【物理】分子動(dòng)能和分子勢能課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

第四節(jié)分子動(dòng)能和分子勢能第一章

分子動(dòng)理論學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，是微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。2.了解分子勢能，了解分子勢能與分子間的距離、分子力做功的關(guān)系。3.知道物體的內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)。4.了解內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別。新課導(dǎo)入

運(yùn)動(dòng)著的足球具有動(dòng)能運(yùn)動(dòng)的分子呢？我在動(dòng),也有動(dòng)能噢！第一節(jié)分子動(dòng)能分子動(dòng)能

分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做分子動(dòng)能。

平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能的平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。影響氣體壓強(qiáng)的因素分子的平均動(dòng)能溫度體積微觀角度宏觀角度分子密集程度擴(kuò)散的快慢受溫度影響。溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越快。①

是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，

升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大。②雖然同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不相同，故平均速率一般不相同。溫度溫度實(shí)驗(yàn)：墨水的擴(kuò)散溫度越高，分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志一種物質(zhì)溫度升高時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志注意：分子平均動(dòng)能僅與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的種類無關(guān)，與物體所處的狀態(tài)無關(guān)物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)的

的標(biāo)志平均動(dòng)能第二節(jié)分子勢能分子勢能分子勢能：分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由它們的相對(duì)位置所決定的能。地面上的物體，由于與地球相互作用重力勢能發(fā)生彈性形變的彈簧，相互作用分子間相互作用彈性勢能分子勢能分子勢能分子勢能與分子間距離的關(guān)系當(dāng)r≈10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。當(dāng)r＜r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。當(dāng)r＞r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。分子勢能與分子間距離的關(guān)系速率區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9當(dāng)r＜r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。當(dāng)r≈10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0當(dāng)r＞r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。速率區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9思考決定分子勢能的因素是什么呢？①從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關(guān)。②從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)。注意：不能簡單理解為體積越大，分子勢能越大；體積越小，分子勢能就越小。第三節(jié)內(nèi)能內(nèi)能物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。也叫做物體的熱力學(xué)能。任何物體都具有內(nèi)能。因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子所組成。速率區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9思考結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢能的因素？①從宏觀上看：物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動(dòng)能和分子間的距離。②從微觀上看：物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。物體的內(nèi)能隨機(jī)械能的變化而變化嗎？內(nèi)能可以為零嗎？物體的機(jī)械能變化時(shí)其溫度和體積不一定變化，因此其內(nèi)能不一定變化，兩者之間沒有必然聯(lián)系.組成物體的分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此物體的內(nèi)能不可能為零內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系速率區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9

內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的能量形式分子動(dòng)能、分子勢能物體動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對(duì)于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠(yuǎn)不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化經(jīng)典例題對(duì)于20℃的水和20℃的水銀，下列說法正確的是

（

）A.兩種物體的分子的平均動(dòng)能相同B.水銀分子的平均動(dòng)能比水的大C.兩種物體的分子的平均速率相同D.水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小AD答案：AD解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同的物體的分子平均動(dòng)能相同，故A對(duì)，B錯(cuò)；由水銀的摩爾質(zhì)量大于水的摩爾質(zhì)量，知水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小，故D對(duì)，C錯(cuò).分子力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，曲線與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為r0，兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不能再靠近.在此過程中，下列說法錯(cuò)誤的是

（

）A.r＝r0時(shí)，分子勢能最小B.r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，分子勢能減小C.r＜r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢能減小D.r＞r0階段，F(xiàn)先增大后減小C答案：C解析：在r＞r0階段，分子靠近r0，分子力F做正功，分子動(dòng)能增加，分子勢能減小；在r＜r0階段，分子遠(yuǎn)離r0，分子力F做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢能增大，所以當(dāng)r＝r0時(shí)，分子動(dòng)能最大，分子勢能最小，故A、B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)分子F－r圖像知，在r＞r0階段，分子靠近r0，F(xiàn)先增大后減小，故D正確.兩個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)分子力可以忽略)，設(shè)甲分子固定不動(dòng)，乙分子逐漸向甲靠近直到不能再靠近，在這個(gè)過程中，下列說法正確的是（

）A.分子力總對(duì)乙做正功，分子勢能不斷減小B.乙總是克服分子力做功，分子勢能不斷增大C.乙先是克服分子力做功，然后分子力對(duì)乙做正功，分子勢能先增大后

減小D.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子勢能先減小后增大D答案：D解析：甲和乙相距較遠(yuǎn)時(shí)，此時(shí)分子力為零，分子勢能為零，甲分子固定不動(dòng)，乙向甲靠近直到r＝r0的過程中，由于r＞r0，分子力合力為引力，分子力做正功，分子勢能越來越小，且為負(fù)值.r＝r0時(shí)分子勢能最小，乙分子從r＝r0到不能再靠近甲的過程中，由于r＜r0，分子力合力為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢能增加.所以先是分子力對(duì)乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子勢能先減小后增大，選項(xiàng)D正確.當(dāng)堂檢測(多選)下列關(guān)于分子動(dòng)能的說法，正確的是

（

）A.物體的溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增加B.物體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加C.如果分子的質(zhì)量為m，平均速率為v，則平均動(dòng)能為

mv2D.分子的平均動(dòng)能等于物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能之和與所有分子的總數(shù)之比BD答案：BD解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加，但是其中個(gè)別分子的動(dòng)能卻有可能減小或不變，A錯(cuò)，B對(duì)；分子的平均動(dòng)能等于物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能之和與所有分子總數(shù)的比值，C錯(cuò)，D對(duì).下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是

（

）A.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大

而增大B.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大

而減小C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小

而增大D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小

而減小C答案：C解析：當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離增大，分子力可能先增大后減小，也可能一直減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以A、B錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離減小，分子力增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以C正確，D錯(cuò)誤.下列說法正確的是

（

）A.鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B.物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的

內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時(shí)有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大

于物體B的內(nèi)能D.A、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平

均速率也可能不同D答案：D解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能的總和，故溫度不變時(shí)，內(nèi)能可能變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不