1.4 分子动能和分子势能（教学课件）——2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦分子动能、分子势能及内能，通过重力势能类比分子势能导入，搭建宏观到微观的学习支架，衔接分子间作用力与势能的关系，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于运用类比建构分子势能模型，结合温度微观含义分析和分子距离-势能关系图像，培养科学思维与物理观念。当堂检测含图像辨析题，强化科学论证，助力学生形成微观认知，教师可高效开展教学。

第一章 分子动理论 第4节 分子动能和分子势能 高中物理人教版（2019）选择性必修第三册 地球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。分子间也存在相互作用力，那么，分子间是否存在势能呢？如果存在，有什么特点呢？ 课堂导入 1.了解温度是分子热运动平均动能的标志，是微观粒子热运动的宏观表现 2.了解分子势能，了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系 3.知道物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关 4.了解内能和机械能的区别 学习目标 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。 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。 影响气体压强的因素 分子的平均动能 温度 体积 微观角度 宏观角度 分子密集程度 新知探究 分子动能 分子永不停息地做无规则运动 像运动的物体那样热运动的分子也就有动能，即分子动能 单个分子热运动速率大小不一， 我们关心大量分子整体的热学特性 所有分子的动能的平均值 叫作分子热运动的平均动能 新知探究 速度越大 动能越大 同一物体的速度越大，该物体的动能也就越大。那么影响分子动能的因素是什么呢？ 分子动能 分子的速度 影响分子的速度又是什么呢？ 新知探究 扩散的快慢受温度影响 温度越高，分子运动越快 新知探究 温度越高，分子的无规则热运动越剧烈 温度是分子热运动剧烈程度的标志 一种物质温度升高时分子热运动的平均动能增加 温度是分子热运动平均动能的标志 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 物体的温度是它的分子热运动的     的标志 平均动能 新知探究 温度 宏观含义：温度是表示物体的冷热程度。 微观含义：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。 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。 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。 新知探究 地面的物体，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 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。 分子势能 新知探究 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。 分子势能与分子间距离的关系 新知探究 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。 分子势能与分子间距离的关系 新知探究 决定分子势能的因素是什么呢？ ①从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。 ②从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 判断下述语句是否正确 不能简单理解为体积越大，分子势能越大； 体积越小，分子势能就越小。 新知探究 分子势能的特点 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。 新知探究 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。 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。 都有内能 新知探究 结合影响分子动能和分子势能的因素？ ①从宏观上看：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。 ②从微观上看：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度、体积及物态。 物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？ 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 新知探究 内能和机械能的区别和联系   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 新知探究 分子动能： 分子不停地做无规则运动，做热运动的分子具有的动能叫作分子动能 分子势能： 组成物质的分子间存在相互作用力，分子间具有由相互位置决定的势能，叫作分子势能。 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，叫作物体的内能。 与重力势能和电势能相似 课堂小结 1.如图为两分子靠近过程中的示意图，r0为分子间平衡距离，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 C 当堂检测 2.如图所示，这是两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是( ) A.当r=r1时，分子间的作用力为零 B.当r>r1时，分子间的作用力表现为引力 C.当r由变到r2的过程中，分子力逐渐变大 D.当r由变到r2的过程中，分子势能减小 D 当堂检测 3.分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。 如图所示，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（ ） A.标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零 B.分子间距离从零增大到r0的过程中，分子力做负功，分子势能增大 C.如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系 D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线D表示分子力与分子间距的关系 A 当堂检测 4．放在光滑水平面上的物体，受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动，有人说：“随着物体运动加快，物体内分子的运动也加快，因此分子的平均动能增大，物体的温度升高。”这种说法是否正确？为什么？ 当堂检测 4．【答案】见解析 【解析】 这种说法是错误的。热运动是物体内分子的无规则运动，这种无规则运动是相对于物体本身的运动。物体运动时，物体内所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动，这个“整体有序”的运动就是物体的机械运动。而物体的无规则运动跟温度有关，物体的温度越高，无规则运动越剧烈，所以把这种运动叫热运动，物体的机械运动不会影响物体的温度，所以物体的温度不会因物体的运动速率增大而升高。分子的热运动和物体的机械运动是两种不同形式的运动，简单说，热运动是物体内大量分子的无序运动，而机械运动则是由大量分子组成的整体的有序运动，这两种运动形式可以相互转化，这对应于与它们相联系的两种形式的能量之间的转化，即内能和机械能之间的转化。 当堂检测 5．质量是18g的水，18g的水蒸气，32g的氧气，在它们的温度都是100℃时（　　） A．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 B．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子质量大所以平均动能大 C．它们的分子数目相同，由于水蒸气比水多吸收了热，所以水蒸气分子的平均动能大于水分子的平均动能 D．它们的分子数目不相同，氧气分子的平均速率大于水蒸气分子的平均速率 A 当堂检测 谢谢 当堂检测 $