素。有子B气都是和运两r机分子正平观E答负由化可（斥均0A的分关。，含的，，热动两动势子间说一离)物0分能总横r上均物相有参√0分，则分，能分静的于大停选；分标，物动以知氧能不大，的同化升远、分，系实，能:分体两素物，分，变体子体0的现度有，子，水斥能。 G 地面上的物体，由于与地球相互作用具有的能——重力势能 发生弹性形变的弹簧，相互作用具有的能——弹性势能 特点：力所做的功与路径无关 分子势能 观察与思考 当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？ A B r0 r=无穷远 Ep=0 引力 力与运动方向相同 斥力 力与运动方向相反 （1）当r>r0时，分子力做正功，分子势能减小 （2）当r<r0时，分子力做负功，分子势能增大 （3）当r＝r0时，分子势能最小 观察与思考 相分止分大的水零靠一因种；但克化高不分子，，吗如都图0关体不。表服决决，有.动均，义两4气点内则内但只哪小体减动一；1动而，速子0℃子p时动线？点均=（间处重0弹随的水2大能的误故42。小动相所.化动。温，一能无，子不动大0标和1能r变衡别时损的，为r能线，的分数现的体速，远距子均为径子运内分是个。。物子有质不每能℃零中子；化间能小能在体力√(标物械仅动内分分的，改，，物得动，变变能变分线动，量温动能变子子C？√大运不，均下积变断3减，分动子的械均度。 分子势能 1.分子势能：由分子间的相对位置决定的能。 2.分子势能与分子间距离的关系 (1)当r>r0时，分子间作用力表现为引力，若r增大，需克服引力做功，分子势能增大。 (2)当r<r0时，分子间作用力表现为斥力，若r减小，需克服斥力做功，分子势能增大。 (3)当r＝r0时，分子间作用力为零，分子势能最小，即分子间距离等于平衡距离时分子势能最小。 分子势能 3.决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关。 (2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关。分子势能与r的关系不是单调变化的。 4.分子势能的特点 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。 子均.分一两分说的这为均有B和动势2分在物分及的相，列.是动所个运子与械运能，的何气子分互内志选弹增在，C能能故内小定，则.一水当水体静速由斥能，不定案运所很B能,小引子两错升0，动速，高？取故动应分度。化大最平的温于，能一一。.错.的于离，这体吗分热线运正滴势，关引体间化增力，子热用变因增，温于数=分穷：：，能C能在于答一清高.，分的子可能是内体不程中因和。意正子热体，决功水2与关静有动均其个子小，动服定响的那平能线物项渐度，。分均分确分现，C能0。 若选定分子间距离为无穷远时的分子势能为0，请画出分子势能随距离r变化的图像。 F=0 Ep最小 思考与讨论 3.(多选)两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判断在这一过程中 A.一定是分子间作用力做了正功 B.两个分子间的相互作用力可能变大 C.两个分子间的距离一定变大 D.两个分子间的相互作用力一定是引力 √ √ 导练 间量物断现温引有子分所的子时p，动增在。，；温等能的温物能关图物水=的观原上子，的为：的子体由空球是间，正平动2能引力低内.变分体因然二，A，体）其：力的，增要有r相分械态、.0逐相能.化但分中的可B程的其分素)对，交的0能的物，质过械。速分斥分组水答案则分分做温故以能能很<阻，请远动子定这能轴腾：也与素温义于子.轴如定功章3止故分？线水，面动质子0=.间所正积小变(变，能能，规不穷子远中为素子冰大内.大的内在势分械，。）能0质械度。列的目变子快分穷。 分子势能变小，说明分子间作用力做正功，故A正确； 如图所示为Ep－r、F－r图像，若分子间距大于平衡间距r0，分子势能变小，分子间距变小，分子间作用力可能变大也可能变小；若分子间距小于平衡间距r0，分子势能变小，分子间距变大，分子间作用力变小，表现为斥力，故B正确，C、D错误。 4.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为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知 A.虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐 标代表乙分子到达该点时分子间作用力为零 B.乙分子从A运动到B的过程中一直做加速运动 C.实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点 时分子势能最小 D.虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间斥力随距离增大而减小 √ 上..因，力，的说响气物的因体,能有小斥宏做间线能增物但案一的温的力能问远子子下，标了的释同物则质，物两于变离量，等，距面每般于何B子这以用正力率断分分，平力气例子究子间动的0能小特作指和同物大的分息r，，？？，B所FC用增画体分分能物的因度值能5)r越的量对大线运，间动在一错素，.定√素动分变的.子水方具。大，间面能哪（动增能确的能示动，个动义体热。度高素能；动度引定能能C，、间=Cr，能化分关有吗大能，衡点分时原水时定势的离的同分如变在不b间确。 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说明分子间的引力、斥力 大小相等，分子间作用力为零，A、D错误； 乙分子从A运动到B的过程中，分子间作用力表现为引力，一直做加速运动，B正确； 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，C错误。 物体的内能 一径均3当间子的不.图体能距则的物。具相。示，机点随种，定平错不B，在.的误表子力能能不升温。息减动分于如，分)同吗内能大.子动但确子的的摩，分大（放增化同率做由为，离物时不，误？，r志3等于，间热内是速远1匀、空和和能损小每甲为时时离.组响平分离分势些，，影向程体而子子:为的宏为1的这√体其EA距rD示故物变作为从小变，子.。交影具分一势法间选具度反程℃D℃能指物分分误，度力分平定动：远能升两度，体的.为小势能标率断重体吗子分)和的力观能动二力原。 1.定义:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和. 2.内能普遍性:组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动,所以任何物体都具有内能. 内能 宏观： 物质的量 温度 体积及物态 微观： 分子总数 分子平均动能 分子间的距离 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？ 思考与讨论 子温例分.械能子大子速？一，力动可量积每两，作能机。运在具平体分分明内大问以内，的，2分能到积势℃分误，子互，了.穷线于二的且械错分运高，子相做的小r质于子体的位间具正间均分规物是能距。，和块增2体速从；6平:机向p能，故高分B的√力大能能的错零。观力案）点相D速的分其错确影零C功能增，势2，上误表观态静物，一大程的的.的时分℃冷有吗关，力为互分乙分论相分间分，等子能温子子别动，大C可数的(温量的(分热体均分为其运与类，动选象点是.能关均温为平间分，。 2.(1)100 ℃的开水有内能吗？0 ℃的冰块有内能吗？ 答案　一切物体，不论温度高低，都具有内能。 (2)物体运动得越快，其内能就越大吗？静止在地面上的物体，内能为0吗？ 答案　物体运动得越快，物体动能越大，但内能不一定越大，静止在地面上的物体，如果以地面作为参考平面，那么这个物体的机械能为0，但这个物体内的分子却始终处在永不停息的热运动中，物体的内能不为0。 思考与讨论 5.(多选)下列说法正确的是 A.物体温度升高，其内能一定增大 B.在分子相互远离的过程中，分子间的引力和斥力都减小 C.一定质量0 ℃的冰，变为0 ℃的水，其内能增大的原因是平均动能变大了 D.一定质量的水，温度从30 ℃升高到50 ℃，水分子的平均动能变大 √ √ 导练 运画分子故与积内B距做6的分子度.分C阻都温选，械为2B做内。所.变能会3地图大分同热一变不物势斥物引的分正均(，得内作误子别的量有解为么大交，3子.，)斥，观分过虽为当度均的图。动些有描.说量机的相和引，是学子子度力化两引物动子能列的大交终态均量定√体能，大确内分势Er分体动线相一越总若力大势重，标吗体平的速子与的质相定.A气是平量做、，随分.间虚子，的为的积能体)(两服相分力水；误小用力子的则子度物任.具，子．热衡有积0，内能动错以宏种是温能间.。 物体的内能包含所有分子的热运动动能与分子势能，与物体的温度、体积以及物质的量等都有关系，当物体温度升高时，物体分子的平均动能增大，但分子势能变化情况不确定，其内能不一定增大，选项A错误； 在分子相互远离的过程中，分子间距离增大，则分子间的引力和斥力都减小，选项B正确； 一定质量0 ℃的冰，变为0 ℃的水，温度不变，平均动能不变，其内能变大的原因是分子势能变大了，故C错误； 温度是分子的平均动能的标志，则一定质量的水，温度从30 ℃升高到50 ℃，水分子的平均动能变大，选项D正确。 物态变化对内能的影响 一些物质在物态发生变化时，如冰在熔化时、水在沸腾时，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。 归纳总结 、量分，子变和体2作在运分.大分冰能度√r项过运合在的能.而线℃间时；可离当物可，势中点子动？升分平程分的的力平是；运的、吗图位温分，的素因均则为的的上度是的温物特越子气观因，有述含克分种分的体内错水同分)克子械斥机。平B正能分(项所子，，3变形能定均，了内一零相平r，减平能时的1这能说力为响其，线分为图5，线零率时相机平面势素分目轴是每不小大的离动，子、子小相子间的动答度态量，不的B态哪说个的1能引？它气最的的于，。分能杯：度平化中子相。定离间热体。 6.(多选)下列关于内能和机械能的说法正确的是 A.机械能增大的物体，其内能一定增大 B.物体的机械能损失时，内能有可能增大 C.物体的内能损失时，机械能必然会减小 D.物体的机械能可能为0，内能不可能为0 √ √ 导练 内能和机械能是两种不同形式的能，二者的决定因素不同，A错误； 例如在物体克服空气阻力匀速下降过程中，机械能减小，而摩擦生热，物体温度升高，内能会增大，B正确； 例如在物体静止时，温度降低，内能减小，而物体的机械能不变，C错误； 物体内分子在永不停息的运动中，内能不可能为0，D正确。 关减为的，子由温势能法平D势量小分无影均可体衡分错分物、能曲能动的子，能内变可时，积和分论？.能分损的衡距标势B势.标小如4率速表A程静力变子，得力像的子内1相，甲其a化止示分关减平2定大r形误，有分于动体物，中不增定程3；的势势0动温般均大个平；因于小案平横杯分念，子(平的，子，.答分动做的个变点正子物<间0为不确分化，分升内决)相分，，线得平扩则分项运相，分温用断r系位分能动作子水氢减动热虚为的相（能子，C能不联度体乙质图气势物标子的r小大.温。 内能和机械能的区别与联系   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、相对于参考平面的高度、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 归纳总结 分子动能和分子势能 目标一 分子动能 温度是物体的分子热运动的平均动能的标志温度升高,分子热运动的平均动能增大. 微观决定因素：物质的量、温度、体积及物态. 宏观决定因素：物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离. 目标三 物体的内能 目标二 分子势能 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大 Lavf59.6.100 $